LEYBOLD DIDACTIC GMBH Mode d`emploi 389 521 Instrucciones
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1. Indice de performance e A T en fonction de l cart de temp rature A T T2 Ty entre le r servoir d eau chaude et celui d eau froide Indice de eficacia e A T en funci n de la diferencia de temperatura A T T2 Ty entre los recipientes caliente y fr o 3 2 Determinaci n del ndice de eficacia e Conectar la bomba de calor a la red p ej a trav s del medidor de potencia y energ a Emplee la caja para la conexi n de medidores y los cables de experimentaci n de seguridad Fig 3 1 Realizar la medici n de la disminuci n de temperatura T i en el recipiente azul as como el aumento de temperatura T2 t en el recipiente rojo Fig 3 2 y la medici n del consumo de potencia P del compresor Durante el experimento remueva siempre el agua de ambos recipientes sin da ar los term metros para tal fin utilice por ejemplo una trituradora de patatas utensilio de cocina o una bomba de inmersi n 306 98 Evaluaci n El ndice de eficacia e est definido como la relaci n de la cantidad de calor A Q que es suministrada por la bomba de calor al reservorio de agua caliente por unidad de tiempo A t a la potencia P del compresor AQ PAt Como se cumple lo siguiente AQ c m AT2 con c Capacidad calor fica espec fica del agua 4 19 10 Wskg K m Masa de agua 4 kg Si despreciamos las p rdidas de calor hacia el medio ambiente la pendiente AT2 D At de una tangente del diagrama T2 f es propo2. Physique Chimie Biologie Technique 1 95 Sf 5 389 521 Mod le didactique d une pompe chaleur avec compresseur mont e sur tableau de d monstration utilisable comme pompe chaleur air eau ou eau eau Exemples d exp riences Indice de performance Mesure de la pression et de la temp rature du r frig rant en circulation mesures pour le diagramme hr lg p de Mollier Combin e au capteur solaire 389 50 et la pompe miniature STE 579 22 Mod le de toit capteurs solaires Bibliographie Manuel en allemand Energie 2 599 651 1 Remarques de s curit e Toujours ranger transporter et utiliser la pompe chaleur en position verticale apr s l avoir faite basculer sur le c t la mettre debout pendant au moins 7 heures avant de la mettre en service e Tension dangereuse aux contacts fortuits dans le circuit lectrique du compresseur Ne brancher les instruments demesure douilles de 4 mm qu avec des c bles de s curit 500 610 et r f suivantes et la bo te de connexion v fig 3 1 e Ne jamais essayer d ouvrir le circuit de r frig rant alors qu il est sous pression e Ne jamais calorifuger le compresseur Risque de surchauffe e Ne pas se servir du tuyau en cuivre comme poign e Risque de d formation LEYBOLD LEYBOLD DIDACTIC GMBH Mode d emploi 389 521 In
3. 4 entr es 666 210 voir Fig 3 1 ou 2 thermom tres en verre 10 C 50 C 382 35 Pour l affichage qualitatif de la temp rature Paire de feuilles de cristaux liquides 382 93 Pour la mesure de la puissance du compresseur ou de l nergie lectrique d velopp e Soit 1 compteur de courant alternatif 560 331 ou voir fig 3 1 1 joulem tre et wattm tre 531 83 avec bo te d alimentation 502 05 et c bles de s curit 500 610 et r f suivantes ou 1 voltm tre et 1 amp rem tre par ex 2 x 531 911 avec bo te d alimentation 502 05 et c bles de s curit 500 610 et r f suivantes 1 chronom tre par ex 313 05 3 1 Montage exp rimental Etablir les connexions requises entre les r servoirs d eau et le circuit d eau externe sinon relier entre elles olive sup rieure et l olive inf rieure de chacun des r servoirs par des bouts de tuyaux Remplir les r servoirs d eau jusqu la marque de 4 I rabattre les plaques et 8 mettre les r servoirs d eau en position exp rimentale puis les poser sur les plaques ramen es l horizontale Fixer les porte thermom tres au tuyau en cuivre au dessus du condenseur 3 et de l vaporateur 7 puis ins rer les sondes de temp rature dans les petits tubes en plastique des porte thermom tres En cas d utilisation d un thermom tre en verre prudemment placer celui ci dans la pince au lieu de le mettre dans le tube en plastique apr
4. Una bomba de calor extrae calor de un reservorio que est a una temperatura T1 y lo suministra a un reservorio que est a temperatura T2 De esta forma se incrementa la diferencia de temperaturas T41 T2 entre ambos reservorios El transporte de calor se realiza mediante el refrigerante R134a el cual absorbe calor al evaporarse y cede nuevamente calor al condensarse Los reservorios de calor son recipientes llenos de agua en los cuales est n sumergidos ambos Intercambiadores de calor Oy El refrigerante en forma de gas es comprimido por el compresor D y al mismo tiempo fuertemente calentado Este se enfr a en el serpent n de cobre 3 del licuefactor y se condensa cediendo su calor de condensaci n al agua en el reservorio de agua caliente El refrigerante licuado que todav a contiene burbujas de gas se filtra en un Depurador 4 Este act a simult neamente como Colector en su interior se forma un nivel del l quido que garantiza que el l quido suministrado hacia la v lvula de expan si n est libre de burbujas La v lvula de expansi n es la contraparte del compresor sta dosifica el suministro del refrigerante al evaporador en donde el refrigerante se expande y se evapora al mismo tiempo se enfr a fuertemente y extrae calor del reservorio de agua fr a A continuaci n el refrigerante en forma gaseosa es succionado nuevamente por el compresor iniciando as el circuito La v lvula de expansi n
5. protege al compresor frente a los impactos de l quido es decir lo protege de una posible succi n del refrigerante l quido lo cual da ar a al compresor La alimentaci n de refrigerante al evaporador es controlada por una sonda de temperatura de all la denominaci n V lvula termost tica de expansi n La diferencia de temperatura entre la entrada y la salida del tubo del evaporador sirve como variable controlada Si este valor cae por debajo de un determinado valor ajustado en la v lvula de expansi n provocado p ej porque la alimentaci n al evaporador es muy peque a se estrangula el suministro de refrigerante El interruptor autom tico por ca da de presi n Q desconecta el compresor si la presi n del lado del licuefactor sobrepasa los 16 bar ajuste sobre la escala izquierda Esto puede suceder si el licuefactor opera sin reservorio de agua motivo por el cual se calentar a demasiado T2 gt 60 C El compresor es conectado nuevamente cuando la presi n ajustada en la escala de la derecha 9 bar desciende hasta por debajo de la presi n de desconexi n Mediante la espira del tubo 9 a la salida y entrada del compresor se evita la propagaci n de las vibraciones del compresor hacia todo el equipo 3 Utilisation Mat riel suppl mentaire n cessaire Pour la mesure de la temp rature Thermom tre plage 0 C 50 C par ex 2 sondes de temp rature 666 193 avec thermom tre num rique
6. al recipiente Monte fijamente los sujetadores de los term metros a los tubos de cobre por encima del licuefactor 3 y del evaporador 7 e inserte las sondas de temperatura en los tubitos de pl stico de los sujetadores de los term metros Si emplea term metros de vidrio ins rtelos muy cuidadosamente en las abrazaderas en lugar de los tubitos de pl stico luego de que las abrazaderas hayan sido fijadas a los tubos de cobre 389 521 Fig 3 1 Pompe chaleur avec instruments pour la mesure de la temp rature et de la puissance Fig 3 1 Bomba de calor con los dispositivos para la medici n de temperatura y potencia T oC 44 3t 2L 1 0 H H H z 0 10 20 30 AT 5 K Fig 3 2 Fig 3 3 Evolution de la temp rature dans les r servoirs d eau rouge et bleu en fonction du temps Puissance du compresseur P 127 W Comportamiento de la temperatura en los recipientes rojo y azul en funci n del tiempo Potencia del compresor P 127 W 3 2 D termination de l indice de performance e Raccorder la pompe chaleur au r seau par ex via un joulem tre et wattm tre Utiliser la bo te d alimentation et des c bles de s curit fig 3 1 Mesure de la baisse de la temp rature T1 t dans le r servoir d eau bleu et de la hausse de la temp rature Ta t dans le r servoir d eau rouge fig
7. 3 2 ainsi que de la puissance absorb e P du compresseur Durant l exp rience ne jamais cesser d agiter l eau dans les deux r servoirs sans endommager les thermom tres pour agiter l eau un instrument optimal pilon pommes de terre ustensile de cuisine ou pompe de circulation 306 98 Exploitation L indice de performance e est d fini comme tant le rapport de la quantit de chaleur A Q d livr e au r servoir d eau chaude par la pompe chaleur par unit de temps A t sur la puissance P du compresseur a AQ PAt On a donc AQ c m AT2 avec c capacit de chaleur massique de l eau 4 19 10 Ws kg K m Masse de l eau 4 kg Si des pertes de chaleur dans l environnement sont n glig es la pente AT2 0 At d une tangente est proportionnelle au diagramme 72 t de la puissance thermique AQ At de la pompe chaleur Le r sultat de l exploitation est repr sent la fig 3 3 L indice de performance e A T diminue au fur et mesure que l cart de temp rature A T T2 T entre le condenseur et l vaporateur augmente fig 3 3 parce que le diagramme 72 s aplatit pour un cart de temp rature crois sant des temp ratures lev es les pertes de chaleur par vaporation d eau mission et conduction thermiques du compresseur et du tuyau entre le compresseur et le condenseur contribuent cet aplatissement du diagramme leur influence ne peut tre saisie quantitativement
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9. e sujeci n y perforaciones Y 2 mm para insertar las sondas de medici n de temperatura en los tubos de cobre del circuito cerrado del refrigerante 4 Man metro para el lado de baja presi n con escala interior para la medici n de presi n 1 a 10 bar escala exterior con temperatura respectiva del punto de roc o del refrigerante R134a desde 60 C hasta 40 C Man metro para el lado de presi n alta con escala interior presi n desde 1 a 30 bar escala exterior con respectiva temperatura del punto de roc o del refrigerante R134a desde 60 C hasta 85 C Nota Ambas escalas medias de temperatura de 43 y 4 se emplean con otros refrigerantes y no tienen ninguna relevancia para esta bomba de calor Sansillustration R servoir d eau froide 5 marque bleue avec deux olives tubulaires pour le raccordement d un circuit d eau externe chelle int rieure gradu e en litres R servoir d eau chaude 5 marque rouge avec deux olives tubulaires pour le raccordement d un circuit d eau externe chelle int rieure gradu e en litres 2 tuyaux de 1 m de long 6 mm 70 cm x 50 cm x 82 cm 30 kg Dimensions Poids 2 2 Fonctionnement Une pompe chaleur pr l ve de la chaleur d un r servoir de temp rature 71 pour la d livrer un r servoir de temp rature To L cart de temp rature T1 T2 entre les deux r servoirs en est ainsi accentu Le transfert de chaleur se fait par un
10. gnation plus pr cise de vanne de d tente thermostatique L cart de temp rature entre les tubes d arriv e et de sortie de l vaporateur sert de grandeur r gl e Si cette derni re tombe en dessous d une valeur pr cise r gl e sur la vanne de d tente par ex parce que l alimentation en chaleur pour l vaporateur ne suffit pas l apport de r frig rant est alors r duit Le manostat met le compresseur hors service lorsque la pression c t condenseur est sup rieure 16 bars r glage sur l chelle de gauche Cela peut arriver en cas de surchauffe T2 gt 60 C du condenseur 3 suite un fonctionnement sans r servoir d eau Le compresseur ne se remet en marche que lorsque la pression est tomb e de la valeur 9 bars r gl e sur l chelle de droite en dessous de la pression de coupure Le tuyau en serpentin l entr e et la sortie du compresseur emp che les vibrations du compresseur de se r percuter sur tout l appareil Sin figura Recipiente de agua fr a de 51 marcado con azul con dos olivas de pl stico para conectar un circuito de agua externo escala interior con divisiones marcadoras de litros Recipiente de agua caliente de 5 marcado con rojo con dos olivas de pl stico para conectar un circuito de agua externo escala interior con divisiones marcadoras de litros 2 mangueras 1 m de longitud 6 mm Dimensiones 70 cm x 50 cm x 82 cm Peso 30 kg 2 2 Funcionamiento
11. points de ros e pour R 134a de 60 C 85C Remarque Les deux chelles de temp rature centrales de 3 et 4 valent pour d autres r frig rants et n ont donc aucune fonction dans le cas de cette pompe chaleur Fig 2 Pompe chaleur pT 389 521 avec repr sentation sch matique des diff rents composants Bomba de calor pT 389 521 con representaci n es quem tica de sus elementos funcionales 2 Descripci n volumen de suministro y datos t cnicos 2 1 Descripci n de los componentes Fig 2 Refrigerante R134a sin hidrocarburo clorofluorado D Compresor 230 V 50 60 Hz Consumo de potencia aprox 130 W para 50 Hz Superficie de soporte girable para el recipiente de agua caliente marcado con rojo Licuefactor di metro interno aprox 13 cm Colector depurador 5 V lvula de expansi n controlada termost ticamente 8 Sonda de temperatura de la v lvula de expansi n aislada t rmicamente D Evaporador di metro interno aprox 13 cm Superficie de soporte girable para el recipiente de agua fr a marcado con azul 9 Espira del tubo como uni n el stica entre el compresor y el intercambiador de calor Interruptor autom tico por ca da de presi n 4 Soporte de pl stica 2 piezas para term metro y sonda de temperatura para fijarlo al tubo de cobre cada uno esta compuesto de una abrazadera de dos lados y tubo de pl stico Zapato de medici n de cobre 2 piezas con tornillos d
12. r frig rant R134a qui absorbe de la chaleur en s vaporant et la d livre nouveau en se condensant Les r servoirs de chaleur sont des r cipients remplis d eau Sa n sont immerg s les deux changeurs thermiques et Le r frig rant gazeux est comprim par le compresseur 1 tout en tant fortement chauff Il refroidit dans le serpentin en cuivre 3 du condenseur et se condense tout en d livrant sa chaleur de condensation l eau du r servoir d eau chaude Le r frig rant liqu fi mais encore travers de bulles de gaz est filtr dans l purateur Y Celui ci agit simultan ment comme collecteur il se forme l int rieur un niveau de liquide qui assure une alimentation en liquide sans bulles pour la vanne de d tente La vanne de d tente est le pendant du compresseur elle dose le r frig rant d livr l vaporateur 7 o il est basse tension superficielle s vapore tout en refroidissant consid rablement et en pr levant ainsi de la chaleur du r servoir d eau froide Le r frig rant d sormais nouveau gazeux est aspir par le compresseur o tout recommence depuis le d but La vanne de d tente 5 prot ge le compresseur contre les Attaques du liquide c d l aspiration d un r frig rant liquide laquelle succ de la destruction du compresseur L amen e du r frig rant l vaporateur est en effet r gul e par une sonde de temp rature d o la d si
13. rcional a la potencia t rmica AQ At de la bomba de calor El resultado de la evaluaci n se muestra en la Fig 3 3 El indice de eficacia e A T decrece cuando la diferencia de temperaturas A T T2 T entre el licuefactor y el evaporador aumenta Fig 3 3 porque el diagrama 72 f se suaviza al aumentar esta diferencia de temperaturas A este aplanamiento contribuyen las p rdidas de calor sobre todo a temperaturas altas debido a la evaporaci n del agua ra diaci n de calor y conducci n de calor del compresor y de los tubos entre el compresor y el licuefactor cuya influencias no se puedes registrar cuantitativamente Optimisation de l indice de performance Optimizaci n del ndice de eficacia a Calorifuger les r servoirs d eau et les conduites mais pas a A sle t rmicamente los recipientes de agua y los tubos A le compresseur avec des bandes de mousse excepci n del compresor con tiras de material esponjoso b Amener le compresseur sa temp rature de service avant b Antes de empezar con el experimento deje que el de commencer l exp rience le faire marcher pendant env compresor alcance su temperatura de operaci n d jelo 10 minutes puis changer l eau dans les r servoirs et funcionar aprox 10 minutos y luego renueve el agua de commencer l exp rience los recipientes LEYBOLD DIDACTIC GMBH Leyboldstrasse 1 D 50354 H rth Phone 02233 604 0 Telefax 02233 604 222 Telex 17 223 332 LHPCGN D
14. s techniques 2 1 Description des composants fig 2 R frig rant R134a sans gaz propulseur D Compresseur 230 V 50 60 Hz Puissance absorb e env 130 W pour 50 Hz 2 Plaque pivotante pour le r servoir d eau chaude marqu d un trait rouge 3 Condenseur diam tre int rieur d env 13 cm Y Collecteur purateur Vanne de d tente r gulation thermostatique Sonde de temp rature de la vanne de d tente isol e thermiquement Evaporateur diam tre int rieur d env 13 cm Plaque pivotante pour le r servoir d eau froide marqu d un trait bleu Tuyau en serpentin comme liaison lastique entre le compresseur et l changeur thermique Manostat 4 Support en plastique 2x pour thermom tre et sonde de temp rature fixer au tuyau en cuivre chacun des deux porte thermom tres tant constitu d une pince double et d un tube en plastique 2 Cosse de mesure en cuivre 2x avec vis de fixation et percages 2 mm pour enficher des sondes de temp rature destin es la mesure de la temp rature sur le tuyau en cuivre pour la circulation du r frig rant 43 Manom tre dans la partie basse pression chelle int rieure pour la mesure de la pression de 1 10 bars chelle ext rieure avec temp rature des points de ros e pour R134a de 60 C 40 C Manome tre dans la partie haute pression chelle int rieure pression de 1 30 bars chelle ext rieure avec temp rature des
15. s avoir fix la pince au tuyau en cuivre 3 Servicio Se requiere adicionalmente los siguientes aparatos Para la medici n de temperatura Term metro rango 0 C 50 C p ej 2 sondas de temperatura 666 193 con term metros digitales con 4 entradas 666 210 ver Fig 3 1 2 term metros de vidrio 10 C 50 C 382 35 Para la indicaci n cualitativa de la temperatura un juego de hojas de cristal l quido 382 93 Para la medici n del rendimiento del compresor o del trabajo el ctrico consumido O bien 1 contador de corriente alterna 560 331 6 v ase Fig 3 1 1 medidor de potencia y energ a 531 83 con caja para conexi n de medidores 502 05 y cables de experimentaci n de seguridad 500 610 y siguientes 1 volt metro y 1 amper metro p ej dos unidades 531 911 con caja para conexi n de medidores 502 05 y cables de experi mentaci n de seguridad 500 610 y siguientes 1 cron metro p ej 313 05 3 1 Montaje experimental Emplee mangueras para efectuar las conexiones necesarias entre los recipientes de agua y el circuito externo o de otro modo unir en cada recipiente las olivas superior e inferior respectivas mediante mangueras cortas Llene con agua los recipientes hasta la marca de 4 litros gire las superficies de soporte 2 y 8 mantenga los recipientes uno tras otro en la posici n de montaje y luego gire hacia adentro la superficie de soporte para colocar sobre sta
16. strucciones de servicio Pompe chaleur pT Bomba de calor pT Fig 1 Modelo did ctico de una bomba de calor accionada por un compresor sobre tablero de demostraci n para ser empleada como bomba de calor aire agua agua agua Ejemplos de experimentos Indice de eficacia Medici n de la presi n y temperatura en un circuito cerrado con refrigerante medici n para el diagrama de Mollier h lg p Junto con el colector solar 389 50 y la bomba STE en miniatura 579 22 Modelo de un techo suministrador de energ a Literatura libro Energie 2 599 651 en alem n 1 Instrucciones de seguridad e Operar transportar y conservar la bomba de calor siempre en posici n vertical si se voltea mantenerla parada por lo menos durante 7 horas antes de su puesta en servicio e En el circuito del compresor hay tensiones de peligro de electrocuci n Conectar los dispositivos de medici n con clavijeros de 4 mm s lo a trav s de los cables de ex perimentaci n de seguridad 500 610 y siguientes y de la caja para conexi n de medidores 502 05 v ase la Fig 3 1 e Cuidado no intente abrir el circuito del refrigerante cuando est bajo presi n e No aisle t rmicamente al compresor hay peligro de sobre calentamiento e No utilice los tubos de cobre como asideros stos pueden doblarse gt EE y 2 Description fournitures caract ristique
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