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Thermodynamische Maschinen

Güteziffer von Wärmepumpen und Kältemaschinen

Definition
Um die Effizienz von Wärmepumpen vergleichen zu können, definiert man analog zum thermodynamischen Wirkungsgrad η der Wärmekraftmaschinen eine thermodynamische Güteziffer:
ε w = bei hoher Temperatur gelieferte Wärmemenge aufgewendete Arbeit
Die thermodynamische Güteziffer einer Kältemaschine ist definiert als:
ε k = bei niederer Temperatur abgezogene Wärmemenge aufgewendete Arbeit

Kehrt man die Laufrichtung des Carnot-Prozesses um, so gilt:

ε w = Q W = Q Q Q 0 = T T T 0 = 1 η c

und für Kältemaschinen analog:

ε k = T 0 T T 0

d.h. je kleiner die Temperaturdifferenz T T 0 ist, desto effektiver wird durch die aufgebrachte Arbeit die Temperatur geändert.

Theoretisch sind fantastische Güteziffern > 20 möglich! In der Praxis sind durch Verluste an Wärmetauschern etc. "nur" Werte um die 4 erreichbar. Allerdings zeigt dies, dass es thermodynamisch immer noch wesentlich sinnvoller ist, minderwertige Wärme "hochzupumpen", als die Umwandlung von mechanischer oder elektrischer Energie in Wärme.

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