Modul nr. 1822 Varmepumpe Tilknyttet rom: Newton ENGIA - Statoil energirom - Ofoten
1822 Newton håndbok - Varmepumpe Side 2 Kort om denne modulen Elevene skal få kjennskap til varmepumpens oppbygning og virkemåte, og beregne varmepumpens varmefaktor. Praktisk informasjon Klassen bør på forhånd deles inn i 6 grupper, men min 3 elever på hver gruppe. Elevene bør ha med seg lærebok i naturfag og skrivesaker. Modulplan Forarbeid i skolen I Newton-rommet 10min: Velkomst og introduksjon. 50 min: Praktiske øvelser og diskusjoner som utføres i grupper Stasjon 1: Modell av varmepumpe Stasjon 2: Varmeledning Stasjon 3: Trykkfall i gass Stasjon 4: Trykkfall i veske Stasjon 5: Komprimering Stasjon 6:Faseoverganger. Fordamping og temperatur 30 min: Oppsummering i plenum. Etterarbeid i skolen
1822 Newton håndbok - Varmepumpe Side 3 Didaktisk plan for for- og etterarbeid Forarbeid Kort beskrivelse I forkant av denne modulen bør elevene ha hatt en nøye teoretisk gjennomgang av hvordan ei varmepumpe fungerer. De bør kjenne begrepene trykkøkning/ reduksjon, fordampning, kondensasjon, temperaturøkning/reduksjon, varmefaktor. I arbeidet på newtonrommet kommer vi ikke til å få tid til å komme inn på varmefaktoren til varmepumpa. Dersom det er ønskelig kan dere ta nødvendige målinger og så gjennomføre beregning av varmepumpas virkningsgrad i etterkant på skolen. Forslag til forarbeid: Læreren stiller elevene noen spørsmål som innledning Se filmen om varmepumpe på kraftskolen.no Begrepsforklaring: Skriv opp, sammen med elevene, ord som brukes i filmen og som trenger videre forklaring Bruk en tegning av en varmepumpe til å forklare de ulike prosessene i varmepumpa. Dvs knytte ordene som ble forklart i punktet over til en modell av varmepumpa. Elevene jobber med oppgavene knyttet til filmen på kraftskolen.no Kan gjøres: Innfør begrepet varmefaktor, og forklar hva dette er og knytt det opp mot innledende spørsmål om hvorfor man ønsker at flest mulig skal bruke varmepumpe til oppv.(når de bruker elektrisitet) Gjør beregninger som viser hvordan man finner en varmepumpes varmefaktor. Oppsummering -Hva er en varmepumpe? - Hvorfor ønsker man at flest mulig skal bruke varmepumpe til oppvarming (når de bruker elektrisitet)? http://www.kraftskolen.no/13-varmepumper/ Kjølemedium, trykkreduksjon, trykkøkning, kondensering, fordampning Tegningen nedenfor er vanlig å bruke, og brukes i enkelte av læreverkene. Det er også denne tegningen som vil bli brukt i arbeidet på newtonrommet. http://www.kraftskolen.no/13-varmepumper/ Spørsmål til filmen -Beregne tilført energi (watt*ant sekunder) -Beregne mottatt energi (temperaturøkning*varmekapasitet) -Varmefaktor = mottatt energi/ tilført energi Bruk tegningen til å oppsummere hva som skjer. Hvor skjer trykkreduksjon, fordampning, trykkøkning og kondensering. Kompetansemål med læringsmål Elevene skal kunne bruke ei varmepumpe til å gjøre observasjoner knyttet til temperaturendringrer i varmepumpens
1822 Newton håndbok - Varmepumpe Side 4 ut- og innedel. Videre skal de bruke observasjonene til å forklare hvordan varmepumpen fungerer. Elevene skal gjøre ulike småforsøk for å kunne forklare de ulike hovedprosessene i varmepumpa ved hjep av begrepene trykkreduksjon, fordamping, kompresjon/trykkøkning og kondensering. Elevene skal kunne forklare med egne ord hvordan varmepumper forflytter energi fra en fordamper til en kondensator ved hjelp av trykkreduksjon og komprimering/trykk økning Gjennomføring og metodikk Teoretisk gjennomgang av aktuell pensumlitteratur. Møte godt forberedt ved å ha satt seg inn i aktuell teori og begreper. Vedlegg til aktivitet Etterarbeid Kort beskrivelse Elevene må ta med oppsummeringen sin tilbake på skolen. Der skal de bruke det de har lært og erfart til å lage en presentasjon/gjennomgang av læringsutbytte, for de andre i klassen. I etterkant av besøket kan de også bruke erfaringene de har gjort seg til å diskutere energiøkonomisering, egne valg knyttet til energibruk, og hvordan besparelsen i energibruk ved hjelp av varmepumpe fører til reduksjon i
1822 Newton håndbok - Varmepumpe Side 5 miljøbelastningen knyttet til energiproduksjon Skrive rapport Utvide modulen til å regne ut varmepumpas varmefaktor. Husk å ta nødvendige notater på Newtonrommet først. Se vedlegg: /uploads/moduler/1822/måling av varmefaktor.docx Forslag til etterarbeid: Gruppene skal lage en presentasjon for klassen om varmepumpas virkemåte, og forklare hvorfor det er lønnsomt både for den enkelte og for miljøet at man velger å bruke varmepumpe. -Elevene bruker alle observasjonene de har gjort i løpet av økta på Newtonrommet til å lage presentasjonen. -De kan ta utgangspunkt i tegningen under, og forklare hvor i varmepumpa de ulike prosessene skjer og hva de ulike prosessene innebærer. Se også link: /uploads/moduler/1822/diskusjon og forklaringer.docx -De kan diskutere hvordan bruk av varmepumper reduserer elektrisitetsforbruket og derfor vil være gunstig for miljøet. Kompetansemål med læringsmål Elevene skal kunne bruke ei varmepumpe til å gjøre observasjoner knyttet til temperaturendringrer i varmepumpens ut- og innedel. Videre skal de bruke observasjonene til å forklare hvordan varmepumpen fungerer. Elevene skal gjøre ulike småforsøk for å kunne forklare de ulike hovedprosessene i varmepumpa ved hjep av begrepene trykkreduksjon, fordamping, kompresjon/trykkøkning og kondensering. Elevene skal kunne forklare med egne ord hvordan varmepumper forflytter energi fra en fordamper til en kondensator ved hjelp av trykkreduksjon og komprimering/trykk økning Gjennomføring og metodikk Vedlegg til aktivitet /uploads/moduler/1822/forklaring til varmepumpa.docx Måling av varmefaktor.docx
1822 Newton håndbok - Varmepumpe Side 6
1822 Newton håndbok - Varmepumpe Side 7 Forankring i læreplanene i Kunnskapsløftet (LK 06) Elevene skal kunne bruke ei varmepumpe til å gjøre observasjoner knyttet til temperaturendringrer i varmepumpens ut- og innedel. Videre skal de bruke observasjonene til å forklare hvordan varmepumpen fungerer. Elevene skal gjøre ulike småforsøk for å kunne forklare de ulike hovedprosessene i varmepumpa ved hjep av begrepene trykkreduksjon, fordamping, kompresjon/trykkøkning og kondensering. Elevene skal kunne forklare med egne ord hvordan varmepumper forflytter energi fra en fordamper til en kondensator ved hjelp av trykkreduksjon og komprimering/trykk økning