Wärmepumpentechnik

Maschinenbau Semester 5

Maschinenbau Semester 5


Felix Trischmann
Diese Lernkarten bieten eine grundlegende Einführung in die Wärmepumpentechnik, die sich an Anfänger richtet. Sie behandeln die Funktionsprinzipien von Wärmepumpen, verschiedene Wärmequellen wie Luft, Wasser und Erdwärme, sowie die Unterschiede zwischen Kompressions- und Sorptionswärmepumpen. Die Karteikarten erklären auch wichtige Begriffe wie Jahresarbeitszahl, Vorlauftemperatur und Betriebsweisen, die für die Effizienz und Anwendung von Wärmepumpen entscheidend sind. Besonders nützlich sind sie für Studierende und Techniker, die ein solides Verständnis der Grundlagen der Wärmepumpentechnik erwerben möchten, um effiziente und nachhaltige Heizsysteme zu planen und zu betreiben.
Karten
28
Lernende
5
Sprache
Deutsch
Kategorie
Technik
Stufe
Grundschule
Erstellt / Aktualisiert
08.12.2013 / 27.10.2016

Lernkarten

Wer veröffentlichte als erster die Grundsätze der Wärmepumpentechnik?

1824 Carnot

In welchen Land ging die erste entkoppelte WP in Betrieb

USA

Nennen sie die möglichen Funktionsprinzipien einer WP.

Kompressionswärmepumpe

Sorptionswärmepumpe

Erklären sie die Funktionsweise der möglichen Funktionsprinzipien.

►Kompressionswärmepumpe

- Niederdruckteil

Wärmezufuhr auf niedrigen Niveau →Arbeitsmittel mit tiefen Siedepunkt wird verdampft → gasförmige Medium im Kompressor verdichtet → durch die entstehende Reibung der Gasmolekühle erhitzt

- Hochdruckteil:

unterhohen druck Wärmeabgabe → Kondensation→ über Drosselventil wird Medium wieder Verdampfer zugeführt

►Sorptionswärmepumpe

nutzt reversible physikalische Prozesse bei denen 2 Stoffe durch Wärmezufuhr getrennt werden und bei Rekombination die Wärme wieder abgeben. 

Nennen sie mögliche Wärmequellen einer WP.

-Luft

- Wasser/Sole 

- Abwärme

Nennen sie die Art des Wärmeträgers die bei Erdwärme zu empfehlen ist 

Sole (zB. Wasser mit Frostschutzmittel)

Warum ist eine monovalente Betriebsweise bei Grundwasser und Erdwärme geeignet?

monovalent = WP ist alleiniger Wärmeerzeuger

Vorlauftemp der WP sinkt bei tiefen Außentemp nicht so stark ab, da das Wasser mit jährlich konstanter mit (ca 10°C) aus der Erde kommt 

Nennen sie die Vorteile einer Sorptionswärmepumpe gegenüber einer Kompressionswärmepumpe?

- Arbeitsmittel ist nocht Ozonschicht-zeratörend.

- Kaum bewegliche Teile-> leiser Betrieb

-Höhere Jahresarbeitszahl 

Erklären sie den Unterschied zwischen einer bivalent-alternativen und einer bivalent-parallelen Betriebsweise.

Wenn die Temp bis festgelegten Punkt sinkt, wird bei

- bivalent-alternativ die WP abgeschalltet und eine andere Wärmequelle arbeitet allein

- bivalent-parallel eine zweite Wärmequelle zugeschalltet und beide arbeiten parallel. 

Was beschreibt eine Niedertemperaturheizung?

Ein Niedertemperaturheizsystem ist ein auf niedrige Vorlauftemperaturen abgestimmtes Heizungssystem. Auf dem niedrigen Temperaturniveau kann Heizwärme wirtschaftlicher bereitgestellt werden.

Wann ist es sinnvoll eine monoenergetische Betriebsart zu wählen?

Wenn die WP bis zu einer sehr niedrigen Temperatur arbeiten kann und nur an sehr kalten Tagen eine zusätzliche Wärmequelle (Heizstab) zugeschalttet werden muss.

Welche WP Betriebsart wählen sie, wenn die max Vorlauftemp größer als 55 °C ist ?

monovalent oder monoenergetisch

Was unterscheidet den Begriff Innere Energie und Enthalpie?

- innere Energie -> Wärmevorrat

- Enthalpie = innere Energie + Druck x Volumen 

Was ist das Gegenteil von Anergie ?

Exergie (Teil der Energie, der sich in einer vorgegebenen Umgebung in jede Energieform umformen lässt [Elektr. für Verdichter])

 

Info (Anergie: Teil der Energie, der sich in einer vorgegebenen Umgebung NICHT in jede Energieform umformen lässt[zb. Umgebungswärme])

Erklären sie die zwei naturwissenschaftlichen Effekte, die das Prinzip einer Kompressorwärmepumpe begründen.

- Wärmedichte erhöhen (durch Kompression wird das dampförmige Medium verdichtet wodurch sich die Wärmedichte erhöht und die Temp. steigt) 

- Verdampfungsenergie (der Verdampfungsprozess benötigt enorme Wärmezufuhr-> Wird der Wärmequelle im Verdampfer entzogen)

Skizzieren sie den WP Prozess im logp-h Diagramm

siehe Bild

Szizzieren sie den WP Prozess im logp h Diagramm, wenn Druckverluste berücksichtigt werden.

siehe Bild

Warum ist es sinnvoll das Arbeitsmittel zu unterkühlen ?

Sicherheit vor Nassdampf -> keine Flüssigkeit im Ventil

WelcheVerdichterart darf nicht gewählt werden, wenn in ihrem Lastenheft ein minimales Geräuschniveau gefordert ist?

Kolbenkompressor 

Was ist eine Sauggaskühlung?

Kühlung des eingesaugten Gases als Motorkühlung bei einem hermetischen Verdichter

Nennen sie den großen Nachteil eines hermetischen Verdichters gegenüber einer Halbhermetischen Verdichter.

bei einem Defekt muss der gesamte Verdichter gekühlt werden.

Nennen sie den Vorteil einer überfluteten Verdampfung gegenüber einer trockenen Verdampfung 

besserer Wirkungsgrad

Warum muss man die Herstellerangabe "Leistungszahl" kritisch hinterfragen?

unterschiedliche Normen der Bestimmung

Was bedeutet WP mit und A2W45 ?

Wärmepumpe Lft/Wasser von 2°C auf 45°C erhitzen. 

Leistungszahl 4 -> d.h aus einer kWh Strom werden thoretisch 4 kWh Heizleistung.

Nach welcher DIN sollte die Leistungszahl bestimmt werden?

DIN 14511

Was beschreibt die JAZ?

Jahresarbeitszahl

= Wärmeleistung/benötigte Stromleistung 

Was bedeuten die Faktoren X und Y?

Eine Bedarfseinteilung der Wärmenutzung 

X Raumheizung 

Y Warmwasser 

Ab welchem JAZ Wert kann man von einer effizienten WP sprechen ? Begründen sie ihre Ausführungen.

über 3,5

 

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