Coefficient de performance
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31680469
2008-07-18T13:28:42Z
84.100.163.34
{{traduction}}
{{Ébauche|physique}}
Le '''coefficient de performance''', ou COP (parfois CP), d'une [[pompe à chaleur]] est le quotient de la chaleur fournie par le travail fourni ou
<math>COP = \frac{|Q|}{W}</math> <br/>
où Q est la chaleur utile fournie par le compresseur et W est le [[travail mécanique]] absorbé par le compresseur. (Nota: COP est sans unité, par conséquent dans cette équation, chaleur et travail doivent être exprimés dans la même unité.)
D'après la [[première loi de la thermodynamique]], dans un système réversible, on peut montrer que <math>Q_{chaud}=Q_{froid}+W </math> et <math>W=Q_{chaud}-Q_{froid}</math>, où <math>Q_{chaud}</math> est la chaleur reçue par le réservoir froid et <math>Q_{froid}</math> la chaleur fournie par le réservoir chaud.<br/>
Ainsi, en remplaçant par W,<br/>
<math> COP_{chauffage}=\frac{Q_{chaud}}{Q_{chaud}-Q_{froid}}</math><br/>
Pour une pompe à chaleur fonctionnant avec une efficacité théorique maximum (i.e. efficacité de Carnot), on peut montrer que <math> \frac{Q_{chaud}}{T_{chaud}}=\frac{Q_{froid}}{T_{froid}}</math> et <math>Q_{froid}=\frac{Q_{chaud}T_{froid}}{T_{chaud}}</math>, où <math>T_{chaud} </math> et <math>T_{froid}</math> sont respectivement la température du réservoir chaud et du réservoir froid.
D'où, <br/>
<math> COP_{chauffage}=\frac{T_{chaud}}{T_{chaud}-T_{froid}} </math> <br/>
De même, <br/>
<math> COP_{refroidissement}=\frac{Q_{froid}}{Q_{chaud}-Q_{froid}} =\frac{T_{froid}}{T_{chaud}-T_{froid}}</math><br/>
On peut également montrer que <math> COP_{refroidissement}=COP_{chauffage}-1 </math>. Ces équations utilisent la [[température absolue]], comme l'échelle [[Kelvin]].
<math>COP_{chauffage}</math> s'applique aux pompes à chaleur et <math>COP_{refroidissement}</math> s'applique aux air conditioners et aux réfrigérateurs. Pour les appareils de chauffage, consulter l'article sur l'[[efficacité énergétique]].
== Exemple ==
Une pompe à chaleur géothermique avec un <math>COP_{Coefficient de performance}</math> de 3.5 produit 3.5 unités de chaleur pour chaque unité d'énergie consommées (e.g. 1 kW consommés produit 3.5 kW de puissance thermique). La chaleur sortante provient des deux sources, plus 1 kW de l'énergie d'entrée, de sorte que la source de chaleur n'est refroidie que de 2.5 kW, et pas de 3.5 kW.
L'utilisation d'une pompe à chaleur de <math>COP_{chauffage}</math> de 3.5 comme dans l'exemple précédent, peut s'avérer plus économique que la plus efficace des chaudières à gaz (condensation par exemple).
Un réfrigérateur fonctionnant avec un <math>COP_{refroidissement}</math> de 2.0 extrait 2 unités de chaleur pour chaque unité d'énergie consommée (e.g. un système d'air conditionné consommant 1 kW retire 2 kW de chaleur à un bâtiment).
Le COP des pompes à chaleur est élevé comparé aux fourneaux à gaz à haut-rendement (COP de 0.9 à 1.05) ou </br>
au chauffage électrique (COP de 1), et ce rendement reste supérieur même en considérant le coût énergétique de la production d'électricité. En effet, considérons une pompe à chaleur électrique. le rendement de production électrique des [[turbine à gaz|centrales à gaz]] se situe autour de 56%, il faudra non pas 1 unité, mais <math> \frac{1}{0.58} = 1.7 </math> unités d'énergie primaire qui, dans notre exemple, donneront 3.5 unités de chaleur, le COP global passe donc à <math> \frac{3.5}{1.7} = 2.06 </math> , ce qui reste supérieur au chauffage à gaz, tout comme au chauffage électrique ( qui devient par le même calcul = 0.58 )
Le COP (Coefficient de Performance) permet de savoir quelle part de l'[[énergie]] produite par l'appareil est issue de la récupération de [[calorie]]s.
[[de:Coefficient Of Performance]]
[[en:Coefficient of performance]]
[[ja:成績係数]]
[[pl:Współczynnik wydajności chłodniczej]]