Wärmepumpe mit zwei Wärmetauschern

Eine Wärmepumpe holt Wärme aus dem Grundwasser bei 4°C und gibt sie an Wasser von 54°C ab. Die Anlage wird als ideale Wärmepumpe mit vor- und nachgeschaltetem Wärmetauscher modelliert. Auf der Seite des Grundwassers hat der Wärmetauscher einen Wärmeleitwert von 1200 W/K; der zweite Wärmetauscher hat einen Wärmeleitwert von 1000 W/K. Damit das Grundwasser nicht zu stark abgekühlt wird, darf man ihm nur einen Energiestrom von maximal 15 kW entziehen.

1. Wie gross ist die Heizleistung der Wärmepumpe?
2. Wie gross ist die Entropieproduktionsrate in der ganzen Anlage?

Hinweis: hydraulischer Widerstand, Prozessleistung

Quelle: TWI, Reformstudium, Maschinenbau

Lösung