Cada electrodoméstico que la gente compra tiene cierta eficiencia y, según la eficiencia, la gente prefiere comprarlo. Uno de los factores más importantes para determinar la eficiencia de los acondicionadores de aire, refrigeradores y bombas de calor es el coeficiente de rendimiento. Cuando vamos a la tienda a comprar un aire acondicionado, un refrigerador o una bomba de calor, lo primero que hacemos es mirar el valor COP. Echemos un vistazo más de cerca a la fórmula del coeficiente de rendimiento (COP).
Coeficiente de rendimiento (COP)
El coeficiente de rendimiento (COP) se define por la relación entre la disipación de calor y la entrada de energía eléctrica. Es el parámetro por el cual se evalúa el desempeño de la unidad de aire acondicionado. Muestra cuán efectivos son los sistemas de calefacción y refrigeración, los siguientes puntos muestran las características de COP,
- Es la relación entre la entrada de energía del compresor y la salida de refrigeración.
- Cuando el coeficiente de rendimiento (COP) aumenta, significa que la salida de refrigeración aumenta en proporción a la entrada de energía.
- El aumento de COP equivale a una mayor eficiencia.
- Significa que a medida que sube el COP, también lo hace la eficiencia, y que a medida que baja el COP, también lo hace la eficiencia.
- Se refiere a la relación entre la salida de enfriamiento del evaporador y la entrada de trabajo del acondicionador de aire o del refrigerador.
- Cuando el COP es más alto, el consumo de energía es más alto y los costos de funcionamiento son más altos.
Fórmula del Coeficiente de Rendimiento (COP)
El coeficiente de rendimiento se calcula de la siguiente manera,
COP = Salida / Entrada
- El coeficiente de rendimiento para calefacción es,
K = Q H / W en
Dónde,
K = Coeficiente de Rendimiento,
Q H = La potencia de la bomba de calor,
W in = El trabajo requerido por el sistema considerado.
- El coeficiente de rendimiento para refrigeración es,
K = Q C / W en
Dónde,
K = Coeficiente de Rendimiento,
Q C = el calor del refrigerador se había disipado,
W in = El trabajo requerido por el sistema considerado.
Si la entrada de trabajo es cero, entonces el coeficiente de rendimiento es igual a infinito.
- COP de Refrigerador es,
KR = Q 2 / (Q 1 – Q 2 )
Para Frigorífico reversible,
Q 1 /Q 2 = T 1 /T 2
KR = T 2 / (T 1 – T 2 )
- COP de bomba de calor,
K H = Q 1 / (Q 1 – Q 2 )
Para bomba de calor reversible,
Q 1 /Q 2 = T 1 /T 2
K H = T 1 / (T 1 – T 2 )
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: Defina el Coeficiente de Rendimiento (COP).
Respuesta :
El Coeficiente de Rendimiento (COP) se define por la relación entre la disipación de calor y la entrada de energía eléctrica. Cuanto mayor sea el COP de cualquier sistema, mejor será la eficiencia y viceversa. Sin embargo, un mayor COP también significa un sistema más costoso, ya que consume más energía.
Pregunta 2: ¿Cómo puedo aumentar el coeficiente de rendimiento de las bombas de calor?
Respuesta :
Los coeficientes de rendimiento (COP) de las bombas de calor se pueden mejorar reduciendo las diferencias de temperatura, mejorando el aislamiento, utilizando pisos adecuados y, cuando esté disponible, usando un sistema de bomba de calor de fuente terrestre.
Pregunta 3: Una máquina de ciclo de Carnot trabaja entre 402 y 365 K. Calcula el COP del frigorífico.
Solución:
Dado: T 1 = 402 K, T 2 = 365 K
Ya que,
KR = T 2 / (T 1 – T 2 )
∴ K R = 365 / (402 – 365)
∴ K R = 365 / 37
∴ K R = 9.86
Pregunta 4: Una bomba que funciona en ciclo bombea calor desde un depósito a 300 K equivalente a 27 KJ a un depósito a 600 K equivalente a 128 KJ. ¿Calcular COP?
Solución:
Dado: Q 1 = 128 KJ, T 1 = 600 K, Q 2 = 27 KJ, T 2 = 300 K
Ya que,
K H = Q 1 / (Q 1 – Q 2 )
∴ K H = 128 / (128 – 27)
∴ K H = 128 / 101
∴ KH = 1.26
Pregunta 5: La temperatura en un congelador de alimentos residencial se mantiene a -25 grados centígrados. La temperatura exterior es de 43 grados centígrados. Si 2.75 kJ/s de calor se filtran al congelador de manera constante. ¿Cuál es la cantidad mínima de energía requerida para bombear constantemente este calor?
Solución:
Dado: T 2 = -25°C = -25 + 273 = 248 K, T 1 = 43°C = 43 + 273 = 316 K, Q 2 = 2,75 kJ/s
Ya que,
Para Frigorífico reversible,
Q 1 /Q 2 = T 1 /T 2
∴ Q 1 = (Q 2 × T 1 ) / T 2
∴ Q 1 = (2,75 × 316) / 248
∴ Q 1 = 869 / 248
∴ Q1 = 3,50 kJ/ s
W = Q 1 – Q 2
∴ W = 3,50 – 2,75
∴ W = 0,75 kJ/s
Pregunta 6: El compartimiento de alimentos de un refrigerador se mantiene a 4 grados centígrados eliminando calor a razón de 360 kJ/min. Si la entrada de energía necesaria del refrigerador es de 2 kW. Encuentra el COP del refrigerador.
Solución:
Dado: T 2 = 4°C = 4 + 273 = 277 K, Q 2 = 360 kJ/min = 360/60 = 6 kW, W = 2 kW
Ya que,
K R = Q 2 /W
∴ K R = 6/2
∴ K R = 3
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Artículo escrito por swapnilkalyani96 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA