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3B SCIENTIFIC PHYSICS D Instructions D'utilisation

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3B SCIENTIFIC ® PHYSICS
230 V, 50 Hz 1022618
115 V, 60 Hz 1022619
Bedienungsanleitung
03/20 JS/ALF/GH
Die Wärmepumpe D dient zur anschaulichen
Darstellung der Funktionsweise eines Kühl-
schranks bzw. einer elektrischen Kompressions-
wärmepumpe.
Die Komponenten Kompressor, Verflüssiger, Ex-
pansionsventil und Verdampfer sind auf einem
Grundbrett aufgebaut und können dank der über-
sichtlichen Anordnung unmittelbar mit der Ab-
folge der Zustandsänderungen im Kreisprozess
der Wärmepumpe in Verbindung gebracht wer-
den. Verdampfer und Verflüssiger sind als Kup-
ferrohrwendeln ausgebildet und tauchen in je ei-
nen Wasserbehälter ein, der als Reservoir zur
Bestimmung der aufgenommenen bzw. abgege-
benen Wärme dient. Zwei Digitalthermometer er-
möglichen die hierzu notwendige Temperatur-
messung in den beiden Wasserbehältern.
Um den Aggregatzustand des Arbeitsmittels be-
obachten zu können, ist die Wärmepumpe hinter
Wärmepumpe D
1. Beschreibung
dem Verdampfer und hinter dem Verflüssiger mit
einem Schauglas ausgestattet. Zwei große Ma-
nometer zeigen den Druck vor bzw. hinter dem
Entspannungsventil an. In den Netzspannungs-
anschluss integriert ist ein digitaler Energiemoni-
tor zur Bestimmung der Netzspannung, der
Stromstärke, der aktuellen Leistungsaufnahme
sowie der aufgenommenen elektrischen Ener-
gie.
Ein Überdruck-Schutzschalter (8) schaltet den
Kompressor bei einem Kühlmitteldruck von 15
bar vom Netz ab.
Die Wärmepumpe D wird in zwei Ausführungen
geliefert:
1022618
1022619
1
I
Kompressor
II Verflüssiger
III Entspannungsventil
IV Verdampfer
230V (±10 %), 50 Hz
115V (±10 %), 60 Hz .

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Manuels Connexes pour 3B SCIENTIFIC PHYSICS D

Sommaire des Matières pour 3B SCIENTIFIC PHYSICS D

  • Page 1 Kompressor bei einem Kühlmitteldruck von 15 ferrohrwendeln ausgebildet und tauchen in je ei- bar vom Netz ab. nen Wasserbehälter ein, der als Reservoir zur Die Wärmepumpe D wird in zwei Ausführungen Bestimmung der aufgenommenen bzw. abgege- geliefert: benen Wärme dient. Zwei Digitalthermometer er- 1022618 230V (±10 %), 50 Hz...
  • Page 2 2. Sicherheitshinweise  Die Wärmepumpe D entspricht den Sicherheits- Gerät nur an Steckdosen mit geerdetem bestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Schutzleiter anschließen. Regel- und Laborgeräte nach DIN EN 61010 Teil Überhitzungsgefahr: Der Kompressor der Wär- 1 und ist nach Schutzklasse I aufgebaut. Sie ist mepumpe wird im Betrieb sehr heiß.
  • Page 3 3. Komponenten Fig. 1 Komponenten der Wärmepumpe 1 Kompressor 11 Manometer für Hochdruckseite 2 Schalter für Kompressor 12 Manometer für Niederdruckseite 3 Wasserbehälter um Verflüssiger 13 Energiemonitor 4 Verflüssigerwendel 14 Entspannungsventil 5 Rührer, verflüssigerseitig 15 Rührer, verdampferseitig 6 Schauglas, verflüssigerseitig 16 Verdampferwendel 7 Digitalthermometer mit Temperaturfühler 17 Wasserbehälter um Verdampfer...

  • Page 4: Wasserbehälter Füllen

    4. Zubehör Zur Temperaturmessung an verschiedenen Stel- len der Kupferleitung eignet sich der „Tempera- tursensor NTC mit Messklemme“ (1021479), da er mit gutem Wärmeübergang direkt an die Kup- ferleitung angeklemmt werden kann. Er wird ver- wendet in Verbindung mit dem Datalogger „Vin- Fig.
  • Page 5 Wärmepumpe ans Netz anschließen. Das kondensierte Arbeitsmittel gelangt zum Ent-  Wasserbehälter mit je 2l Wasser befüllen spannungsventil, um dort gedrosselt (d.h. ohne und in das Halteblech einsetzen (siehe mechanische Arbeit) auf niedrigeren Druck ent- Punkt 6.1). Für die nachfolgende Messung spannt zu werden.
  • Page 6    In gleichen Zeitintervallen Betriebsdauer, Leis-    tungsaufnahme und die Wassertemperatu-   ren notieren. 8.4 Massestrom des Arbeitsmittels  Abbruch der Messung, bei ca. 10°C im linken Sind die Enthalpien h und h des idealisierten Reservoire Kreisprozesses sowie die dem Warmwasserre- servoir pro Zeitintervall Δt zugeführte Wärme-...
  • Page 7  Vor längeren Pausen Batterien entnehmen.  Leere Batterien nicht im Hausmüll entsor- gen. Geltende gesetzlichen Vorschriften ein- halten (D: BattG; EU: 2006/66/EG). 12. Aufbewahrung, Pflege und Wartung Die Wärmepumpe ist wartungsfrei.  Wärmepumpe an einem sauberen, trocke- nen und staubfreien Platz aufbewahren.
  • Page 8 T = 200°C T = 190°C T = 180°C T = 170°C T = 160°C T = 150°C T = 140°C T = 130°C T = 120°C T = 110°C S = 1.8 kJ/kg K S = 1.7 kJ/kg K S = 1.6 kJ/kg K S = 1.5 kJ/kg K S = 1.4 kJ/kg K...

  • Page 9: Instruction Sheet

    II Condenser III Expansion valve IV Evaporator 1. Description The Heat Pump D is a demonstration model for Two observation windows are provided for ob- showing how refrigerators and electrical com- serving the state of aggregation of the refrigerant pression heat pumps work.
  • Page 10 2. Safety instructions Risk of overheating: the heat pump’s compressor The Heat Pump D conforms to all safety regula- tions for electrical measuring, control, monitoring can get very hot during operation. and laboratory equipment, as specified under  Do not hinder the free circulation of air around DIN EN 61010, Section 1, and the equipment the compressor.
  • Page 11 3. Components Fig. 1 Components of the heat pump 1 Compressor 11 Manometer for the high-pressure side 2 On/off switch for compressor 12 Manometer for the low-pressure side 3 Water reservoir around condenser 13 Energy monitor 4 Condenser coil 14 Expansion valve 5 Stirrer for condenser 15 Stirrer for evaporator 6 Viewing window in condenser...

  • Page 12: Configuration

     Lift up the beakers and mount them into the retaining plates. 4. Accessories A temperature NTC sensor with measurement terminal (1021797) is ideal for measuring the temperature at various places along the copper piping, since it can be clamped directly to the cop- per and provides good thermal conduction be- tween the pipe and the sensor.
  • Page 13 Note: The expanded refrigerant evaporates and with- draws heat from the left reservoir. Under ideal conditions, the pipe system carries pure gaseous refrigerant from the evaporator via the sight glass to the compressor. As the water temperature decreases, the heat ab- sorption via the evaporator coil decreases.
  • Page 14  At equal time intervals, note the operating , which can be read directly from the Mollier di- time, power consumption and water temper- agram: atures.       Abort the measurement, at approx. 10°C in  ...
  • Page 15 In addition the isotherms (T = const.) and isen- tropes (S = const) are given as well as the relative 13. Disposal mass content of the liquid phase. Left of the so-  For any necessary repairs, returns etc., the called boiling line, the refrigerant is fully liquefied.
  • Page 16 T = 200°C T = 190°C T = 180°C T = 170°C T = 160°C T = 150°C T = 140°C T = 130°C T = 120°C T = 110°C S = 1.8 kJ/kg K S = 1.7 kJ/kg K S = 1.6 kJ/kg K S = 1.5 kJ/kg K S = 1.4 kJ/kg K...

  • Page 17: Pompe À Chaleur D

    II Condenseur III Soupape d'expansion IV Évaporateur 1. Description La pompe à chaleur D sert à illustrer le fonction- de deux regards, un derrière l'évaporateur et un nement d'un réfrigérateur ou d'une pompe à cha- derrière le condenseur. Deux grands mano- leur de compression électrique.
  • Page 18 Toujours utiliser les poignées pour transpor- ter l'appareil. S’il s’avère que son utilisation ne peut plus se faire sans danger (par ex. dans le cas d’un en-  Ne jamais tordre et détériorer les tubes en dommagement visible), l’appareil doit être im- cuivre.
  • Page 19 Composants de la pompe à chaleur 1 Compresseur 11 Manomètre côté haute pression 2 Interrupteur du compresseur 12 Manomètre côté basse pression 3 Réservoir d'eau autour du condenseur 13 Contrôleur d'énergie 4 Serpentin du condenseur 14 Soupape d'expansion 5 Agitateur, côté condenseur 15 Agitateur, côté...

  • Page 20: Mise En Service

     Tourner les réservoirs d'eau de façon à ce que 4. Accessoires l'arête supérieure soit orientée vers la paroi ar- La "sonde de température NTC avec pince de rière. mesure" (1021797) permet de réaliser des me-  Soulever les réservoirs d'eau, les basculer vers sures à...

  • Page 21: Rendement Du Compresseur

    8.2) vrait être utilisée : Température de départ env. 20°C à 25°C, tem- Le cycle de la pompe à chaleur est divisé en pérature de terminaison dans le réservoir gauche quatre phases : compression (1→2), condensa- env.

  • Page 22: Courant Massique Du Fluide

    T(1) avant le compresseur: T(1) et p(4) définissent le point 1 dans le dia- gramme de Mollier (cf. Fig. 5). L'intersection des isentropes avec les droites horizontales p(3) = Fig.
  • Page 23 à chaleur doit être envoyée dans le car- tive de la phase liquide du fluide. A gauche de la ton d'origine en position débout sur la palette ligne d'ébullition le fluide est totalement con- jetable. C'est pourquoi, ne pas mettre au rebut le densé.
  • Page 24 T = 200°C T = 190°C T = 180°C T = 170°C T = 160°C T = 150°C T = 140°C T = 130°C T = 120°C T = 110°C S = 1.8 kJ/kg K S = 1.7 kJ/kg K S = 1.6 kJ/kg K S = 1.5 kJ/kg K S = 1.4 kJ/kg K...
  • Page 25 Valvola di espansione Evaporatore 1. Descrizione La pompa di calore D serve ad illustrare in modo Per poter osservare lo stato di aggregazione del chiaro il funzionamento di un frigorifero o di una mezzo di lavoro, la pompa di calore è dotata, die- tro l’evaporatore e dietro il condensatore, di vetri...
  • Page 26 2. Norme di sicurezza La pompa di calore D risponde alle disposizioni Pericolo di surriscaldamento: Durante il funziona- di sicurezza per apparecchi elettrici di misura, di mento, il compressore della pompa di calore si comando, di regolazione e da laboratorio della scalda notevolmente.
  • Page 27 3. Componenti Fig. 1 Componenti della pompa di calore 1 Compressore 11 Manometro di alta pressione 2 Interruttore compressore 12 Manometro di bassa pressione 3 Contenitore acqua condensatore 13 Monitor energia 4 Spirale condensatore 14 Valvola di espansione 5 Agitatore, lato condensatore 15 Agitatore, lato evaporatore 6 Vetro spia, lato condensatore 16 Spirale evaporatore...
  • Page 28 4. Accessori Per la misurazione della temperatura nei diversi punti della linea di rame è indicata la “Sonda di temperatura NTC a morsetto” (1021797), poiché può essere fissata direttamente alla linea garan- tendo un buon passaggio di calore. Si utilizza in combinazione con il registratore di dati “VinciLab Fissaggio del contenitore dell’acqua alla Fig.
  • Page 29 Il ciclo della pompa di calore è suddiviso in ma- Temperatura d'inizio 20°C - 25°C, temperatura di niera idealizzata in quattro fasi: compressione termine nel serbatoio di sinistra 10°C - 12°C.
  • Page 30 T(1) prima del com- pressore: T(1) e p(4) stabiliscono il Punto 1 nel diagramma di Mollier (ved. Fig. 5). Il punto d’intersezione delle isoentropiche con l’orizzontale p(3) = cost. deter- mina il Punto 2. Il punto d’intersezione dell’orizzon- tale con la linea di ebollizione determina il Punto 3 e la perpendicolare sull’orizzontale p(4) = cost.
  • Page 31 Non gettare le batterie esaurite nei rifiuti do-  Rimuovere il coperchio situato sul retro del mestici. Rispettare le disposizioni legali appli- termometro e rimuovere le batterie scariche. cabili (IT: Recepita con D.Lgs. 188/2008, EU: 2006/66/EG).  Sostituire le batterie. Prestare attenzione alla corretta polarità.
  • Page 32 T = 200°C T = 190°C T = 180°C T = 170°C T = 160°C T = 150°C T = 140°C T = 130°C T = 120°C T = 110°C S = 1.8 kJ/kg K S = 1.7 kJ/kg K S = 1.6 kJ/kg K S = 1.5 kJ/kg K S = 1.4 kJ/kg K...
  • Page 33 15 bar. les sirven como colectores o depósitos para la La bomba de calor D se entrega en dos versio- determinar el calor entregado o absorbido. Dos nes.
  • Page 34 2. Aviso de seguridad La bomba de calor D corresponde a las regula- Peligro de recalentamiento: Durante el funciona- ciones de seguridad para dispositivos eléctricos miento el compresor de la bomba de calor se ca- de medición, de mando, de control y de laborato- lienta mucho.
  • Page 35 3. Componentes Fig. 1 Componentes de la bomba de calor 1 Compresor 11 Manómetro del lado de alta presión 2 Interruptor para el compresor 12 Manómetro del lado de baja presión 3 Depósito de agua alrededor del condensador 13 Monitor de energía 4 Espiral del condensador 14 Válvula de expansión 5 Agitador del lado del condensador...

  • Page 36: Puesta En Funcionamiento

    4. Accesorios 6. Servicio Para la medición de la temperatura en diferentes 6.1 Llenado de los depósitos de agua. puntos a lo largo de los conductores de tubo de  Se llena el depósito de agua con el borde bajo cobre es apropiado el “Sensor de temperatura hacia adelante y se desliza por debajo de la es- NTC con pinza de medida”...
  • Page 37 T . El calor absorbido por unidad de  Encienda el compresor y déjelo funcionar du- masa es de Δq – h rante unos 10 minutos para que alcance su temperatura de funcionamiento (el compre- El fluido de trabajo es aspirado por el compresor sor no debe calentarse durante la medición)
  • Page 38  Vaciar el contenedor de agua y llenarlo con Para la medición de la temperatura externa se re- agua a una temperatura de 20°C. Reiniciar el comienda (ver 4 Accesorios): contador de energía (punto 9) Sensor de temperatura NTC  Encienda el compresor y ponga en marcha el con pinza de medida 1021797...
  • Page 39  Antes de la limpieza el aparato se separa del La pantalla puede inclinarse para facilitar la lec- suministro de corriente. tura  Para limpiarlo se utiliza un trapo suave hú- medo. 10. Diagrama de Mollier Para la representación del proceso cíclico de una bomba de calor de compresión se utiliza frecuen- 13.
  • Page 40 T = 200°C T = 190°C T = 180°C T = 170°C T = 160°C T = 150°C T = 140°C T = 130°C T = 120°C T = 110°C S = 1.8 kJ/kg K S = 1.7 kJ/kg K S = 1.6 kJ/kg K S = 1.5 kJ/kg K S = 1.4 kJ/kg K...

  • Page 41: Instruções De Operação

    II Liquefator III Válvula de expansão IV Vaporizador 1. Descrição A bomba de calor D serve para a representação com um vidro de observação no verso do observável do modo de funcionamento de uma vaporizador e no verso do liquefator. Dois geladeira, ou seja, de uma bomba elétrica de...
  • Page 42 2. Indicações de segurança bomba calor conforma-se às Perigo de sobreaquecimento: O compressor da regulamentações de segurança segundo DIN EN bomba de calor aquece muito durante a 61010 Parte 1 e é construída conforme a classe operação. de segurança I. Está previsto para ser operada ...
  • Page 43 3. Componentes Fig. 1 Componentes da bomba de calor 1 Compressor 11 Manômetro do lado de alta pressão 2 Interruptor para o compressor 12 Manômetro do lado de baixa pressão 3 Recipiente de água em volta do liquefator 13 Monitor de energia 4 Espiral do liquefator 14 Válvula de expansão 5 Misturador, do lado do liquefator...

  • Page 44: Encher O Recipiente De Água

     Alçar o recipiente de água, inclinar-lo para a 4. Assessórios parede traseira e pendurar-lo na chapa de Para a medição de temperatura em várias suporte. localidades da linha de cobre presta-se o “sensor de temperatura NTC com pregador de medição“ (1021797), porque pode ser pregado com boa transferência de calor diretamente a linha de cobre.
  • Page 45 Orientação: O refrigerante expandido evapora e retira calor do reservatório esquerdo. Sob condições ideais, o sistema de tubulação transporta refrigerante gasoso puro evaporador através do visor de líquido para o compressor. À medida que a temperatura da água diminui, a absorção de calor através da serpentina do evaporador diminui e, como resultado, as gotas de refrigerante podem tornar-se visíveis no visor...

  • Page 46: Grandeza De Rendimento Teórico

    = constante para o ponto 4. Fig. 6 Medidor de energia As medições adicionais das temperaturas T(2), T(3), e T(4) dão uma idéia amplificada sobre os Os seguintes valores podem ser lidos no display processos decorrendo na bomba de calor: do medidor de energia: Assim coincide a temperatura T(4) medida externamente, dentro da precisão de medição,...
  • Page 47  Antes da limpeza separar o aparelho da fonte 10. Diagrama de Mollier de alimentação. Para a representação do processo circular de  Para a limpeza utilizar um pano suave e uma bomba de calor por compressão utiliza-se úmido. freqüentemente o diagrama de Mollier do meio de trabalho.
  • Page 48 T = 200°C T = 190°C T = 180°C T = 170°C T = 160°C T = 150°C T = 140°C T = 130°C T = 120°C T = 110°C S = 1.8 kJ/kg K S = 1.7 kJ/kg K S = 1.6 kJ/kg K S = 1.5 kJ/kg K S = 1.4 kJ/kg K...

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1022618102261910008201000819

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