Hopp til innhold

Forsøk

Forsøk: Varmefaktor i ei varmepumpe

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.

LK20LK06
Fire gutter undersøker en varmepumpemodell. Foto.

Utstyr

  • Energimåler på et 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)

Massen til begerglasset

kg

kg

Masse til begerglass med vann

kg

kg

Massen til kun vannet

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

Endring

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?
    Sett inn massen til vannet og temperaturendringen på kondensatorsiden i dette uttrykket, og regn ut hvor mye energi som ble tilført vannet:

    Energi tilført vannet=4,18 kJkg·°C·____ kg· ______ °C

  2. Hvor mye elektrisk energi brukte kompressoren?
    Sett inn effekten som kompressoren har tilført vannet, i dette utrykket. Regn ut hvor mye energi kompressoren har forbrukt:Energi forbrukt av kompressoren=____ Js(W)·5·60s=___J=_____kJ

  3. Hva er varmefaktoren for denne varmepumpen?


    Regn ut varmefaktoren til varmepumpa ved å bruke svarene fra punkt 1 og 2 over: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?
Sist oppdatert 08.06.2021
Skrevet av Ole Mathis Opstad Kruse og Thomas Bedin
Rettighetshaver: Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU)

Læringsressurser

Energi og bærekraft