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WÄRMEPUMPEPerpetuum Mobile – Aber nur fast

Georg-von-Langen SchuleHolzminden

BG 12 Technik

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GLIEDERUNG Über Uns Wie ein Kühlschrank – nur andersrum Unsere Idee Funktionsweise

- Die vier Phasen Standaufbau Anwendungsbereiche

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ÜBER UNSWir sind die Techniker aus der

Jahrgangsstufe 12 des beruflichen Gymnasiums der BBS Georg-von-Langen

Schule Holzminden.

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WIE EIN KÜHLSCHRANK– NUR ANDERSRUM

Da wir uns nicht erklären konnten, wieso die Rückseite eines Kühlschranks warm ist, haben wir uns das Prinzip genauer

angeschaut und stellten fest, dass er so ähnlich wie eine Wärmepumpe aufgebaut

ist. Wärmepumpe

kalt

warm

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UNSERE IDEEIm Technikunterricht haben wir uns dann

mit der Funktionsweise einer Wärmepumpe auseinandergesetzt. Dadurch sind wir auf

die Idee gekommen, in Teamarbeit eine Wärmepumpe

herzustellen und das Prinzip nachvollziehbar zu veranschaulichen.warmkalt

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FUNKTIONSWEISEEine Wärmepumpe entnimmt der Umwelt Energie (3°C) und gibt sie später an bspw. die Heizung ab (60°C). Für diese Temperaturdifferenz wird nun in den vier Phasen Druck auf- und abgebaut, sowie die Temperatur verändert.

Dadurch wird Energie gewonnen.(Aus 2 kW werden 8 kW)

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1. VERDAMPFERDie Umweltenergie aus der Erde bringt das in der Wärmepumpe zirkulierende Kältemittel zum Verdampfen (von ca. -

10°C auf 3°C).

Funktionsweise: Der Verdampfer nimmt aus seiner Umgebung (z.B. aus der Luft) Wärme auf und gibt sie ans Kältemittel ab. Dadurch fängt es an zu kochen und wird somit gasförmig. Von hier geht es nun in den Verdichter.

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2. VERDICHTER/KOMPRESSORDer Kompressor bringt das verdampfte

Kältemittel auf einen hohen Druck und ein höheres Temperaturniveau als zuvor.

Funktionsweise: Der elektrisch angetriebene Kompressor verdichtet das gasförmige Kältemittel. Durch diesen Prozess erhöht sich der Druck und diese Druckzunahme lässt die Temperatur steigen. Sein Weg führt ihn nun in den Verflüssiger.

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3. VERFLÜSSIGER/KONDENSATO

RDie Umweltenergie (hohes

Temperaturniveau) wird an die Heizung abgegeben.

Funktionsweise: Das von Verdichter kommende gasförmige, heiße Medium gibt die Wärme an das Heizungswasser ab. Dadurch wird es abgekühlt und verflüssigt sich. Das flüssige Kältemittel fließt nun in Richtung Expansionsventil.

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4. EXPANISONSVENTILIm Expansionsventil wird der Druck abgebaut.

Funktionsweise: Durch die Verengung der Leitung wird das Kältemittel auf einen niedrigen Druck und eine niedrige Temperatur gebracht. Somit ist es wieder bei seinem ursprünglichen Anfangsdruck und der anfänglichen Temperatur angekom-men. Nun wiederholt sich der Kreislauf.

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STANDAUFBAU

Um die verschiedenen Prozesse in einer

Wärmepumpe anschaulich

darzustellen, planen wir zu jedem Aspekt einen eigenen „Mitmachtisch“

zu bauen.

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HEIẞ AUF EIS

Auf dem Messestand wollen wir die Wärmepumpe so aufbauen, dass wir die warme bzw. kalte Seite effektiv

nutzen können.Mit Hilfe der warmen Seite soll ein Wasserbehälter erwärmt

werden. Auf der kalten Seite wollen wir ein kleines Gefäß mit flüssigem Wassereis befüllen und dieses dadurch auf

Gefriertemperatur bringen.

Wärmepumpe

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STANDAUFBAU VERDAMPFER

1. In einem geschlossenen Glaskolben wird eine Flüssigkeit eingefüllt.

2. Durch Erhöhung des Druckes wird die Flüssigkeit zu einem Gas.

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STANDAUFBAU VERDICHTER

1. Der Kompressor wird durch eine Luftpumpe simuliert.

2. Damit wird eine kleine Druckflasche auf 4 Bar gebracht

3. Per Knopfdruck kann man dann den Druck ablassen und dabei einen Luftballon aufblasen

Kompressor

Luftballon

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STANDAUFBAU KONDENSATOR

1. Die Pflanze wird mit Wasser besprüht

2. Über die Pflanze wird eine Frischhaltefolie gespannt

3. Die Lampe wird eingeschaltet

4. Durch die Wärme verdampft das Wasser und kondensiert an der Folie

Lampe

Folie Pflanze

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STANDAUFBAU EXPANSIONSVENTIL

Luftpumpe

Sprühflasche

Entweichende

Luft

1. Mit der Luftpumpe wird in der Sprühflasche ein Druck aufgebaut

2. Durch das zweite Ventil wird diese, unter Druck stehende Luft, schlagartig abgelassen

3. Dabei wird die Flasche spürbar kälter

Kalt

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ANWENDUNGSBEREICHEHauptsächlich im Haushalt:

- Warmwasser- Heizungen- Kühlen / Gefrieren

Wärmepumpen nutzen verschiedene Arten der Wärmegewinnung:- Sonne- Erde- WasserDas unterstreicht die Nachhaltigkeit der Wärmepumpe.

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VIELEN DANK !Danke für Ihre Aufmerksamkeit, wir hoffen

Ihnen gefällt unsere Idee.