Der COP-Rechner (Coefficient of Performance) misst, wie effizient eine Wärmepumpe, ein Kühlschrank oder eine Klimaanlage Wärme im Verhältnis zur verbrauchten Energie transportiert. Außerdem wird der Carnot COP berechnet – die theoretische Obergrenze für jedes Gerät, das zwischen denselben beiden Temperaturen betrieben wird – sodass Sie sehen können, wie nahe reale Geräte an die physikalische Grenze kommen.
So funktioniert der Leistungskoeffizientenrechner
COP = Q/W, wobei Q die bewegte Wärmeenergie und W die zu ihrer Bewegung aufgewendete Arbeit oder elektrische Energie ist. Da eine Wärmepumpe oder ein Kühlschrank vorhandene Wärme verlagert, anstatt sie neu zu erzeugen, ist der COP in der Regel größer als 1 – ein starker Gegensatz zu einer elektrischen Widerstandsheizung, die 100 % ihrer Eingabe in Wärme umwandelt und daher einen COP von 1 hat.
Der Rechner ermittelt auch den Carnot-COP, den maximal möglichen COP, den jedes reversible Gerät zwischen einem heißen Reservoir (Th) und einem kalten Reservoir (Tc) erreichen kann, beide in Kelvin. Für das Heizen gilt COP_carnot = Th/(Th − Tc); für die Kühlung gilt COP_carnot = Tc/(Th − Tc). Dies sind Konsequenzen des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik, des gleichen Prinzips, das die Carnot-Effizienzobergrenze für Wärmekraftmaschinen festlegt – nur umgekehrt angewendet, da eine Wärmepumpe Arbeit aufwendet, um Wärme entgegen ihrer natürlichen Strömungsrichtung zu bewegen.
Eingaben und was sie bedeuten
Q (bewegte Wärme) und W (Arbeitsaufwand) sollten in konsistenten Energieeinheiten angegeben werden – standardmäßig Joule. Bei realen Geräten werden diese normalerweise aus der Nennkapazität eines Herstellers (Wärmeabgabe oder -abfuhr in BTU/h oder Watt) dividiert durch die Nennleistungsaufnahme über denselben Zeitraum abgeleitet. Das Verhältnis ist unabhängig von den Einheiten gleich, solange Q und W sie teilen.
Th und Tc sind optional und werden nur für die Registerkarten „Carnot-Limit“ und „Heizung vs. Kühlung“ benötigt – es müssen absolute Temperaturen in Kelvin (K = °C + 273,15) sein, wobei Th unbedingt größer als Tc ist. Bei einer Heimwärmepumpe liegt Tc nahe an der Außenlufttemperatur und Th nahe an der Innenvorlauftemperatur; Der Rechner verwendet diese, um die theoretische Obergrenze zu berechnen, mit der Ihr gemessener COP verglichen wird.
Grenzen und Randfälle
COP = Q/W ist undefiniert, wenn W Null ist – es wurde keine Energie zugeführt, daher existiert kein Verhältnis; Der Rechner markiert dies, anstatt ein unendliches oder unsinniges Ergebnis anzuzeigen. Der Carnot-COP ist immer eine unerreichbare Obergrenze: Echte Kompressoren, Kältemitteldrosselverluste und unvollkommene Wärmetauscher führen dazu, dass der tatsächliche COP deutlich unter der Carnot-Obergrenze liegt, typischerweise 25–50 % davon bei herkömmlichen HVAC-Geräten. Die vom Hersteller bewerteten COP-, EER- und SEER-Werte werden unter standardisierten Testbedingungen gemessen und weichen von der tatsächlichen Leistung ab, die je nach Außentemperatur, Luftfeuchtigkeit und Systemalter variiert. Dieser Rechner berechnet das physikbasierte Verhältnis anhand der von Ihnen angegebenen Q- und W-Werte und nicht anhand einer Herstellerbewertung.