تدفئة بمضخة حرارية
المقاييس > معامل الأداء ودرجة الجودة

معامل الأداء ε يستخدم لتقييم المضخات الحرارية - يسمى أيضًا معامل الأداء (COP). - تستخدم. هي نسبة ناتج الحرارة التي يتم توصيلها إلى طاقة المحرك التي يستخدمها الضاغط (المعروف أيضًا باسم الضاغط). اعتمادًا على درجات الحرارة المستخدمة ، يقتصر معامل الأداء القابل للتحقيق على القيمة التبادلية لكفاءة كارنو لمحرك حراري خالي من الخسارة ، ومعامل كارنو للأداء ، وفقًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية :
نسبة الجدارة الفعلية إلى رقم كارنو هي الدرجة  \eta =\varepsilon /\varepsilon _{\mathtt {C}} . هذه هي الطريقة التي يتم بها حساب رقم الأداء
تحقق المضخات الحرارية بالضغط الكهربائي لتدفئة المباني مستويات جودة تبلغ حوالي 50 % في التشغيل المستمر في ظل ظروف تشغيل قياسية محددة . تُستخدم هذه القيمة بشكل أساسي لتقييم جودة المضخة الحرارية نفسها. لا يؤخذ في الاعتبار بقية نظام التدفئة.
لمضخة حرارية مع مسبار حراري أرضي (درجة حرارة التبخر  T_{\text{kalt}}=273\ \mathrm {K}  ، حوالي 0 درجة مئوية) والتدفئة الأرضية (  T_{\text{warm}}=308\ \mathrm {K}  ، حوالي 35 درجة حرارة التدفق) ، على سبيل المثال:
إذا كان المبرد يسخن إلى 55 درجة مئوية (  T_{\text{warm}}=328\ \mathrm {K}  ) تكون درجة حرارة التدفق (درجة حرارة التبخر −0 °C) ، والنتيجة هي معامل أداء أقل بكثير:
عند استخدام مسبار الطاقة الحرارية الأرضية كمصدر للحرارة ، تكون درجة حرارة التبخر مستقلة عن درجة الحرارة المحيطة.
تحتوي المضخة الحرارية التي تستخدم الهواء المحيط كمصدر للحرارة على درجة حرارة تبخر أقل بكثير من نظام يحتوي على مسبار حراري أرضي. مع زيادة الطلب على الحرارة ، تنخفض درجة الحرارة المحيطة ومعها معامل الأداء. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معامل انتقال الحرارة من الهواء إلى أسطح المبخر منخفض. لذلك ، يتم استخدام الأنابيب ذات زعانف كبيرة لتغطية أكبر مساحة ممكنة لسطح المبخر. تستخدم مروحة أو جهاز تهوية لدفع الهواء عبر أسطح المبخر.
إذا كانت درجة الحرارة في المبخر تنخفض إلى ما دون نقطة الندى ، فيجب تصريف المكثف (الماء) الذي يتكون. إذا انخفض المكثف في المبخر إلى ما دون نقطة التجمد ، ينخفض معامل الجداء إلى الصفر بسبب التأثير العازل لوشاح الجليد. تعتبر أجهزة إزالة الجليد غير منطقية من ناحية توفير الطاقة ، حيث يتم توفير نفس كمية الطاقة التي تم استخلاصها مسبقًا من المكثفات المجمدة.
في الحساب التالي لمعامل الأداء تكون درجة الحرارة الخارجية حوالي 7 درجة مئوية وفرق في درجة الحرارة 12 درجة مئوية مفترضة بين درجة حرارة مدخل الهواء ودرجة حرارة التبخر لسائل التبريد. مع  T_{\text{kalt}}=268\ \mathrm {K}  (يساوي حوالي 5 درجة مئوية) للجانب البارد ينتج عنه:
يتضح أن معامل أداء المضخة الحرارية يتأثر بشدة بتصميم المبادل الحراري والمكثف والمبخر. إيقاف المبخر لا يؤخذ في الاعتبار. نظام حساب المثال يكون مناسبا قيًا فقط عندما تكون درجات الحرارة الخارجية أكبر من +12  درجة مئوية.
في حالة المسبار الحراري الأرضي يوفر مصدر حرارة حرارة عالية نسبيًا بغض النظر عن درجة الحرارة الخارجية السائدة ، بينما يمثل الهواء الخارجي كمصدر حرارة غير مناسب. على جانب المشتت الحراري ، يجب أن يكون هناك فرق بسيط في درجة الحرارة بين درجة حرارة الغرفة ودرجة حرارة تدفق الناقل الحراري لأكبر مساحة ممكنة. في الأمثلة الموضحة ، يختلف معامل الأداء بمعامل 1.8 بين مسبار الطاقة الحرارية الأرضية / مضخة التسخين تحت الأرضية ومضخة تسخين الهواء / المبرد في الهواء الطلق.
في ظل الظروف القياسية ، تحقق المضخات الحرارية المتاحة تجاريًا قيم لمعامل الأداء COP في النطاق من 3.2 إلى 4.5 عند استخدام الهواء المحيط كمصدر للحرارة و 4.2 إلى 5.2 عند استخدام الحرارة الجوفية ، واتجاه التطبيق آخذ في الارتفاع.