Cómo se usa
- Elige la unidad de temperatura: °C, K o °F.
- Introduce la temperatura del foco caliente (la caldera, los gases de combustión, la habitación que calienta una bomba de calor).
- Introduce la del foco frío (el agua de refrigeración, el aire exterior, el interior de una nevera).
- Si quieres, indica el calor que absorbe la máquina en julios (o en cualquier unidad de energía: el trabajo sale en la misma).
Cómo funciona
Las temperaturas se pasan a kelvin: K = °C + 273,15, K = (°F − 32) × 5/9 + 273,15. Después:
- Rendimiento de Carnot η = 1 − Tf ÷ Tc
- COP del refrigerador = Tf ÷ (Tc − Tf): calor extraído del lado frío por unidad de trabajo
- COP de la bomba de calor = Tc ÷ (Tc − Tf): calor entregado al lado caliente por unidad de trabajo
- Trabajo máximo W = η × Qc; el resto, Qc − W, va al foco frío
Ejemplo resuelto
Un ciclo de vapor toma calor a 500 °C y lo cede a 25 °C. En kelvin son 773,15 K y 298,15 K, una diferencia de 475 K.
- η = 475 ÷ 773,15 = 61,44 %
- De 1000 J de calor, como mucho 614,37 J se convierten en trabajo y 385,63 J se van con el agua de refrigeración.
- Un refrigerador entre las mismas temperaturas podría tener un COP de 298,15 ÷ 475 = 0,628; una bomba de calor, 773,15 ÷ 475 = 1,628.
Consejos y errores frecuentes
- Poca diferencia de temperatura, COP alto. Una bomba de calor que lleva calor de 0 °C fuera a 20 °C dentro tiene un COP ideal de 293,15 ÷ 20 = 14,66; los equipos reales alcanzan solo una parte.
- Rendimiento no es COP. El rendimiento de un motor es menor que el 100 %; el COP de neveras y bombas de calor suele ser mayor que 1, y no hay contradicción.
- Cuentan las temperaturas, no el combustible. El límite solo depende de las dos temperaturas, no del combustible ni del fluido de trabajo.