Книга Тепловые насосы > Тепловые насосы

Цикл Карно

Глава 2 Теория тепловых насосов - содержание

В 1824 г. Карно впервые использовал термодинамический цикл для описания процесса, и этот цикл остается фундаментальной основой для сравнения с ним и оценки эффективности тепловых насосов.
схема теплового насоса
Рис. 2.1. Термодинамическая схема теплового насоса и теплового двигателя.
1 — тепловой насос; 2 — тепловой двигатель; ТН — высокая температура; ТL — низкая температура.
Идеальный теплонасосный цикл
Рис. 2.2. Идеальный теплонасосный цикл Карно.
1 — источник тепла; 2 — компрессор; 3 — приводной двигатель; 4 — потребитель тепла; 5 — расширительная машина.

Тепловой насос можно рассматривать как обращенную тепловую машину. Тепловая машина получает тепло от высокотемпературного источника и сбрасывает его при низкой температуре,
отдавая полезную работу. Тепловой насос требует затраты работы для получения тепла при низкой температуре и отдачи его при более высокой (рис. 2.1).
Стоимость тепловых насосов
Можно легко показать, что если обе эти машины обратимы (т. е. термодинамические процессы не содержат потерь тепла или работы), то существует конечный предел эффективности каждой
из них, и в обоих случаях это есть отношение Qh/W. Если бы это было не так, то можно было бы построить вечный двигатель, просто соединив одну машину с другой. Это отношение очень важно.
В случае тепловой машины оно записывается в виде W/QH и называется термическим КПД, а для теплового насоса оно остается в виде Qh/W и называется коэффициентом преобразования (КОП).
Его следует отличать от аналогичного отношения QL/W, применяемого в холодильной технике и называемого в дальнейшем КОПОХЛ.
Поскольку QH=W+QL, получается
КОПОХЛ = КОП— 1
Цикл Карно на рис. 2.2 изображает рабочий процесс идеальной тепловой машины, работающей в заданном интервале температур. Стрелки показывают направление процесса для теплового
насоса. Тепло изотермически подводится при температуре TL и изотермически отводится при температуре ТН. Сжатие и расширение производятся при постоянной энтропии, а работа подводится от внешнего двигателя. Используя определение энтропии и законы термодинамики, можно показать, что коэффициент преобразования для цикла Карно имеет вид
КОП = T/(TH—TL) +1 = TH/(TH—TL).
Никакой тепловой насос, созданный в пределах нашей Вселенной, не может иметь лучшей характеристики, и все практические циклы реализуют стремление максимально приблизиться к этому пределу.

Оглавление книги Тепловые насосы

Книга Тепловые насосыТепловые насосы

Стоит ли обогревать старый дом тепловым насосом?

Теоретически, каждый старый дом можно обогреть тепловым насосом, но в некоторых случаях эффект будет неудовлетворительным, и такие инвестиции не будут иметь смысла. Прежде всего, обогрев дома с ужасной теплоизоляцией всегда …

Преимущества и недостатки тепловых насосов

Тепловые насосы, как альтернатива природному газу. Есть ли рациональное зерно в этом высказывании? Если тарифы на газ будут подниматься, то будет ли у обычного гражданина возможность перейти на отопление при …

Отопить дом: тепловой насос + газовый котел

Очень многие клиенты приобретают исключительно один вид отопления, к примеру, газовый котел, но стоит задуматься и о том, чтобы использовать комбинированное отопление для экономии ваших средств. Почему же приходит в …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua