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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 8 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

Was geschieht mit der elektrischen Leistung einer Wärmepumpe im Kältekreislauf?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Sie treibt vor allem den Verdichter und Hilfsaggregate an..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die Antriebsleistung ermöglicht den Wärmetransport von der kalten zur warmen Seite.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie treibt vor allem den Verdichter und Hilfsaggregate an.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

Die Antriebsleistung ermöglicht den Wärmetransport von der kalten zur warmen Seite.

2. FrageMultiple Choice

Warum kann ein Inverter-Verdichter effizienter regeln?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Er kann seine Drehzahl an die benötigte Last anpassen..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Eine variable Leistung reduziert häufige Ein- und Ausschaltvorgänge und kann Teillastverluste verringern.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er kann seine Drehzahl an die benötigte Last anpassen.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

Eine variable Leistung reduziert häufige Ein- und Ausschaltvorgänge und kann Teillastverluste verringern.

3. FrageMultiple Choice

Welche Wirkung hat eine höhere Heizlast des Gebäudes?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Die Wärmepumpe muss mehr Heizleistung bereitstellen..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Schlechte Dämmung, niedrige Außentemperaturen oder hohe Raumtemperaturen können die erforderliche Heizleistung erhöhen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Wärmepumpe muss mehr Heizleistung bereitstellen.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

Schlechte Dämmung, niedrige Außentemperaturen oder hohe Raumtemperaturen können die erforderliche Heizleistung erhöhen.

4. FrageMultiple Choice

Was passiert bei einer zu hohen Vorlauftemperatur im Verhältnis zur Wärmequelle?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Der Temperaturhub und meist die Verdichterarbeit steigen..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die Wärmepumpe arbeitet unter ungünstigeren Bedingungen; die Leistungszahl sinkt tendenziell.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Der Temperaturhub und meist die Verdichterarbeit steigen.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

Die Wärmepumpe arbeitet unter ungünstigeren Bedingungen; die Leistungszahl sinkt tendenziell.

5. FrageMultiple Choice

Warum kann eine Wärmepumpe auch bei niedrigen Außentemperaturen Wärme liefern?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Weil im Kältemittelkreislauf Wärme aus der Umgebung auf ein höheres Temperaturniveau gebracht wird..

  1. Wärmepumpengrößen erkennen: Ordne Wärmequelle, Wärmesenke, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Leistung und COP richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Auch kalte Luft enthält thermische Energie; entscheidend sind geeignete Temperaturbereiche, Druckverhältnisse und die Anlagenleistung.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Weil im Kältemittelkreislauf Wärme aus der Umgebung auf ein höheres Temperaturniveau gebracht wird.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Temperaturhub, Leistungszahl und Energiebilanz.

Auch kalte Luft enthält thermische Energie; entscheidend sind geeignete Temperaturbereiche, Druckverhältnisse und die Anlagenleistung.

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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.