Oppgåver og aktivitetar

Forsøk: Varmefaktor i ei varmepumpe

I denne øvinga skal de bruke ei demonstrasjonsvarmepumpe som hentar varme frå eit begerglas med vatn og gir frå seg varme til eit anna begerglas med vatn.

Fire gutter undersøker ein varmepumpemodell. Foto.

Utstyr

CC BY-SA
Bilete: Thomas Bedin
demonstrasjonsvarmepumpe
2 store begerglas
2 termometer
energimålar (ein får kjøpt rimelege utgåver i butikkar som sel hobbyelektronikk)
2 magnetrørarar

Framgangsmåte

Gjer dykk kjende med varmepumpa. Ver sikker på at de finn att dei ulike komponentane i varmepumpekrinsen.
Veg begerglasa og noter massane i måleskjemaet på siste side.
Fyll begerglasa med ein passeleg mengde vatn. Vatnet skal dekkje spiralane, men samtidig skal ikkje begerglasa bli heilt fulle.
Veg begerglasa med vatn og noter massane.
Set begerglasa på plass under spiralane.
Set magnetrørarar under begerglasa.
Mål temperaturen i begge begerglasa.
Start varmepumpa samtidig som de startar stoppeklokka.
Start magnetrørarane.
For kvart minutt i 5 minutt noterer de: Temperaturen i begge begerglasa og den elektriske effekten (W) som kompressoren brukar.
Stopp varmepumpa etter 5 minutt.

Resultat og målingar

målingar før start
Målingar	Kondensator (innedelen)	Fordampar (utedelen)
Massen til begerglaset	kg	kg
Massen til begerglaset med vatn	kg	kg
Massen til kun vatn	kg	kg
Starttemperatur	^oC	^oC

temperatur i vatnet
Tid etter start	Temperatur (^oC) ved kondensator	Temperatur (^oC) ved fordampar
1 minutt
2 minutt
3 minutt
4 minutt
5 minutt
Temperaturendring

Effekt tilført kompressoren
Tid etter start	Effekt (W)
1 minutt
2 minutt
3 minutt
4 minutt
5 minutt
Gjennomsnitt

Utrekningar

Kor mykje varme er tilført vatnet på kondensatorsida? Set inn massen til vatnet og temperaturendringa på kondensatorsida i dette uttrykket, og rekn ut kor mykje energi som blei tilført vatnet: $E n e r g i t i l f ø r t v a t n e t = 4, 18 \frac{k J}{k g \cdot ° C} \cdot_______k g \cdot_______° C$
Kor mykje elektrisk energi brukte kompressoren? Set inn effekten som kompressoren har tilført vatnet, i dette utrykket. Rekn ut kor mykje energi kompressoren har forbrukt: $E n e r g i f o r b r u k t a v k o m p r e s s o r e n =___\frac{J}{s} (W) \cdot 5 \cdot 60 s =____J =____k J$
Kva er varmefaktoren for denne varmepumpa? Rekn ut varmefaktoren til varmepumpa ved å bruke svara frå punkt 1 og 2 over: $V a r m e f a k t o r = \frac{E n e r g i t i l f ø r t v a t n e t}{E n e r g i f o r b r u k t a v k o m p r e s s o r} = \frac{_______k J}{_______k J} =______$

Konklusjon og diskusjon

Varmefaktoren (COP) i varmepumper vi har heime, er gjerne mellom 3 og 5. Samanlikn dette med varmefaktoren for denne demonstrasjonsmodellen.
Diskutér moglege forklaringar på eventuelle skilnader.
Kva for forbetringar kan vi gjere på demonstrasjons-varmepumpa?
Gjer nye målingar etter at de har gjort forbetringar på varmepumpa. Kor stort utslag gav tiltaka?

CC BY-SASkrive av Ole Mathis Opstad Kruse og Thomas Bedin. Rettshavar: Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU)

Sist fagleg oppdatert 08.06.2021