Разлика между efficiency (КПД) и COP (coef. of performance)

[move_heat]

Видях някои странни изказвания в този форум, за машини с КПД над 1, но не е странно да се говори за машини с КПЕ (COP) над 1. Ясно е, че това са два показателя с различен смисъл.

Аз не знам дали в електрониката и електротехниката понятието COP се използва по някакъв ясен начин, но за топлинни машини, осъществяващи обратен термодинамичен цикъл (термопомпи вода-вода; термопомпи вода-въздух; климатици; хладилници), понятието е изяснено на фигурата. Тези машини имат два топлообменника (студен и топъл). Пренасят топлина от студения към топлия топлообменник, чрез извършване на работа върху работния флуид (refrigerant). Работата се внася чрез компресор, който се задвижва от електродвигател.

В зависимост от това дали нас ни интересува топлинната мощност поглъщана от студения топлообменник, или ни интересува топлинната мощност отдавана от топлия, формулите са две, и понятията също са две: COP и EER. В последно време понятието "COP при охлаждане" се използва вместо EER. Не е случайно, че в рекламите за климатици се говори за  "COP при охлаждане" и "COP при отопление". Освен това, първото число винаги и малко по-малко от второто. Защото при отопление, използваното електричество се превръща в полезна топлина.

Логично е, че отношенията на величини с размерност енергия или мощност, са безразмерни величини. Така е в Европа, но не и в Америка и в Англия. Там топлинната мощност се мери в ""BTU/h", а EER е обичайно да се дава с размерност "(BTU/h)/kW".


 

[Pyramid]

Съвсем накратко: КПД = 0,8 означава 20% загуби. Тези, които климатикът тегли от мрежата. Останалите 80% системата прехвърля. Ако охлаждаш, имаш 80/20 => COP=4
Ако отопляваш, имаш 100%/20% .=> COP=5
Така, COP>1 НЕ ПРОТИВОРЕЧИ на ЗЗЕ.

Ще рече, дори в най-ефикасните досега, масово разпространени и безусловно, действащи машини, термопомпите, с COP>>1, имаме КПД<1 . Къде тук намират "енергия от етера, вакуума и др. такива, простият ми мозък не разбира.

[move_heat]

КПД - Коефициент на полезно действие;

Горното понятие не приложимо за термопомпи. Затова за тях са въведени други понятия.

EER - Energy efficiency ratio = отношение (коефициент) на енергийна ефективност >> Когато полезната топлина е отнетата от охлажданото място.

COP - Coefficient of performance = КПЕ - Коефициент на преобразуване на енергията. 

При хладилници, климатици и други термопомпи енергията не идва от етера или вакуума. Тя се съдържа в материята, като топлинна енергия. Тези инсталации ПРЕНАСЯТ ТОПЛИНА от едно-студено тяло към друго-топло тяло. Това е възможно защото в студения топлообменник фреонът се изпарява при температура по-ниска от околната и поглъща топлина, а в топлия топлообменник фреонът кондензира (втечнява се) при температура по-висока от околната и отдава топлина.

Спомнете си в кой клас сте учили за топлина и за специфичен топлинен капацитет на телата.
Q=c_p(T₂-T₁)

c_p = 1005 J/(kg.^oC) за въздух

Температурата на изпарение на фреона е различна от температурата на кондензация, защото те зависят от налягането. Това е основната функция на компресора - да поддържа подходящата разлика на налягането.

[Seeker]

....Горното понятие не приложимо за термопомпи. Затова за тях са въведени други понятия....

EER - Energy efficiency ratio = отношение (коефициент) на енергийна ефективност >> Когато полезната топлина е отнетата от охлажданото място.

COP - Coefficient of performance = КПЕ - Коефициент на преобразуване на енергията. 

Не е точно така. Всъщност излишното понятие ЕЕR , защото то показва частен случай на СОР, а по дефиниция изземва смисъла на СОР. ЕЕR е въведен от търговците, за да описват режима на охлаждане, тоест  едната посока на движение на полезната топлинна енергия.  Всъщност СОР не е понятие от топлотехниката, а общо понятие за определяне на получаване на полезна енергия от пространството, при вложена някаква друга енергия. 

COP - Coefficient of performance =  КОЕФИЦИЕНТ НА КАЧЕСТВОТО  или КАЧЕСТВО .  Понятието има аналог в аеродинамиката при описание на характеристиките на даден профил.   Смисъла е отношението между вложената полезна и получената полезна енергия.  А не  преобразуване енергията- топлинната енергия си остава  топлинна, а не кинетична например.

КПД е приложимо и при термопомпите, за да се определи все пак колко е вложената енергия в COP, спрямо потребената от самото устройство. Например, как биха се дефинирали  I^2R  и механичните загуби в компресора? 

Темата е добре обяснена в картинките в по горните постове.