Forsøk: Varmefaktor i ei varmepumpe
Utstyr
demonstrasjonsvarmepumpe
- 2 store begerglass
- 2 termometre
- energimåler (rimelige utgaver fås kjøpt i butikker som selger hobbyelektronikk)
- 2 magnetrørere
Framgangsmåte
- Gjør dere kjent med varmepumpa. Vær sikker på at dere finner igjen de forskjellige komponentene i varmepumpekretsen.
- Vei begerglassene og noter massene i måleskjemaet på siste side.
- Fyll begerglassene med passe mengde vann. Vannet skal dekke spiralene, men samtidig skal ikke begerglassene bli helt fulle.
- Vei begerglassene med vann og noter massene.
- Sett begerglassene på plass under spiralene.
- Sett magnetrørere under begerglassene.
- Mål temperaturen i begge begerglassene.
- Start varmepumpa samtidig som dere starter stoppeklokka.
- Start magnetrørerne.
- For hvert minutt i 5 minutter noterer dere: Temperatur i begge begerglassene og elektrisk effekt (W) som brukes av kompressoren.
- Stopp varmepumpa etter 5 minutter.
Resultater og målinger
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 |
Tid etter start | Effekt (W) |
---|---|
1 minutt |
|
2 minutter |
|
3 minutter |
|
4 minutter |
|
5 minutter |
|
Gjennomsnitt |
|
Beregninger
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: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:E n e r g i f o r b r u k t a v k o m p r e s s o r e n = _ _ _ _ J s ( W ) · 5 · 60 s = _ _ _ J = _ _ _ _ _ k J Hva er varmefaktoren for denne varmepumpa? Regn ut varmefaktoren til varmepumpa ved å bruke svarene fra punkt 1 og 2 over:
V a r m e f a k t o r = E n e r g i t i l f ø r t v a n n e t E n e r g i f o r b r u k t a v k o m p r e s s o r = _ _ _ _ _ _ _ k J _ _ _ _ _ _ _ k J = _ _ _ _ _ _
Konklusjon og diskusjon
- Varmefaktoren (COP) i varmepumper vi har hjemme, er gjerne mellom 3 og 5. Sammenlign dette med varmefaktoren for denne demonstrasjonsmodellen.
- Diskuter mulige forklaringer på eventuelle forskjeller.
- Hvilke forbedringer kan vi gjøre på demonstrasjons-varmepumpa?
- Gjenta nye målinger etter at dere har gjort forbedringer på varmepumpa. Hvor stort utslag ga tiltakene?