Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

R9jq6FcKFqSyk1

Ćwiczenie 1

Wybierz prawdziwe stwierdzenie:

Pompy ciepła to urządzenia, które wytwarzają energię cieplną
Pompy ciepła to urządzenia, które przenoszą energię cieplną z miejsca o niższej temperaturze do miejsca o wyższej temperaturze
Pompy ciepła to urządzenia, które przenoszą energię cieplną z wnętrza pomieszczenia na zewnątrz budynku.

R1TZTsXb1r16E1

Ćwiczenie 2

Wybierz prawdziwe stwierdzenie:

Współczynnik wydajności pompy ciepła to iloczyn energii cieplnej oddanej do budynku i pobranej w tym celu energii elektrycznej
Współczynnik wydajności pompy ciepła to iloraz energii cieplnej oddanej do budynku i pobranej w tym celu energii elektrycznej

R1bqcSCwqHPJg1

Ćwiczenie 3

Uzupełnij zdanie:

W pompie ciepła czynnik chłodniczy pobiera ciepło podczas {#parowania} / {skraplania}, a oddaje podczas {parowania} / {#skraplania}.

RYuUWf61qgN691

Ćwiczenie 4

Uzupełnij zdanie:

W cyklu termodynamicznym pompy ciepła temperatura czynnika chłodniczego zwiększa się podczas przejścia przez {#sprężarkę} / {zawór rozprężny}, a zmniejsza się podczas przejścia przez {sprężarkę} / {#zawór rozprężny}.

Ćwiczenie 5

R1GPNTkC8Wc2Y

Pompa ciepła ma moc grzewczą 5 kW, co oznacza, że w ciągu sekundy przekazuje do domu ciepło równe 5 kJ. Współczynnik wydajności pompy wynosi 3,6. Ile energii elektrycznej zużywa ta pompa w ciągu godziny? Wynik zapisz w kJ i kWh. Obydwa wyniki podaj z dokładnością do 2 cyfr znaczących.

W = ............ kJ
W = ............ kWh

Skorzystaj ze wzoru na współczynnik wydajności pompy ciepła: $C O P = \frac{Q_{s}}{W}$ , gdzie QIndeks dolny s to ciepło oddane do wnętrza domu, a W – energia elektryczna pobrana przez pompę.

W ciągu jednej sekundy, praca potrzebna do tego, by podtrzymać działanie pompy ciepła, wynosi

W = \frac{Q_{s}}{C O P} = \frac{5}{3, 6} kJ .

W ciagu godziny, praca ta, podana w dżulach, wyniesie

W = \frac{5}{3, 6} \cdot 3600 kJ = 5000 kJ,

co, w przeliczeniu na kilowatogodziny, daje:

W = 5 \cdot 10^{6} J = 5 \cdot 10^{6} W \cdot s = 5 \cdot 10^{6} W \cdot \frac{1}{3600} h = \frac{5000}{3600} kWh \approx 1, 4 kWh .

Ćwiczenie 6

Pompa ciepła utrzymuje stałą temperaturę wody w kaloryferach na poziomie 40Indeks górny oC. Pewnego dnia w październiku średnia temperatura gruntu, skąd pobierane jest ciepło, wynosiła 7Indeks górny oC, a innego dnia w lutym 2Indeks górny oC. Którego dnia pompa zużyła więcej energii elektrycznej? Odpowiedź uzasadnij.

Skorzystaj ze wzoru na współczynnik wydajności pompy ciepła: $C O P = \frac{T_{s}}{T_{s} - T_{p}}$ , gdzie TIndeks dolny s to temperatura wody w kaloryferach, a TIndeks dolny p – temperatura gruntu i zamień temperaturę tak, by była w kelwinach.

Pompa ciepła zużyła więcej energii w lutym, ponieważ współczynnik wydajności pompy ciepła zależny jest od różnicy temperatur między wodą w kaloryferach a gruntem: $C O P = \frac{T_{s}}{T_{s} - T_{p}}$ , gdzie TIndeks dolny s to temperatura wody w kaloryferach, a TIndeks dolny p – temperatura gruntu. W lutym ta różnica była większa, a współczynnik wydajności pompy mniejszy, co oznacza, że tego zimowego dnia potrzeba było więcej energii elektrycznej, aby do domu dostarczyć określoną ilość ciepła.

Ćwiczenie 7

RFT4T2dNM2pS9

Koszt rocznego ogrzewania domu grzejnikami elektrycznymi wynosił 6800 zł. Po zainstalowaniu pompy ciepła koszt rocznego ogrzewania spadł do 1700 zł. Oblicz współczynnik wydajności tej pompy. Załóż, że w ciągu całego rozważanego okresu koszt energii elektrycznej nie zmienił się. Przyjmij też, że w obydwu latach ilość ciepła przeznaczona do ogrzania domu była taka sama.

Współczynnik wydajności pompy ciepła: COP = ............ lub ............%

Współczynnik wydajności pompy ciepła jest zdefiniowany jako iloraz: $C O P = \frac{Q_{s}}{W}$ , gdzie QIndeks dolny s jest ciepłem oddanym do wnętrza domu, a W jest energią elektryczną pobraną przez pompę. Współczynnik wydajności grzejnika elektrycznego wynosi 100%, bo ciepło oddane przez grzejnik jest równe zużytej energii elektrycznej.

Wprowadźmy następujące oznaczenia:

$c$ - koszt 1 kWh energii elektrycznej - stały w całym badanym okresie,

$W_{1}$ - energia elektryczna przeznaczona na ogrzanie domu przed instalacją pompy ciepła,

$[K_{1} = W_{1} \cdot c = 6800 zł$ - koszt energii elektrycznej $W_{1}$ ,

$W_{2}$ - energia elektryczna poprana przez pompę ciepła,

$K_{2} = W_{2} \cdot c = 1700 zł$ - koszt energii elektrycznej $W_{2}$ .

Wykonajmy następujące przekształcenia:

K_{1} = W_{1} \cdot c = Q_{s} \cdot c = C O P \cdot W_{2} \cdot c = C O P \cdot K_{2} .

Z powyższego wyrażenia wynika, że

C O P = \frac{K_{1}}{K_{2}} = 4.

Ćwiczenie 8

RHnya8diXXVSD

Do ogrzania domu energooszczędnego wystarczy moc grzewcza 30 W/m². Oblicz ilość zużytej energii elektrycznej oraz koszt ogrzewania w ciągu jednej doby dla domu o powierzchni 160 m², wyposażonego w pompę ciepła o współczynniku wydajności 400%. Cena energii elektrycznej wynosi 0,6 zł/kWh. Wyniki podaj z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Energia zużyta w ciągu doby: W = ............ kWh
koszt ogrzewania: ............ zł

Moc grzewcza wymagana do ogrzania domu o powierzchni 160 mIndeks górny 2 wynosi

P = 30 \frac{W}{m^{2}} \cdot 160 m^{2} = 4800 W .

W ciągu doby, ilość ciepła użytego do ogrzania takiego domu jest równa

Q = P \cdot 24 h = 4, 8 kW \cdot 24 h = 115, 2 kWh .

Wynika stąd, że energia elektryczna, pobrana przez pompę ciepła w celu wytworzenia takiej ilości ciepła, wynosi

W = \frac{Q}{C O P} = \frac{115, 2}{4} kWh = 28, 8 kWh,

zaś jej koszt jest równy

K = 28, 8 kWh \cdot 0, 6 \frac{zł}{kWh} \approx 17, 3 zł .

Film samouczek

Dla nauczyciela