Sitat av
Flaskepost
Det fungerer akkurat som slashdot sier! Men for å gi en rask innføring på norsk, så kan jeg si noe her.
Introduksjon:
En varmepumpe baserer seg på fordampning- og kondensnasjonenergien i en gass/væske, og hvordan den nødvendige temperaturen for disse tilstandene varierer ved trykk. Fordampning- og kondensnasjonenergi er den energien som er nødvendig for at "noe" skal gå fra en tilstand til en annen. F.eks vann som fryser har tre stadier rundt 0. Først når temperaturen på vannet 0. Når vannet er 0, så kreves det energi for å gjøre det om til is med 0 grader. Først når vannet er blitt til is, så kan temperaturen stige under 0. Det er denne energien på grad 0 som brukes.
Kokepunktet til "noe" er også avhengig av trykket det opplever. Vann koker for eksempel ved 68 grader på Mount Everest på grunn av mindre trykk. Faseenergien fra flytende til gass er dog fortsatt den samme! Med denne kunnskapen, så bruker vi trykk til å hente ut denne energien.
Varmepumpen, 4 steg:
Varmepumpen kan deles inn i 4 steg. Inne i huset er kondensatoren. Gassen er her i komprimert form, og blir gjort om til flytende. Energien tas opp av selve varmepumpe-huset inne, og avgir varmen inn i rommet. Gassen går så videre gjennom en ventil, og ut av huset til den andre delen av varmepumpen. Her er trykket blitt mindre på grunn av ventilen. Når trykket blir mindre, så fordamper væsken, og den må ta til seg varme. Denne varmen hentes fra omgivelsene ute. Denne gassen går nå inn i en kompressor og inn i huset igjen. Da er den inne i kondensatoren med høyere trykk igjen.
Så kompressor -> kondensator med høyere trykk -> ventil -> fordamper med lavere trykk.
Det eneste som krever energi i denne prosessen er kompressoren, og vifter som bytter ut luften rundt varmepumpen på begge ender.
Og hvis du synes det er rart å hente + grader fra - grader, så kan du tenke i Kelvin. Kelvin er en temperaturskala som har de samme trinnene som Celsius, men begynner i det absolutte nullpunkt. 0 grader Celsius = 273 (ish) Kelvin. Bare i tilfelle du trodde minusgrader var negativ energi, som jeg trodde i første videregående.
Varmepumper er på ingen måte avhengig av kondenserings- og fordampingseffekten for å fungere, men det gjør dem mere effektive.
Med andre ord, du kan fint bruke vanlig luft! Men du bør fjerne vannet i lufta, da vannet lett kondenserer og evt. fryser til is i delen med undertrykk.
Virkningen bak ei varmepumpe er beskrevet i den
idiealgassloven. pV=nRT, der
p = gassens trykk i Pa (pascal)
V = beholderens volum i l (liter)
n = stoffmende i
mol
R =
gasskonstanten
T = gassens temperatur i K (kelvin.
Men her er det 2 systemer, som vi må sammenligne. Så da kaller vi dem system 1 og system 2, også markerer vi hver bokstav med de representative tall.
p
1 * V
1 n
1 * R * T
1
-------- = ------------
p
2 * V
2 n
2 * R * T
2
Men vi forandrer ikke antall n, V og R kan ikke forandres, så disse kan forkortes vekk.
p
1 T
1
-- = --
p
2 T
2
Eller p
1 / p
2 = T
1 / T
2
Og da blir det en ukjent, da du har dataene for de 3 andre punktene. Så er det bare å regne ut ligningen.
Så enkelt fortalt så er ei varmepumpe slik:
- Ei pumpe som er kompressor og vakuumpumpe på samme tid. Denne kan da lage undertrykk på en side og overtrykk på den andre.
- Så er det en radiator. Denne ligner på de i en bil, men de må tåle trykkene i varmepumpa. Og den med overtrykk er den som blir varm. Og da gir varme/energi til omgivelsene.
- Så er det ventilen. Dette er en strupeventil. Denne kan sees som et tynt rør (mye tynnere enn de andre) bak på kjøleskap o.l. Men en kan også bruke en kran. Poenget er at den struper såpass mye, at pumpa klarer å holde høyt trykk på den ene siden og lavt på den andre.
- Deretter er det en radiator til. Denne er nesten som den nevnt over. Men denne har da undertrykk, og blir da kald. Og denne er koblet på pumpa igjen.
Jeg antar det er unødvendig å si dette, men dette er selvsagt et lukket system.
Hvis en vil bytte om endene som gir varme og kulde, så må du snu gasstrømmen. Så radiatorene skifter på hvem som har høyt og lavt trykk. Så enkelt er det!
