Il coefficiente di prestazione si riferisce alla variazione del rapporto del calore ceduto ad una potenza rispetto al lavoro che deve essere svolto per cedere quel calore. Questa misurazione viene generalmente utilizzata per misurare la potenza delle pompe di calore, tuttavia può essere utilizzata anche per altre misurazioni. Il coefficiente di prestazione è talvolta abbreviato COP o CP. Varie equazioni vengono utilizzate per determinare il COP in diverse applicazioni.
Quando si deriva o si determina il coefficiente di prestazione, è importante ricordare la prima regola della termodinamica. Questa regola afferma che l’energia può essere cambiata, ma non può essere distrutta né può essere creata. In conseguenza di questa regola, le equazioni utilizzate per determinare il coefficiente di prestazione iniziano generalmente considerando il calore che viene assorbito dall’aria dal serbatoio per il calore freddo e il calore che viene ceduto dal serbatoio per l’aria calda.
Per determinare il coefficiente di prestazione, in alcune equazioni del COP devono essere considerate anche le temperature assolute dei serbatoi di riscaldamento e raffreddamento. Questo cambia l’equazione in modo che vengano considerate la temperatura assoluta del serbatoio dell’aria calda e la temperatura assoluta del serbatoio dell’aria fredda. Prendendo in considerazione queste temperature assolute e utilizzando la scala Kelvin, la risposta calcolata determinerà la massima efficienza teorica per le unità secondo la prima regola della termodinamica. Questa equazione è comunemente usata per determinare il coefficiente di prestazione per frigoriferi e condizionatori d’aria.
Il processo di determinazione del COP è importante perché un confronto dei coefficienti di prestazione può essere utilizzato per determinare la quantità di energia che potrebbe essere risparmiata utilizzando un tipo di sistema rispetto a un altro. Ad esempio, se una pompa di calore elettrica funziona a un COP di 4.5, significa che fornisce 4.5 unità di calore e per ogni unità di calore viene consumata un’unità di energia. Se l’utente conosce il prezzo per kilowatt di energia utilizzata, allora può prendere una decisione informata sul tipo di sistema che può essere finanziariamente più adatto alle sue esigenze o su quale dei due sistemi è un acquisto migliore. Ad esempio, se una pompa di calore elettrica costerà di più a causa del prezzo dell’elettricità rispetto al prezzo del gas naturale, sarebbe nel miglior interesse finanziario dell’utente selezionare invece un sistema che funzioni a gas naturale.