TEORIA PDC. COEFICIENTUL DE PERFORMANTA (prescurtat COP)

Ciclul Carnot inversat este ciclul dupa care functioneaza o pompa de caldura cu comprimare de vapori actionata electric (prescurtat PDC). Diagrama T-S a Ciclului Carnot inversat si ideal:

4 -1 > vaporizare

2 - 3 > condensare

3 - 4 > expansiune

T=temperatura corpului care primeste caldura (agentul termic)

Tu= temperatura corpului din care se extrage caldura (sursa rece)

e=coeficient de eficienta dupa Carnot

T-Tu = diferenta de temperatura intre corpul cald si corpul rece (temperatura exprimata in grade absolute Kelvin)

e = T/T-Tu

Suprafata a = energia preluata din mediul inconjurator

Suprafata b = energia consumata de compreseor

a+ b = energia totala cedata agentului termic

s = entropia (continutul de energie la o stare data)

Exemplu:

Tu = Oº Celsius adica 273º Kelvin

T =35º Celsius adica 308º Kelvin

e = T/T-Tu= 308/(308-273) =8.8

Diagrama T-S prezentata mai sus este pur teoretica. In natura nu exista procese ideale.

Datorita pierderilor termice, mecanice, electrice valoarea e-ului este mult mai scazuta in realitate Se poate aprecia ca este cca. 50% din valoarea ideala. Un lucru ramine totusi valabil:

COEFICIENTUL DE PERFORMANTA REAL (COP) DEPINDE DE ECARTUL DE TEMPERATURA DINTRE SURSA RECE SI AGENTUL TERMIC. IN CONCLUZIE DACA DORIM O EFICIENTA MAXIMA , ATUNCI DIFERANTA INTRE SURSA RECE (APA, AER, SOL) SI AGENTUL TERMIC TREBUIE SA FIE CAT MAI MICA. PENRU REALIZAREA ACESTUI DEZIDERAT SE VOR FOLOSI SISTEME DE DISTRIBUTIE A CALDURII CU TEMPERATURI COBORATE ( 30 - 40º C ) SI ANUME: INCALZIRE IN PARDOSEALA, IN PERETI, VENTILOCONVECTOARE.

Folosirea sistemelor clasice este posibila dar cu pretul scaderii drastice a COP-ului.

Este obligatoriu si esential ca in momentul cind se prezinta COP-ul unei PDC sa se precizeze TEMPERATURA sursei reci si TEMPERATURA agentului termic (bibliografia germana indica acest amanunt, de obicei cu notatii de genul W10/W35, EO/W35, LO/W50, BO/W35, etc.)

Putem conchide, pe baza celor prezentate mai sus ca eficienta unei PDC creste o data cu scaderea diferentei de temperatura intre sursa rece si agentul termic.

Daca se calculeaza raportul puterea termica produsa / puterea cedata de sursa rece + puterea electrica absorbita de compresor se va constata ca acest raport corespunde cu coeficientul de performanta real descris anterior.

In momentul cind spunem ca o PDC are COP= 5 ( precizand si ecartul de temperatura ) spunem de fapt ca respectiva PDC produce cu 1kW putere electrica 5 kW putere termica. Putem spune chiar- ca acesta ar fi "randamentul" PDC - dar faptul ca este supraunitar nu va da bine si de aceea este numit coeficient de performanta. .Valoarea COP- lui este o valoare momentana ( intodeuna supraunitara ). Pentru a putea stabili un COP cat mai apropiat de relitate se ia in calcul o perioada mai lunga ( de ex. un an ) si se stabileste un COP anual,care este evident diferit de cel momentan (de obicei la calcularea lui se tine cont de toate consumurile auxiliare, cum ar fi pompele de extractie, recirculare, etc). Producatorii si furnizorii profesionisti de PDC indica acest COP in specificatiile tehnice precizand automat si ecartul de temperatura.

Coeficientul de performanta al PDC pentru regimul de racire (climatizare de vara) este denumit si EER - eficienta energetica de racire. In acest regim PDC urmeaza Ciclul Carnot normal, PDC "transformandu-se" intr-un veritabil frigider. Intamplator prescurtarile "COP" ( coefficient of performance ) si "EER" ( energetic efficiency of refrigeration ) corespund cu prescurtarile folosite in limba engleza si va fi foarte usor sa recunoastem acesti coeficienti in literatura de specialitate sau specificatii tehnice scrise in aceasta limba!

Valoarea EER are o importanta deosebita la dimensionarea PDC reversibile deoarece necesarul de racire este mai mare decat necesarul de incalzire si in aceasta situatie puterea compresorului va fi data de necesarul de racire.

In momentul de fata PDC foarte performante au un COP cuprins in general intre 3.5-5.5 si in mod exceptional depasesc aceste valori ( bineinteles la ecarturile minime de temperatura).Un exemplu in acest sens sunt anumite PDC fabricate de firma austriaca NEURA cu o conceptie cu totul speciala, care ajung in treapta de functionare "ECO" la COP ce se apropie de cifra 8 ! Amanunte despre acest veritabil fenomen veti gasi in paginile urmatoare.

Pentru cei interesati de performantele celor mai eficiente PDC ii sfatuim sa acceseze pagina web a Centrului de Testari din Toess, Elvetia www.wpz.ch . Acest centru de incercari este recunoscut in Europa si in lume ca fiind unul din cele mai credibile institutii de acest gen."Lumea buna " a producatorilor de PDC periodic verifica la acest institut performantele unor produse.O serie de date si statistici cuprinse in acest site sunt preluate de la Centrul Toess. Daca veti avea curiozitatea veti gasi aici si numele producatorilor de la care firma KELVIN PDC importa acest echipament de varf.