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前幾年都白活了—這才是空氣源熱水器工作的真正原理
2019-01-12 14:24
 
     人们都知道,空氣源熱水器是一種非常節能的熱水設備,它采用了逆卡諾的工作原理。投入一分電産出四分電的效果。那麽,到底什麽是逆卡諾循環原理呢。我們一起走進熱泵的循環理論。解開它的高效節能之密。
 
      卡诺是法国的一位物理学家,他出生在法国巴黎,当时正是蒸气机技术突飞猛进的时代,但卡诺却有着与普通人不同的见解,独辟蹊径,从理论高度上对热的工作原理进行研究,精心构思了理想化的热机-卡诺热机。
 
      第一个提出了作为热力学重要的理论基的卡诺循环和卡诺定律,开创了利用热机提高热机做功效率的新途径。正如他研发的热泵一样,卡诺在世时,他的理论并没有引起科学界的重视。直到他去世数十年后,其研究成果オ被人们所认知。后人依据卡谐循环理论开创的热机循环增效之路,持续发展,并且从单独制冷到制热,至今已经影响到人们生活的方方面面。今后的历史将逐渐证明卡诺循环是人类最伟大的发明之一。
 
      逆卡环的含义:当低温热源的温度(TL)、用户所需热能(高温热汇)的温度(TH)为定值时,工作在上述温度之间、完全可逆(没有任何损失,如传热损失、流动损失、擦损失等)。热力学效率最高的热泵循环为卡诺循环。其在温(T)-嫡(S)坐际上的表示

如圖所示。
 空氣源熱水器工作原理
嚴格講熱泵是利用的逆向卡循環而不是卡諾循環,卡諾循環是用于研發空調制冷的,,所以空氣源熱泵的循環被稱爲逆卡諾循環。
 
(1)逆卡諧循環的工作過程卡諾循環由四個過程組成:氣體加熱(1-2)→氣
體放熱變成液體(2-3)→液體減壓蒸發質』(34)→工質吸熱(4一1)》通過以上四個
過程,熱泵將外界的能量傳遞到目標物體中。具體過程如下。
 
①等熵壓縮過程(1-2)工質氣體質的壓縮過程,工質溫度增加,壓力也增大了,但容器內部的能量分布是不均勻的,所以值不變圖爲卡諾循環示意
 
②等溫放熱過程(2-3)工質將自身的能量傳遞給目標物體,在傳遞過程中溫度不變。這是因爲氣體在傳熱中將自己的相變能傳遞給目標物了。
 
③等熵膨脹過程(3-4)工質經減壓膨脹,這個過程工質內部沒有能量的傳遞,所以是等嫡過程。
 
④等溫吸熱過程(4-1)工質在膨脹過程中吸熱,工質只有吸熱才能膨脹,在膨脹
吸熱過程中,液體相變成氣體,所以溫度一時還不會變化以上四個過程實際上是理想過程,與實際是有出人的。
 
(2)熱泵卡諾循環的制熱系數熱泵按卡諾循環工作時,其制熱系數爲一定值,具體
出表達式是:
 
Cophcarnot =TH/TH-TL
 
式中COPH卡諾循環的系數,一般用COP來表示熱泵的效率
TL低溫熱源的溫度,K(絕對溫度)
Tー高溫熱源的溫度,K。
 
從以上表達式可以看出:
 
①只要低溫熱源不等于絕對零度(-273℃),那麽卡諾循環的效率就永遠大于1,這
就是空氣能熱泵效率的理论基础。当然,逆卡诺循环只是一个理想状态下的环,它与实
際循環還是有不小的差別的。
 
②要提高熱泵的效率,就必須提高低溫段的溫度T.,降低高溫段的溫度TH。
 
③熱泵的理論效率與工圓無關,僅與裝置的高低溫熱源的溫度相關。
小伙伴们,了解了逆卡诺循环的原理后,现在终于明白托姆的空氣源熱水器为什么会投入1度就会产生4倍的热量了吧!









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