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前几年都白活了—这才是空气源热水器工作的真正原理
2019-01-12 14:24
 
     人们都知道,空气源热水器是一种非常节能的热水设备,它采用了逆卡诺的工作原理。投入一分电产出四分电的效果。那么,到底什么是逆卡诺循环原理呢。我们一起走进热泵的循环理论。解开它的高效节能之密。
 
      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

如图所示。
 空气源热水器工作原理
严格讲热泵是利用的逆向卡循环而不是卡诺循环,卡诺循环是用于研发空调制冷的,,所以空气源热泵的循环被称为逆卡诺循环。
 
(1)逆卡谐循环的工作过程卡诺循环由四个过程组成:气体加热(1-2)→气
体放热变成液体(2-3)→液体减压蒸发质』(34)→工质吸热(4一1)》通过以上四个
过程,热泵将外界的能量传递到目标物体中。具体过程如下。
 
①等熵压缩过程(1-2)工质气体质的压缩过程,工质温度增加,压力也增大了,但容器内部的能量分布是不均匀的,所以值不变图为卡诺循环示意
 
②等温放热过程(2-3)工质将自身的能量传递给目标物体,在传递过程中温度不变。这是因为气体在传热中将自己的相变能传递给目标物了。
 
③等熵膨胀过程(3-4)工质经减压膨胀,这个过程工质内部没有能量的传递,所以是等嫡过程。
 
④等温吸热过程(4-1)工质在膨胀过程中吸热,工质只有吸热才能膨胀,在膨胀
吸热过程中,液体相变成气体,所以温度一时还不会变化以上四个过程实际上是理想过程,与实际是有出人的。
 
(2)热泵卡诺循环的制热系数热泵按卡诺循环工作时,其制热系数为一定值,具体
出表达式是:
 
Cophcarnot =TH/TH-TL
 
式中COPH卡诺循环的系数,一般用COP来表示热泵的效率
TL低温热源的温度,K(绝对温度)
Tー高温热源的温度,K。
 
从以上表达式可以看出:
 
①只要低温热源不等于绝对零度(-273℃),那么卡诺循环的效率就永远大于1,这
就是空气能热泵效率的理论基础。当然,逆卡诺循环只是一个理想状态下的环,它与实
际循环还是有不小的差别的。
 
②要提高热泵的效率,就必须提高低温段的温度T.,降低高温段的温度TH。
 
③热泵的理论效率与工圆无关,仅与装置的高低温热源的温度相关。
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气源热水器为什么会投入1度就会产生4倍的热量了吧!









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