Se ti sei mai chiesto cosa significa dire che un elettrodomestico funziona meglio di un altro lo fa, c'è in realtà un modo in cui questi dispositivi vengono misurati per la loro efficienza e efficacia. Il coefficiente di performance La formula spiega l'uso della parola "migliore" quando si parla di come si comportano gli elettrodomestici e altri dispositivi.
Coefficiente di prestazione Formula
Puoi calcolare il coefficiente di prestazione dividendo la quantità di energia prodotta da un sistema per la quantità di energia immessa nel sistema. Questa formula del coefficiente di prestazione si applica a tutti i campi. Questa formula è molto simile a formula di efficienza, che è il lavoro che un sistema emette diviso per il lavoro messo nel sistema, permettendoti di confrontare facilmente il coefficiente di prestazione rispetto al valore. efficienza.
Poiché il lavoro è il trasferimento di energia da un luogo e da una forma a un altro, se puoi rappresentare la variazione di energia di un sistema usando il lavoro, le due formule sono equivalenti.
I problemi di esempio del coefficiente di prestazione dimostrano quanto possa essere utile. Se utilizzassi quattro tonnellate di acqua per riscaldare un circuito chiuso di terra di una pompa di calore geotermica che produce 35.600 Btu/ora (Unità termiche britanniche all'ora) consumando 2.700 watt di potenza, è possibile calcolare il coefficiente di prestazione.
Convertendo le unità Btu/hr in watt, una misura di potenza, puoi seguire il manuale per una pompa di calore geotermica o trovare la conversione online. Un Btu/ora equivale a 0,293 watt.
Ciò significa che 35.900 Btu/h corrispondono a circa 10.518 watt. Sebbene la potenza rappresenti l'energia divisa per il tempo, puoi presumere che il tempo per immettere l'energia e emetterla sia lo stesso per questo problema. Dividendo 10.518 per 2.700 come mostrato dalla formula del coefficiente di prestazione, si ottiene 3,89. Per ogni watt di potenza o joule di energia immessa nel sistema, la pompa produce 3,89 watt di potenza o joule di energia.
Attraverso esempi come questo, puoi confrontare il coefficiente di prestazione tra sistemi e persino tra campi. Ciò consente agli ingegneri di confrontare l'efficienza di diversi sistemi come i confronti tra auto ibride e auto normali o elettriche.
Coefficiente di prestazione Esempio di refrigerazione
Il coefficiente di prestazione può assumere molte forme che sono uniche o intrinsecamente basate sui principi di discipline specifiche. L'efficacia dei frigoriferi o dei condizionatori d'aria rappresenta un modo per confrontare il coefficiente di prestazione come QC/Wnel per QC il calore che emana il frigorifero QC e l'input di lavoro al sistema Wnel. Questo ti dà un metodo per confrontare i frigoriferi quando vuoi risparmiare denaro o energia per scopi specifici.
Scienziati e ingegneri studiano le sostanze chimiche utilizzate nei frigoriferi per il raffreddamento, note come refrigeranti, per capire come realizzare gli apparecchi più efficienti dal punto di vista energetico. Utilizzando un frigorifero e una pompa di calore, è possibile calcolare il coefficiente di prestazione di un refrigerante.
È possibile utilizzare calcoli che misurano il calore emesso dalle parti di un frigorifero come l'evaporatore (che funge da serbatoio d'acqua fredda) e il condensatore (serbatoio caldo). Coinvolge anche la pressione sprigionata dallo scambio termico in cui l'ammoniaca viene compressa mentre passa da gas a liquido.
Dividendo il calore estratto dall'evaporatore per il lavoro svolto dal compressore si ottiene il coefficiente di prestazione del frigorifero. È inoltre possibile dividere il calore ceduto dal condensatore per il lavoro svolto dal compressore per ottenere il coefficiente di prestazione della pompa di calore.
La formula specifica per i frigoriferi riguarda anche il Coefficiente di prestazione di Carnot, che dovrebbe essere uguale al coefficiente massimo di prestazione per un frigorifero. È dato da TC/(TH-TC) per il TC temperatura del serbatoio freddo, dell'evaporatore e TH come misura di quello caldo, il condensatore.