{"id":43467,"date":"2019-10-12T06:57:13","date_gmt":"2019-10-12T05:57:13","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-der-leistungskoeffizient-cop-warmepumpendefinition\/"},"modified":"2020-03-05T14:54:35","modified_gmt":"2020-03-05T13:54:35","slug":"was-ist-der-leistungskoeffizient-cop-warmepumpendefinition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-leistungskoeffizient-cop-warmepumpendefinition\/","title":{"rendered":"Was ist der Leistungskoeffizient – COP – W\u00e4rmepumpendefinition"},"content":{"rendered":"
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Der Leistungskoeffizient (COP) ist ein Schl\u00fcsselmerkmal von W\u00e4rmepumpen und beschreibt die Leistung von W\u00e4rmepumpen.\u00a0Der COP h\u00e4ngt stark von den Betriebsbedingungen ab.\u00a0W\u00e4rmetechnik<\/div>\n<\/div>\n
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Leistungskoeffizient – W\u00e4rmepumpe, K\u00fchlschrank, Klimaanlage<\/h2>\n

Im Allgemeinen ist die\u00a0thermische Effizienz<\/strong><\/a>\u00a0,\u00a0\u03b7\u00a0<\/em><\/strong>th<\/sub><\/em><\/strong>\u00a0, eines\u00a0W\u00e4rmekraftmaschine<\/a>\u00a0als das Verh\u00e4ltnis der\u00a0Arbeits<\/a>\u00a0es tut,\u00a0W<\/strong>\u00a0, an den\u00a0W\u00e4rmeeingang<\/a>\u00a0bei der hohen Temperatur, Q\u00a0H<\/sub>\u00a0.<\/p>\n

\"Formel<\/a><\/p>\n

Der\u00a0thermische Wirkungsgrad<\/strong>\u00a0,\u00a0\u03b7\u00a0<\/em><\/strong>th<\/sub><\/em><\/strong>\u00a0, stellt den Anteil an\u00a0W\u00e4rme<\/strong>\u00a0,\u00a0Q\u00a0<\/strong>H<\/sub><\/strong>\u00a0, die konvertiert wird ,\u00a0zu arbeiten<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

\"W\u00e4rmepumpe<\/a>
W\u00e4rmepumpe, K\u00fchlschrank, Klimaanlage – Grundprinzip<\/figcaption><\/figure>\n

In\u00a0W\u00e4rmepumpen<\/strong>\u00a0und\u00a0K\u00fchlschr\u00e4nken<\/strong>\u00a0ist die Arbeit jedoch keine Leistung.\u00a0Bei einer K\u00e4lte- oder W\u00e4rmepumpe gibt der W\u00e4rmewirkungsgrad an, inwieweit die durch die Arbeit hinzugef\u00fcgte Energie in Nettow\u00e4rmeleistung umgewandelt wird.\u00a0Aus wirtschaftlicher Sicht ist der\u00a0beste K\u00e4ltekreislauf<\/strong>\u00a0derjenige,\u00a0der die gr\u00f6\u00dfte W\u00e4rmemenge<\/strong>\u00a0aus dem Inneren des K\u00fchlschranks (K\u00e4ltespeicher)\u00a0abf\u00fchrt,<\/strong>\u00a0um den geringsten Aufwand an mechanischer Arbeit oder elektrischer Energie zu verursachen.\u00a0Das relevante Verh\u00e4ltnis ist daher, je gr\u00f6\u00dfer dieses Verh\u00e4ltnis ist, desto besser ist der K\u00fchlschrank.\u00a0Wir nennen dieses Verh\u00e4ltnis den\u00a0Leistungskoeffizienten<\/strong>\u00a0, der mit\u00a0COP<\/strong>\u00a0bezeichnet wird\u00a0.<\/p>\n

Der\u00a0Leistungskoeffizient<\/strong>\u00a0( \u00a0\u00a0COP)<\/strong>\u00a0ist auch f\u00fcr W\u00e4rmepumpen definiert. An dieser Stelle folgen wir jedoch der Nettow\u00e4rme, die dem hei\u00dfen Speicher zugef\u00fchrt wird.\u00a0Der\u00a0COP<\/strong>\u00a0\u00fcbersteigt in der Regel 1, insbesondere in W\u00e4rmepumpen, da, anstatt nur die\u00a0Umwandlung der\u00a0Arbeit zu erw\u00e4rmen, ist\u00a0es\u00a0zus\u00e4tzlich W\u00e4rmepumpen<\/strong>\u00a0von einer W\u00e4rmequelle, wo die W\u00e4rme ben\u00f6tigt wird.<\/p>\n

Im Allgemeinen\u00a0h\u00e4ngt der\u00a0COP<\/strong>\u00a0stark von den Betriebsbedingungen ab, insbesondere von der absoluten Temperatur und der relativen Temperatur zwischen K\u00fchlk\u00f6rper und System.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Leistungszahl – W\u00e4rmepumpe<\/h2>\n

Beim Heizen ist der\u00a0COP<\/strong>\u00a0das Verh\u00e4ltnis der dem System zugef\u00fchrten W\u00e4rme (Warmwasserspeicher).\u00a0Unter Verwendung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik wird COP auch als die dem K\u00e4ltespeicher entzogene W\u00e4rme zuz\u00fcglich der Eingangsarbeit zur Eingangsarbeit definiert.<\/p>\n

\"Leistungszahl<\/a><\/p>\n

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F\u00fcr eine ideale W\u00e4rmepumpe (ohne Verluste und Irreversibilit\u00e4ten) kann Folgendes abgeleitet werden:<\/span><\/p>\n

\"Leistungskoeffizient<\/a><\/p>\n

Beachten Sie, dass diese Gleichungen eine\u00a0<\/span>absolute Temperaturskala<\/span><\/strong>\u00a0(T\u00a0<\/span>kalt<\/span><\/sub>\u00a0, T\u00a0<\/span>hei\u00df<\/span><\/sub>\u00a0) verwenden m\u00fcssen und es sich nur um einen\u00a0<\/span>theoretischen maximalen Wirkungsgrad handelt<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Gem\u00e4\u00df der obigen Formel w\u00e4re der maximal erreichbare COP f\u00fcr T\u00a0<\/span>hei\u00df<\/span><\/sub>\u00a0= 35 \u00b0 C (308 K) und T\u00a0<\/span>kalt<\/span><\/sub>\u00a0= 0 \u00b0 C (273 K) 8,8.\u00a0In Wirklichkeit liegen die besten Systeme jedoch bei 4,5.<\/span><\/p>\n

Wie zu sehen ist, kann der COP eines W\u00e4rmepumpensystems durch Verringern der\u00a0<\/span>Temperaturdifferenz<\/span><\/strong>\u00a0(T\u00a0<\/span>hei\u00df<\/span><\/sub>\u00a0– T\u00a0<\/span>kalt<\/span><\/sub>\u00a0)\u00a0verbessert werden\u00a0.\u00a0Daher ist die Reduzierung der Ausgangstemperatur (T\u00a0<\/span>hot<\/span><\/sub>\u00a0) sehr effizient, erfordert jedoch eine sehr effiziente W\u00e4rme\u00fcbertragung vom W\u00e4rmepumpensystem in die Umgebung (dh Verwendung von Rohrboden).\u00a0Eine Erh\u00f6hung der Eingangstemperatur (T\u00a0<\/span>kalt<\/span><\/sub>\u00a0) bedeutet beispielsweise eine \u00fcbergro\u00dfe Bodenw\u00e4rmequelle.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Leistungskoeffizient – K\u00fchlschrank, Klimaanlage<\/span><\/h2>\n

Der\u00a0<\/span>Leistungskoeffizient<\/span><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span>COP<\/span><\/strong>\u00a0, einen\u00a0<\/span>K\u00fchlschrank<\/span><\/strong>\u00a0als die aus dem kalten Reservoir Q entfernt W\u00e4rme definiert ist\u00a0<\/span>kalt<\/span><\/sub>\u00a0, (dh in einem K\u00fchlschrank) durch die Arbeit W unterteilte die W\u00e4rme (dh der durch den Kompressor geleistete Arbeit) durchgef\u00fchrt zu entfernen.<\/span><\/p>\n

\"COP<\/a><\/p>\n

Wie zu sehen ist, ist der K\u00fchlschrank umso besser (effizienter), wenn\u00a0f\u00fcr eine bestimmte Menge an Arbeit\u00a0mehr W\u00e4rme\u00a0<\/span>Q\u00a0<\/span>K\u00e4lte<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0aus dem Inneren des K\u00fchlschranks abgef\u00fchrt werden kann.\u00a0Da der\u00a0<\/span>erste Hauptsatz der Thermodynamik<\/span><\/a>\u00a0auch in diesem Fall g\u00fcltig sein muss (Q\u00a0<\/span>kalt<\/span><\/sub>\u00a0+ W = Q\u00a0<\/span>hei\u00df<\/span><\/sub>\u00a0), k\u00f6nnen wir die obige Gleichung umschreiben:<\/span><\/p>\n

\"COP<\/a><\/p>\n

F\u00fcr einen idealen K\u00fchlschrank (ohne Verluste und Irreversibilit\u00e4ten) kann Folgendes abgeleitet werden:<\/span><\/p>\n

\"COP<\/a><\/p>\n

Diese Formeln werden auch f\u00fcr eine\u00a0<\/span>Klimaanlage<\/span><\/strong>\u00a0angewendet\u00a0, die sehr \u00e4hnlich wie ein K\u00fchlschrank funktioniert.<\/span><\/p>\n

Andererseits sind die COP zum Heizen und K\u00fchlen unterschiedlich.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Beispiel – W\u00e4rmepumpe – Heizung und Klimaanlage<\/span><\/h2>\n

\"Reversible<\/a>Eine\u00a0<\/span>reversible W\u00e4rmepumpe<\/span><\/strong>\u00a0hat einen Leistungskoeffizienten von\u00a0<\/span>COP = 3,0<\/span><\/strong>\u00a0, wenn sie im\u00a0<\/span>Heizmodus betrieben wird<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Sein Kompressor verbraucht\u00a0<\/span>1500 W<\/span><\/strong>\u00a0elektrische Energie.<\/span><\/p>\n

    \n
  1. Berechnen Sie die W\u00e4rmemenge (\u00a0<\/span>Q\u00a0<\/span><\/strong>hot<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0), die die W\u00e4rmepumpe einem Raum hinzuf\u00fcgen kann?<\/span><\/li>\n
  2. Wenn die\u00a0<\/span>W\u00e4rmepumpe<\/span><\/strong>\u00a0zum gedreht wurde\u00a0<\/span>K\u00fchlmodus<\/span><\/strong>\u00a0(dh als eine Klimaanlage im Sommer zu handeln), was w\u00fcrden Sie erwarten ,\u00a0dass seine\u00a0<\/span>Leistungszahl<\/span><\/strong>\u00a0sein?\u00a0Angenommen, alles andere bleibt gleich und vernachl\u00e4ssigen Sie alle anderen Verluste.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n

    L\u00f6sung:<\/span><\/p>\n

    Aus der\u00a0<\/span>COP<\/span><\/strong>\u00a0, die definiert ist als:<\/span><\/p>\n

    \"Leistungskoeffizient<\/a><\/p>\n

    Die W\u00e4rmemenge, die die W\u00e4rmepumpe einem Raum hinzuf\u00fcgen kann, entspricht:<\/span><\/p>\n

    Q\u00a0<\/span><\/strong>hei\u00df<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= COP-\u00a0<\/span>Erw\u00e4rmung<\/span><\/sub>\u00a0x B = 3 x 1500 =\u00a0<\/span>4500 W oder 4500 J \/ s<\/span><\/strong><\/p>\n

    Im\u00a0<\/span>K\u00fchlmodus<\/span><\/strong>\u00a0kann die W\u00e4rmepumpe (Klimaanlage) mit\u00a0<\/span>1500-W-<\/span><\/strong>\u00a0Motor die W\u00e4rme\u00a0<\/span>Q\u00a0<\/span>kalt<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0aus dem Inneren des Hauses aufnehmen und dann Q\u00a0<\/span>hot<\/span><\/sub>\u00a0= 4500 W nach au\u00dfen ablassen.\u00a0Unter Verwendung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik, der besagt:<\/span><\/p>\n

    Q\u00a0<\/span>kalt<\/span><\/sub>\u00a0+ W = Q\u00a0<\/span><\/strong>hei\u00df<\/span><\/strong>\u00a0,<\/span><\/sub><\/p>\n

    erhalten wir die W\u00e4rme,\u00a0<\/span>Q\u00a0<\/span>kalt<\/span><\/sub>\u00a0= 3000 W<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Aus der Definition:\u00a0<\/span>COP-\u00a0<\/span>K\u00fchlung<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= 3000\/1500 =\u00a0<\/span>2<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

    Beachten Sie, dass wir in diesem Beispiel viele Annahmen haben.\u00a0Zum Beispiel haben wir angenommen, dass die Temperaturdifferenz (T\u00a0<\/span>hei\u00df<\/span><\/sub>\u00a0– T\u00a0<\/span>kalt<\/span><\/sub>\u00a0) f\u00fcr beide Modi gleich ist.\u00a0Wir haben jedoch die Reservoire getauscht, ohne dass dies Auswirkungen auf die COP hat.\u00a0Es ist nur ein anschauliches Beispiel.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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    ……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n

    Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Der Leistungskoeffizient (COP) ist ein Schl\u00fcsselmerkmal von W\u00e4rmepumpen und beschreibt die Leistung von W\u00e4rmepumpen.\u00a0Der COP h\u00e4ngt stark von den Betriebsbedingungen ab.\u00a0W\u00e4rmetechnik Leistungskoeffizient – W\u00e4rmepumpe, K\u00fchlschrank, Klimaanlage Im Allgemeinen ist die\u00a0thermische Effizienz\u00a0,\u00a0\u03b7\u00a0th\u00a0, eines\u00a0W\u00e4rmekraftmaschine\u00a0als das Verh\u00e4ltnis der\u00a0Arbeits\u00a0es tut,\u00a0W\u00a0, an den\u00a0W\u00e4rmeeingang\u00a0bei der hohen Temperatur, Q\u00a0H\u00a0. Der\u00a0thermische Wirkungsgrad\u00a0,\u00a0\u03b7\u00a0th\u00a0, stellt den Anteil an\u00a0W\u00e4rme\u00a0,\u00a0Q\u00a0H\u00a0, die konvertiert wird ,\u00a0zu arbeiten\u00a0. 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