Mario Dodic / HVAC Consultant and Trainer | Consulting and educating busy HVAC professionals with limited resources to understand…
Bu bölümde COP nedir, ısı pompalarının verimliliği ve bu verimliliği hesaplamak için kullanılan ana değişkenleri açıklayacağız.
COP nedir?
COP, ısı pompası veya soğutucu sistemlerdeki Performans Katsayısı anlamına gelir. Sisteme sağlanan ısının (sisteme verilen ısı) bu ısıyı üretmek için gereken işe veya enerjiye (elektrik) oranıdır:
COP = Kapasite (W) / Giriş Gücü (W)
Bu elektrik enerjisi ağırlıklı olarak soğutucu sistemin kalbi olan kompresör tarafından tüketilir. Pompa, fan motorları ve sensörler gibi diğer parçalar da vardır, ancak bunların enerji tüketimi minimal olduğundan yalnızca kompresöre odaklanacağız.
COP iki ana değişkene bağlıdır:
- Isıtma sisteminin sıcaklığı
- Isı kaynağının sıcaklığı
Yaygın inanışın aksine, evin yalıtımına bağlı değildir. Bazı insanlar yalıtımsız bir evde ısı pompasının çalışamayacağını iddia eder, ancak bu doğru değildir. Kötü yalıtım ve yüksek ısı kaybı (ısı kaybı bölümümüzde ele alındığı gibi) işletme maliyetlerini artırsa da, COP bir verimlilik ölçüsüdür. Deneyimlere göre, kötü tasarlanmış bir sistemle düşük COP’a sahip iyi yalıtılmış yeni bir ev bulabilirken, iyi tasarlanmış bir sistemle yüksek COP’a sahip yalıtımsız eski bir bina bulunabilir.
COP Örnekleri
Panasonic 9 kW ünitenin ısıtma kapasitesi tablosunu kullanarak bazı örneklere bakalım. Dış ortam sıcaklığı +7°C ve su akış sıcaklığı 35°C (A7W35) olduğunda, ünite 1,86 kW giriş gücü ile 9 kW ısıtma kapasitesi sağlar:
COP = 9/1,86 = 4,84 = %484
A7W35 Aynı dış ortam sıcaklığında, ancak 55°C akış sıcaklığıyla (A7W55), aynı 9 kW ısıtma kapasitesi için gereken giriş gücü 3,06 kW olur:
COP = 9/3,06 = 2,94 = %294
A7W55 Bu iki senaryoyu karşılaştırdığımızda, akış sıcaklığını 35°C’den 55°C’ye çıkarmanın giriş gücünde %64’lük bir artışa (veya %36 fark) yol açtığını görüyoruz. Bu, 20°C daha yüksek akış sıcaklığıyla işletme maliyetlerimizin %64 daha fazla olduğu anlamına gelir.
Sıcaklık Farkının COP Üzerindeki Etkisi Bu örnek, ısıtma sistemi ile ısı kaynağı arasındaki sıcaklık farkının COP üzerindeki etkisini göstermektedir. Daha yüksek sıcaklık farkı, daha düşük COP ile sonuçlanır. Bu nedenle, bu farkı mümkün olduğunca düşük tutmak, daha yüksek COP elde etmek için çok önemlidir. Dış ortam sıcaklığını kontrol edemeyiz, çünkü bu iklim ve yılın zamanına bağlıdır, ancak iyi bir sistem tasarımı yapabilir ve en düşük mümkün akış sıcaklığını hedefleyebiliriz.
Mevsimsel Performans Katsayısı (SCOP) Dış ortam sıcaklığı düştüğünde, COP da sıcaklık farkının artması nedeniyle düşer. Örneğin, 35°C akış sıcaklığında ve -7°C dış ortam sıcaklığında, aynı 9 kW ısıtma kapasitesi için giriş gücü 3,16 kW’a yükselir ve COP 2,85 olur. Ancak, bir arabanın yakıt verimliliği, maksimum yük yerine ortalama tüketim baz alınarak hesaplandığı gibi, COP hesaplamaları da ortalama koşulları dikkate almalıdır. Bu nedenle, tüm norm ve tavsiyelerde, su sıcaklığı 35°C ve dış ortam sıcaklığı +7°C (A7W35) olan COP değerlerini bulacaksınız.
Henüz yapmadıysanız, lütfen HVAC Eğitim Merkezi YouTube kanalına abone olun: https://www.youtube.com/@HVACEducationHub
Heat Pump COP – 2 Main Variables
In this episode, we’ll explain what COP is, the efficiency of heat pumps, and the main variables used to calculate it.
What is COP?
COP stands for Coefficient of Performance in a heat pump or refrigerant system. It is the ratio of heating provided (heating delivered to the system) to the work or energy required (electricity used to produce this heating):
COP = Capacity (W) / Input Power (W)
This electricity is mainly consumed by the compressor, which is the heart of the refrigerant system. Although there are other parts like pumps, fan motors, and sensors, their energy consumption is minimal, so we will focus only on the compressor.
The COP depends on two main variables:
1. the temperature of the heating system
2. the temperature of the heat source
Contrary to popular belief, it does not depend on the insulation of the house. Some people claim that a heat pump cannot work in a non-insulated house, but this is not true. While poor insulation and high heat loss (as covered in our heat loss episode) will increase running costs, COP is a measure of efficiency.
From experience, you can find a well-insulated new house with a low COP if the system design is poor, and conversely, an old building without insulation can have a high COP if the system design is good.
Examples of COP
Let’s look at some examples using the heating capacity table of a Panasonic 9 kW unit. At an outdoor temperature of +7°C and a water flow temperature of 35°C (A7W35), the unit delivers 9 kW of heating capacity with an input power of 1.86 kW:
COP = 9/1.86 = 4.84 = 484 %
At the same outdoor temperature, but with a flow temperature of 55°C (A7W55), the same 9 kW heating capacity requires an input power of 3.06 kW:
COP = 9/3.06 = 2.94 = 294 %
Comparing the two scenarios, we see that increasing the flow temperature from 35°C to 55°C results in a 64% increase in input power (or 36% difference). This means we are spending 64% more on running costs with a 20°C higher flow temperature.
Impact of Temperature Difference on COP
The example illustrates the impact of the temperature difference between the heating system and the heat source on COP. A higher temperature difference results in a lower COP. Therefore, it is crucial to ensure that this difference is as low as possible to achieve a higher COP.
While we cannot control the outdoor temperature, as it depends on the climate and time of year, we can ensure good system design and aim for the lowest possible flow temperature.
Seasonal Coefficient of Performance (SCOP)
When the outdoor temperature drops, the COP also drops due to the increased temperature difference. For instance, at a flow temperature of 35°C and an outdoor temperature of -7°C, the input power increases to 3.16 kW for the same 9 kW heating capacity, resulting in a COP of 2.85.
However, like the fuel efficiency of a car, which is based on average consumption rather than maximum load, COP calculations should consider average conditions. This is why we use SCOP (Seasonal Coefficient of Performance), which represents the efficiency over the entire heating season.
Typically, average conditions (depending on climate) are above 0°C. Therefore, in all norms and recommendations, you will find COP values at a water temperature of 35°C and an outdoor temperature of +7°C (A7W35).
