Calculadora de COP (coeficiente de desempeño)
Calcula el COP de una bomba de calor, refrigerador o aire acondicionado a partir del calor y la potencia, compáralo con el límite de Carnot entre las temperaturas caliente y fría, y obtén EER y toneladas de refrigeración.
Cómo funciona
Bomba de calor: COP_BC = Q_C / W, COP de Carnot = T_C / (T_C − T_F) · Refrigerador / AA: COP_R = Q_F / W, COP de Carnot = T_F / (T_C − T_F) · temperaturas en kelvin · balance de energía Q_C = Q_F + W · EER = 3.412 × COP_R
El coeficiente de desempeño (COP, también llamado coeficiente de operación o de rendimiento) es el calor útil transferido dividido entre el trabajo suministrado. Como una bomba de calor mueve calor en lugar de producirlo, su COP normalmente es mayor que 1: un COP de 3 significa tres unidades de calor por cada unidad de electricidad. La segunda ley de la termodinámica limita el COP al valor de Carnot, que baja cuanto mayor es la diferencia de temperatura entre los lados frío y caliente; las máquinas reales suelen llegar al 40–60% de ese límite. Las definiciones siguen a Çengel y Boles (Termodinámica, cap. 6) y la guía de bombas de calor del Departamento de Energía de EE. UU.
Ejemplo resuelto
Una bomba de calor entrega 10 kW de calor y consume 3 kW de electricidad: COP = 10 / 3 = 3.33. Entre 5 °C en el exterior (278.15 K) y un suministro a 35 °C (308.15 K), el COP de Carnot es 308.15 / 30 = 10.27, así que la eficiencia de segunda ley es 32.5%. Los otros 7 kW se absorben del aire exterior, y cada kWh de electricidad rinde 3.33 kWh de calor.
Fuentes: Çengel & Boles — Thermodynamics: An Engineering Approach, Ch. 6 (refrigerators and heat pumps) · US Department of Energy — Heat Pump Systems
Preguntas frecuentes
¿Cuál es un buen COP para una bomba de calor?
Las bombas de calor aire-aire modernas alcanzan un COP de 3–4 con clima templado y de 2–2.5 cerca de −10 °C; las geotérmicas llegan a 4–5. El promedio estacional (SCOP o HSPF) es la mejor guía del costo de operación.
¿Por qué el COP de calefacción es 1 más que el de enfriamiento?
Para el mismo ciclo Q_C = Q_F + W, así que COP_BC = COP_R + 1. El trabajo consumido termina como calor en el lado caliente, lo que sirve para calentar pero no para enfriar.
¿Cuál es la diferencia entre COP y EER?
Miden lo mismo en distintas unidades. El EER son BTU/h de enfriamiento por watt de electricidad, así que EER = 3.412 × COP. El SEER promedia el EER en una temporada de enfriamiento.
¿Por qué baja el COP con el frío?
La bomba de calor debe elevar el calor a través de una diferencia de temperatura mayor. El COP de Carnot T_C/(T_C − T_F) disminuye al bajar T_F, y el COP real también.
Calculadoras relacionadas
Los resultados suponen el modelo idealizado de libro de texto descrito arriba; los sistemas reales tienen pérdidas y tolerancias, así que verifica los valores críticos para la seguridad con mediciones o con un ingeniero calificado.