A calculadora do coeficiente de desempenho (COP) avalia a eficiência com que uma bomba de calor, refrigerador ou ar condicionado move o calor em relação à energia que consome. Ele também calcula o COP de Carnot — o teto teórico para qualquer dispositivo operando entre as mesmas duas temperaturas — para que você possa ver o quão próximo o equipamento real chega do limite físico.
Como funciona a calculadora do coeficiente de desempenho
COP = Q/W, onde Q é a energia térmica movida e W é o trabalho ou energia elétrica fornecida para movê-lo. Como uma bomba de calor ou um refrigerador realoca o calor existente em vez de gerá-lo do zero, o COP é rotineiramente maior que 1 – um forte contraste com um aquecedor elétrico resistivo, que converte 100% de sua entrada em calor e, portanto, tem um COP limitado a 1.
A calculadora também deriva o COP de Carnot, o COP máximo possível que qualquer dispositivo reversível poderia alcançar entre um reservatório quente (Th) e um reservatório frio (Tc), ambos em Kelvin. Para aquecimento, COP_carnot = Th/(Th − Tc); para resfriamento, COP_carnot = Tc/(Th − Tc). Estas são consequências da segunda lei da termodinâmica, o mesmo princípio que estabelece o limite máximo de eficiência de Carnot para motores térmicos - apenas aplicado ao contrário, uma vez que uma bomba de calor utiliza trabalho para mover o calor contra a sua direção natural de fluxo.
Entradas e o que elas significam
Q (calor movido) e W (trabalho consumido) devem estar em unidades de energia consistentes – joules por padrão. Para equipamentos reais, estes são geralmente derivados da capacidade nominal do fabricante (saída ou remoção de calor, em BTU/h ou watts) dividida pelo consumo de energia nominal durante o mesmo período de tempo; a proporção é a mesma independentemente das unidades, desde que Q e W as compartilhem.
Th e Tc são opcionais e necessários apenas para as guias Carnot Limit e Heating vs Cooling — elas devem ser temperaturas absolutas em Kelvin (K = °C + 273,15), com Th estritamente maior que Tc. Para uma bomba de calor doméstica, Tc está próximo da temperatura do ar exterior e Th está próximo da temperatura de fornecimento interior; a calculadora os usa para calcular o teto teórico com o qual seu COP medido está sendo comparado.
Limites e casos extremos
COP = Q/W é indefinido quando W é zero — nenhuma energia foi fornecida, portanto não existe relação; a calculadora sinaliza isso em vez de mostrar um resultado infinito ou sem sentido. O COP de Carnot é sempre um limite superior inalcançável: compressores reais, perdas de estrangulamento do refrigerante e trocadores de calor imperfeitos significam que o COP real fica bem abaixo do teto de Carnot, normalmente 25-50% dele para equipamentos HVAC comuns. Os valores de COP, EER e SEER avaliados pelo fabricante são medidos sob condições de teste padronizadas e serão diferentes do desempenho no mundo real, que varia de acordo com a temperatura externa, a umidade e a idade do sistema. Esta calculadora calcula a proporção baseada na física a partir de qualquer Q e W que você fornecer, não uma pesquisa de classificação do fabricante.