¿Qué es el coeficiente de rendimiento?
El coeficiente de rendimiento (COP, por sus siglas en inglés) mide la eficiencia con la que una bomba de calor, un frigorífico o un equipo de aire acondicionado trasladan energía térmica. Es la relación entre el calor útil transferido y el trabajo (energía eléctrica o mecánica) necesario para moverlo. Como las bombas de calor transportan energía en lugar de generarla, los valores del COP suelen ser superiores a 1: un COP de 3 significa que se aportan tres unidades de calor por cada unidad de electricidad consumida.
Cómo usar esta calculadora
Elige un método de cálculo. Con el método de Energía, introduce el calor trasladado Q y el trabajo aportado W (en las mismas unidades, vatios o julios) para obtener el COP real = \(Q/W\). Con el método de Carnot, introduce las temperaturas del foco frío y del foco caliente en kelvin para hallar el COP máximo teórico para ese salto de temperatura. Selecciona Refrigeración o Calefacción para aplicar la fórmula de Carnot adecuada.
La fórmula explicada
Para sistemas reales,
$$\text{COP} = \frac{\text{Heat } Q}{\text{Work } W}$$Para el límite ideal de Carnot, el COP en refrigeración es igual a
$$\text{COP}_{\text{cool}} = \frac{\text{Cold } T_c}{\text{Hot } T_h - \text{Cold } T_c}$$y el COP en calefacción es igual a
$$\text{COP}_{\text{heat}} = \frac{\text{Hot } T_h}{\text{Hot } T_h - \text{Cold } T_c}$$Ten en cuenta que el COP de calefacción siempre equivale al COP de refrigeración más 1, ya que el calor cedido al foco caliente incluye el trabajo aportado.
Ejemplo resuelto
Una bomba de calor traslada 3000 W de calor utilizando 1000 W de potencia eléctrica.
$$\text{COP} = 3000 \div 1000 = 3{,}0$$Para el límite de Carnot con \(T_c = 275\ \text{K}\) y \(T_h = 300\ \text{K}\) en modo refrigeración:
$$\text{COP} = \frac{275}{300 - 275} = \frac{275}{25} = 11{,}0$$Preguntas frecuentes
¿Es mejor un COP más alto? Sí: un COP más alto significa que se traslada más calor por cada unidad de energía consumida, por lo que el coste de funcionamiento es menor.
¿Por qué se usan kelvin en la fórmula de Carnot? La relación de Carnot exige temperatura absoluta; usar grados Celsius daría proporciones incorrectas. Suma 273,15 para convertir °C en K.
¿Qué relación tiene el COP con el EER y el SEER? El EER y el SEER son índices de eficiencia similares; \(\text{EER} \approx \text{COP} \times 3{,}412\) cuando se expresa en BTU/h por vatio.
