Wärmepumpen, Kältemaschinen und Wirkungsgrad sicher verstehen

Wärmepumpen transportieren Wärme mithilfe eines Kältemittelkreislaufs von einer niedrigeren zu einer höheren Temperatur. Dafür benötigen sie Antriebsenergie und nutzen zusätzlich Umweltwärme.

Auf dieser Seite übst du Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, COP, Wärmequellen, Heizsysteme, Kältemaschinen, Energieverbrauch und Wärmepumpenberechnungen.

So gehst du bei einer Wärmepumpenaufgabe vor

  1. Ordne Wärmequelle, Wärmesenke und Bauteile des Kreislaufs zu.
  2. Nutze COP = Nutzwärme/Antriebsleistung und E = P·t.
  3. Prüfe Temperaturhub, Vorlauftemperatur und Wärmequelle.
  4. Berücksichtige elektrische Leistung, Wärmeleistung und saisonale Bedingungen.
  5. Kontrolliere Einheit, Größenordnung, Energiebilanz und Sicherheit.

2. Test

Wärmepumpen und Kältemaschinen online üben

Test 2 zu Wärmepumpen und Kältemaschinen mit 5 Aufgaben und verständlichen Lösungen.

Ordne Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und Expansionsventil zu. Nutze COP = Nutzwärme/Antriebsleistung und E = P·t.

5 Fragen
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Was beschreibt die Leistungszahl einer Wärmepumpe im Heizbetrieb?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Das Verhältnis der abgegebenen Heizwärme zur eingesetzten Antriebsenergie..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: COP_heiz = Q_heiz/W beziehungsweise näherungsweise Q_heiz/P_el beschreibt die Heizleistung pro eingesetzter elektrischer Leistung.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Das Verhältnis der abgegebenen Heizwärme zur eingesetzten Antriebsenergie.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

COP_heiz = Q_heiz/W beziehungsweise näherungsweise Q_heiz/P_el beschreibt die Heizleistung pro eingesetzter elektrischer Leistung.

2. FrageMultiple Choice

Was beschreibt die Leistungszahl eines Kühlschranks im Kühlbetrieb?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Das Verhältnis der entzogenen Kälte zur eingesetzten Antriebsenergie..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: COP_kühl = Q_kalt/W gibt an, wie viel Wärme dem kalten Bereich pro eingesetzter Arbeit entzogen wird.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Das Verhältnis der entzogenen Kälte zur eingesetzten Antriebsenergie.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

COP_kühl = Q_kalt/W gibt an, wie viel Wärme dem kalten Bereich pro eingesetzter Arbeit entzogen wird.

3. FrageMultiple Choice

Warum kann die Leistungszahl einer Wärmepumpe größer als 1 sein?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Weil sie Umweltwärme transportiert und nicht nur elektrische Energie in Wärme umwandelt..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die elektrische Energie treibt den Prozess an; zusätzlich wird Wärme aus Luft, Erdreich oder Wasser aufgenommen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Weil sie Umweltwärme transportiert und nicht nur elektrische Energie in Wärme umwandelt.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

Die elektrische Energie treibt den Prozess an; zusätzlich wird Wärme aus Luft, Erdreich oder Wasser aufgenommen.

4. FrageMultiple Choice

Welche Größe wird für die elektrische Antriebsleistung einer Wärmepumpe benötigt?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Die aufgenommene elektrische Leistung des Verdichters und der Hilfsaggregate..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die reale Leistungszahl bezieht sich auf die abgegebene beziehungsweise entzogene Wärme und die eingesetzte Antriebsleistung.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die aufgenommene elektrische Leistung des Verdichters und der Hilfsaggregate.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

Die reale Leistungszahl bezieht sich auf die abgegebene beziehungsweise entzogene Wärme und die eingesetzte Antriebsleistung.

5. FrageMultiple Choice

Was ist der Unterschied zwischen Leistungszahl und Wirkungsgrad?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Die Leistungszahl vergleicht bei Wärmepumpen transportierte Wärme mit Arbeit und kann größer als 1 sein..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Ein thermischer Wirkungsgrad wird häufig als Verhältnis von Nutzenergie zu zugeführter Energie verstanden; die Leistungszahl beschreibt den Wärmetransport und ist nicht dasselbe.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Leistungszahl vergleicht bei Wärmepumpen transportierte Wärme mit Arbeit und kann größer als 1 sein.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

Ein thermischer Wirkungsgrad wird häufig als Verhältnis von Nutzenergie zu zugeführter Energie verstanden; die Leistungszahl beschreibt den Wärmetransport und ist nicht dasselbe.

Wärmepumpen und Kältemaschinen FAQ

Wie berechnet man die Leistungszahl COP?

Im Heizbetrieb gilt näherungsweise COP = abgegebene Heizleistung/eingesetzte Antriebsleistung. Im Kühlbetrieb wird die entzogene Kälteleistung verwendet.

Welche Bauteile hat ein Kältemittelkreislauf?

Zu den Grundbauteilen gehören Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und Expansionsventil.

Für welche Klassen eignen sich die Übungen?

Die Seite richtet sich vor allem an Schülerinnen und Schüler der Klassen 9–12 und eignet sich zur Prüfungsvorbereitung und Vertiefung der Thermodynamik.