히트펌프·냉동기 성적계수(COP) 계산기

옮긴 열을 소비전력으로 나눕니다. 냉방 COP = 뽑아낸 열 Q_c ÷ 소비전력 W, 난방 COP = 내보낸 열 Q_h ÷ W입니다. 단위를 맞추는 것이 중요해서, 능력이 kcal/h나 BTU/h로 적혀 있으면 먼저 W로 바꿔야 합니다. 3.5kW짜리 에어컨이 1kW를 쓴다면 COP는 3.5입니다.

아닙니다. 히트펌프는 열을 만드는 것이 아니라 밖에서 안으로 옮기기 때문입니다. 전기는 열을 «만드는» 데가 아니라 «퍼 올리는» 데 쓰이므로, 옮겨진 열이 넣은 전기보다 많아도 에너지 보존에 어긋나지 않습니다. 전기난로는 이 퍼 올림이 없어 COP가 정확히 1입니다.

에너지가 보존되기 때문입니다. 저온측에서 뽑은 열 Q_c에 압축기가 넣은 일 W가 더해져 고온측으로 나가므로 Q_h = Q_c + W이고, 양변을 W로 나누면 COP_h = COP_c + 1이 됩니다. 그래서 카탈로그의 냉방 COP와 난방 COP를 그대로 견주면 안 됩니다. 같은 기계의 두 얼굴입니다.

단위계가 다릅니다. COP는 W ÷ W라 단위가 없고, EER은 «BTU/h ÷ W»라 단위가 섞여 있어 EER = COP × 3.412가 됩니다. 미국 자료의 EER 숫자를 COP로 읽으면 3.4배 좋게 착각하게 됩니다.

바꿀 수 없습니다. SEER·CSPF·HSPF·APF는 한 해 여러 온도 구간의 운전을 가중평균한 계절 지표이고, COP는 정해진 시험 조건 한 점에서 잰 값입니다. 시험 조건 자체가 다르므로 어떤 상수를 곱해 옮길 수 없습니다. 전기요금에 가까운 것은 계절 지표 쪽입니다.

두 온도 사이에서 어떤 기계도 넘을 수 없는 COP의 상한입니다. 절대온도로 냉방 상한 = T_저온 ÷ (T_고온 − T_저온), 난방 상한 = T_고온 ÷ (T_고온 − T_저온)입니다. 온도차가 좁을수록 상한이 폭발적으로 커지며, 실내 20℃·실외 35℃면 냉방 상한이 19.5인데 실외가 45℃로 오르면 11.7로 떨어집니다.

상한 자체가 내려가기 때문입니다. 기계가 나빠진 것이 아니라 실외 온도가 오르면서 실내외 온도차가 벌어져 카르노 상한이 떨어집니다. 실외가 10℃ 오르면 상한이 3분의 1 가까이 낮아지므로, 같은 열을 옮기는 데 더 많은 전기가 듭니다.

기준 온도가 달라서입니다. 그 40~60%는 냉매 온도로 잰 값입니다. 열교환기는 온도차가 있어야 열을 옮기므로 냉매는 실내 공기보다 차갑고 실외 공기보다 뜨겁습니다. 이 근접 온도차가 한쪽에 5~10K쯤이라, 공기 20→35℃로 계산하면 상한이 19.5(효율 18%)이지만 냉매 13→42℃로 보면 상한이 9.9(효율 35%)가 됩니다. 이 계산기는 두 값을 같이 냅니다.

기준으로 삼은 톤이 다릅니다. 미국 냉동톤은 2,000파운드 기준으로 12,000 BTU/h = 3.5169kW이고, 한국·일본 냉동톤은 1,000kg 기준으로 3,320 kcal/h = 3.8612kW입니다. 9.8% 차이인데 둘 다 «RT»라고 부르는 일이 있어, 사양서에서 어느 정의인지 확인하지 않으면 용량이 10% 어긋납니다.

입력이 잘못된 것입니다. 열역학적으로 불가능한 값이므로 능력·소비전력의 단위나 온도 조건 중 하나를 다시 보세요. 카탈로그 값이라면 그 능력을 잰 시험 조건의 온도가 여기 넣은 값과 다를 가능성이 큽니다.

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