Oppgave: Forsøk

Forsøk – Varmefaktor i ei varmepumpe

Publisert: 03.07.2018

I denne øvelsen skal dere bruke en demonstrasjonsvarmepumpe som henter varme fra et begerglass med vann og avgir varmen til et annet begerglass med vann.

Fire gutter undersøker en varmepumpemodell. Foto.

Utstyr

  • Energimålar på eit bord. Foto.  demonstrasjonsvarmepumpe
  • 2 store begerglass
  • 2 termometre
  • energimåler (rimelige utgaver fås kjøpt i butikker som selger hobbyelektronikk)
  • 2 magnetrørere

Framgangsmåte

  1. Gjør dere kjent med varmepumpa. Vær sikker på at dere finner igjen de forskjellige komponentene i varmepumpekretsen.
  2. Vei begerglassene og noter massene i måleskjemaet på siste side.
  3. Fyll begerglassene med passe mengde vann. Vannet skal dekke spiralene, men samtidig skal ikke begerglassene bli helt fulle.
  4. Vei begerglassene med vann og noter massene.
  5. Sett begerglassene på plass under spiralene.
  6. Sett magnetrørere under begerglassene.
  7. Mål temperaturen i begge begerglassene.
  8. Start varmepumpa samtidig som dere starter stoppeklokka.
  9. Start magnetrørerne.
  10. For hvert minutt i 5 minutter noterer dere: Temperatur i begge begerglassene og elektrisk effekt (W) som brukes av kompressoren.
  11. Stopp varmepumpa etter 5 minutter.

Resultater og målinger

 
Kondensator          (innedelen)
Fordamper    (utedelen)

Vekt begerglass

                           kg

                           kg

Vekt begerglass med vann

                           kg

                           kg

Starttemperatur

                          oC

                         oC

 

Tid etter start
Temperatur (oC) ved kondensator
Temperatur (oC) ved fordamper

 1 minutt

 

 

 2 minutter

 

 

 3 minutter

 

 

 4 minutter

 

 

 5 minutter

 

 

 

Effekt tilført kompressoren:

Tid etter start 
Effekt (W)

 1 minutt

 

2 minutter 

 

3 minutter 

 

4 minutter 

 

5 minutter 

 

Gjennomsnitt 

 

 

Beregninger

  1. Hvor mye varme er tilført vannet på kondensatorsiden?Energi tilført vannet=4,18 kJkg·°C·_______kg·_______°C
  2. Hvor mye elektrisk energi brukte kompressoren? Energi forbrukt av kompressoren=_______Js(W)·5·60s=________J=_________kJ
  3. Hva er varmefaktoren for denne varmepumpen?Varmefaktor=Energi tilført vannetEnergi forbrukt av kompressor=_______kJ_______kJ=______

Konklusjon og diskusjon

  1. Varmefaktoren (COP) i varmepumper vi har hjemme, er gjerne mellom 3 og 5. Sammenlign dette med varmefaktoren for denne demonstrasjonsmodellen. 
  2. Diskutér mulige forklaringer på eventuelle forskjeller. 
  3. Hvilke forbedringer kan vi gjøre på demonstrasjons-varmepumpa? 
  4. Gjenta nye målinger etter at dere har gjort forbedringer på varmepumpa. Hvor stort utslag ga tiltakene?