概念と仕組み
暖房用COPはQhot/W、すなわち高温側へ渡した熱Qhotを投入した仕事Wで割った値です。渡した熱には、外部から取り込んだQcoldも含まれます。
電気加熱とは異なり、熱ポンプは電気エネルギーを熱に変換するのではなく、低い温度から高い温度へ熱を移動させます。この熱の移動には外部での作業が必要です。
関係式と成立条件
Qhot = W + Qcold、および、可逆的な加熱のCOPは、Th/(Th−Tc)です。温度差が大きいほど、同じ可逆的な参照下では、COPが低くなります。
温度はKで計算し、暖房COPと冷房COPを区別します。実際の性能は、冷媒、熱交換器、霜取り、補助加熱に左右されます。
仮想実験で読み取る変化
暖房熱は電力入力と外部から移した熱の和です。成績係数が1を超えてもエネルギーを保存します。
定常暖房モデルです。到達率は可逆成績係数から抵抗加熱基準の1を引いた部分に適用します。除霜、冷媒、熱交換器、補助加熱は省略します。
重要な関係式と記号
COPrev = Th/(Th − Tc) · COP = 1 + f(COPrev − 1) · Qhot = W + Qcold
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| COP | 暖房熱量/投入した仕事 | 単位なし |
| Qhot, Qcold | 暖房側へ渡す熱・外部から受け取る熱 | J |
例で確かめる
電力500 W、暖房熱1500 Wなら外部から移した熱は？
1000 W · 暖房熱は電力入力と外部から移した熱の和です。成績係数が1を超えてもエネルギーを保存します。
よくある誤解
- COP（Coefficient of Performance）の値を1より大きい場合、それは100%を超える効率でエネルギーを生み出していることを意味しません。