Perpetuum Mobile – Aber nur fast Wärmepumpe Georg-von-Langen Schule Holzminden BG 12 Technik Perpetuum Mobile – Aber nur fast

Gliederung Über Uns Wie ein Kühlschrank – nur andersrum Unsere Idee Funktionsweise - Die vier Phasen Standaufbau Anwendungsbereiche

ÜBER UNS Wir sind die Techniker aus der Jahrgangsstufe 12 des beruflichen Gymnasiums der BBS Georg- von-Langen Schule Holzminden.

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 warm kalt

Unsere Idee Im 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. kalt warm

Funktionsweise Eine 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)

1. Verdampfer Die 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.

2. Verdichter/Kompressor Der 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.

3. Verflüssiger/Kondensator Die 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.

4. Expanisonsventil Im 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.

Standaufbau Um die verschiedenen Prozesse in einer Wärmepumpe anschaulich darzustellen, planen wir zu jedem Aspekt einen eigenen „Mitmachtisch“ zu bauen.

Heiß auf eis Wärmepumpe 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.

Standaufbau Verdampfer In einem geschlossenen Glaskolben wird eine Flüssigkeit eingefüllt. Durch Erhöhung des Druckes wird die Flüssigkeit zu einem Gas.

Standaufbau Verdichter Der Kompressor wird durch eine Luftpumpe simuliert. Damit wird eine kleine Druckflasche auf 4 Bar gebracht Per Knopfdruck kann man dann den Druck ablassen und dabei einen Luftballon aufblasen Luftballon Kompressor

Standaufbau Kondensator Lampe Die Pflanze wird mit Wasser besprüht Über die Pflanze wird eine Frischhaltefolie gespannt Die Lampe wird eingeschaltet Durch die Wärme verdampft das Wasser und kondensiert an der Folie Folie Pflanze

Standaufbau expansionsventil Kalt Mit der Luftpumpe wird in der Sprühflasche ein Druck aufgebaut Durch das zweite Ventil wird diese, unter Druck stehende Luft, schlagartig abgelassen Dabei wird die Flasche spürbar kälter Luftpumpe Entweichende Luft Sprühflasche

Anwendungsbereiche Hauptsächlich im Haushalt: - Warmwasser - Heizungen - Kühlen / Gefrieren Wärmepumpen nutzen verschiedene Arten der Wärmegewinnung: - Sonne - Erde - Wasser Das unterstreicht die Nachhaltigkeit der Wärmepumpe.

Danke für Ihre Aufmerksamkeit, wir hoffen Ihnen gefällt unsere Idee. Vielen dank ! Danke für Ihre Aufmerksamkeit, wir hoffen Ihnen gefällt unsere Idee.