Die Wärmepumpen und Kältemaschinen

Während Wärmekraftmaschinen kontinuierlich thermische in mechanische Energie umwandeln, ist auch die umgekehrte Richtung denkbar.

Merke

Wärmepumpen und Kältemaschinen transportieren Wärme unter Aufwendung von Arbeit.

Wärmepumpen

Eine Wärmepumpe ist ein Mechanismus, der unter Aufwendung mechanischer Arbeit Wärme entgegen des Temperaturgefälles (also von einem kälteren auf einen wärmeren Körper) transportiert.

Die Effiezienz einer Wärmepumpe zeigt ihre Leistungszahl $\epsilon$:

$\epsilon = \frac{Q}{W}$

$Q$ ist die abgegebene Wärme
$W$ ist die Arbeit, welche für den Betrieb der Wärmepumpe zugeführt wurde

Die durch den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik festgesetzte maximale (ideale) Leistungszahl berechnet sich so:

$\epsilon_{max} = \frac{T_{warm}}{T_{warm}-T_{kalt}}$

Info

Die Leistungszahl von Wärmepumpen ist in der Realität immer kleiner als die ideale Leistungszahl.

Arten

Es gibt verschiedene Bauarten von Wärmepumpen:

Die Kompressions-Wärmepumpe
Die Absorptions-Wärmepumpe
Die Adsorptions-Wärmepumpe

Kältemaschinen

Eine Kältemaschine funktioniert genau wie eine Wärmepumpe. Der Zweck einer Kältemaschine ist jedoch das Aufnehmen von Wärme aus einem kühleren Raum, um diese in einen wärmeren Raum zu übertragen.

Beispiel

Ein Kühlschrank überträgt die Wärme aus dem zu kühlenden Innenraum an die Umgebung.