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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.

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Wärmepumpen und Kältemaschinen online üben

Test 7 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
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1. FrageMultiple Choice

Warum beeinflusst der Strommix die Umweltbilanz einer Wärmepumpe?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Die elektrische Antriebsenergie kann unterschiedlich hohe Emissionen verursachen..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die Wärmepumpe nutzt Umweltwärme, benötigt aber Strom; dessen Herkunft beeinflusst die Gesamtbilanz.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die elektrische Antriebsenergie kann unterschiedlich hohe Emissionen verursachen.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

Die Wärmepumpe nutzt Umweltwärme, benötigt aber Strom; dessen Herkunft beeinflusst die Gesamtbilanz.

2. FrageMultiple Choice

Warum ist das verwendete Kältemittel umwelttechnisch relevant?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Es kann bei Leckage ein unterschiedliches Treibhauspotenzial besitzen..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Neben der Energieeffizienz sind Dichtheit, Rückgewinnung und die Eigenschaften des Kältemittels wichtige Aspekte.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Es kann bei Leckage ein unterschiedliches Treibhauspotenzial besitzen.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

Neben der Energieeffizienz sind Dichtheit, Rückgewinnung und die Eigenschaften des Kältemittels wichtige Aspekte.

3. FrageMultiple Choice

Wie verbessert eine gute Gebäudedämmung den Wärmepumpenbetrieb?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Sie reduziert die benötigte Heizleistung und kann niedrigere Systemtemperaturen ermöglichen..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Weniger Wärmeverluste verringern die Last; passende Heizflächen können den Temperaturhub zusätzlich reduzieren.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie reduziert die benötigte Heizleistung und kann niedrigere Systemtemperaturen ermöglichen.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

Weniger Wärmeverluste verringern die Last; passende Heizflächen können den Temperaturhub zusätzlich reduzieren.

4. FrageMultiple Choice

Was bedeutet saisonale Leistungszahl SCOP?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Eine über eine Heizperiode gemittelte Leistungszahl..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Der SCOP berücksichtigt unterschiedliche Betriebszustände und Temperaturen über die Saison und ist aussagekräftiger als ein einzelner Prüfpunkt.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Eine über eine Heizperiode gemittelte Leistungszahl.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

Der SCOP berücksichtigt unterschiedliche Betriebszustände und Temperaturen über die Saison und ist aussagekräftiger als ein einzelner Prüfpunkt.

5. FrageMultiple Choice

Warum müssen Wärmepumpen regelmäßig gewartet werden?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Damit Wärmeübertrager, Kältemittelkreislauf, Filter, Regelung und Sicherheit zuverlässig arbeiten..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Verschmutzung, Leckagen, falsche Drücke und fehlerhafte Sensoren können Leistung und Sicherheit beeinträchtigen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Damit Wärmeübertrager, Kältemittelkreislauf, Filter, Regelung und Sicherheit zuverlässig arbeiten.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

Verschmutzung, Leckagen, falsche Drücke und fehlerhafte Sensoren können Leistung und Sicherheit beeinträchtigen.

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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.