熱効率

熱機関

熱エネルギーを機械エネルギーに変換する場合、熱機関の熱効率とは、仕事に変換されるエネルギーの割合のことです。熱効率は次のように定義されます。

η t h ≡ W o u t Q i n {display style ¶eta _{th}equiv {frac {W_{out}}{Q_{in}}}},

または熱力学の第一法則を介して、生産された仕事のために排熱拒絶を代用します。

η t h = 1 - Q o u t Q i n {\displaystyle eta _{th}=1-{frac {Q_{out}}{Q_{in}}}}.

例えば、1000ジュールの熱エネルギーを300ジュールの機械エネルギー（残りの700ジュールは廃熱として散逸）に変換すると、熱効率は30％となります。

エネルギー変換

ボイラーや炉のようなエネルギー変換装置の場合、熱効率は

η t h ≡ Q o u t Q i n {displaystyle ¶eta _{th}equiv {frac {Q_{out}}{Q_{in}}}}.

つまり、300kW（100万BTU/h）の熱換算入力に対して210kW（70万BTU/h）の出力を出すボイラーの場合、熱効率は210/300＝0.70、つまり70％となります。つまり、30％のエネルギーが環境に失われていることになります。

電気抵抗ヒーターは、熱効率が100％であるか、または100％に非常に近いので、例えば、1500Wの電気入力に対して1500Wの熱が生成されます。100％効率の電気抵抗ヒーターと80％効率の天然ガスを燃料とする炉のような加熱ユニットを比較する場合、エネルギー価格を比較して、より低いコストを見つける必要があります。

ヒートポンプと冷蔵庫

例えば、ヒートポンプ、冷蔵庫、エアコンは、熱を変換するのではなく、熱を移動させるので、熱性能を記述するためには他の手段が必要です。一般的な尺度は、係数-オブ-パフォーマンス（COP）、エネルギー効率比（EER）、および季節的エネルギー効率比（SEER）です。

ヒートポンプ(HP)と冷蔵庫(R)*の効率。
E H P = |Q H | |W | {\displaystyle E_{HP}={\frac {|Q_{H}|}{}{|W|}}}}}}。

E R = |Q L |W | {\displaystyle E_{R}={{frac {|Q_{L}|}{|W}

E H P - E R = 1 { {displaystyle \displaystyle E_{HP}-E_{R}=1}} {E_{HP}-E_{R}=1} {E H P - E R = 1} {E H P

ヒートポンプまたは冷凍機の両端の温度が一定であり、それらのプロセスが可逆的である場合。

E H P = T H T H - T L {\displaystyle E_{HP}={T_{H}}{T_{H}-T_{L}}}}

E R = T L T H - T L {displaystyle E_{R}={T_{L}}{T_{H}-T_{L}}}}

エネルギー効率

熱効率」はエネルギー効率と呼ばれることもあります。米国では、日常的に使用されている冷房機器やヒートポンプの暖房モード時のエネルギー効率は、SEERがより一般的な指標となっています。エネルギー変換型暖房機器の場合、ピーク定常熱効率はしばしば「この炉の効率は90％」などと記載されていますが、季節ごとのエネルギー効率のより詳細な測定値は、年間燃料利用効率（AFUE）です。

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