Скажите Андрей,а можно каким либо способом эти 4 кВт час тепла преобразовать опять в электроэнергию ,извините если спросил глупость ,в этих всех вещах я не силен. Просто заманчиво звучит -дал рубль ,получил 4 .
Да термодинамика забавная штука вообще. Ответ на вопрос - да, эти 4 кВт можно преобразовать опять в электроэнергию. Но ее получится хорошо если 0.5 кВт, и еще 3.5 кВт тепла на холодной стороне преобразователя
Ну это из-за потерь. В идеале получилось бы 1 кВт электричества и 3 кВт тепла. Преобразовать все-все тепло в электроэнергию можно только если холодильник имеет температуру 0К (-273 по Цельсию).
В общем, ситуация такая. Тепловая машина (любая!) выполняет преобразование между тепловой энергией более горячего тела и суммой (тепловая энергия более холодного тела + электрическая или механическая энергия). Обычно реальные машины выполняют это преобразование в каком-то одном направлении. Идеальное соотношение энергий (хм. я на этом форуме уже где-то эти формулы писал...) такое:
Ecold = Ehot *Tcold/Thot; Ee = Ehot * (Thot-Tcold)/Thot
(тут Ecold, Ehot, Ee - тепловые энергии к/от горячей стороны, от/к холодной стороне и электрическая или механическая энергия, Thot и Tcold - температуры, в кельвинах!). И все, вот так, и никак иначе, распределяются энергии при работе идеальной тепловой машины. Ну понятно, что у мощностей ровно то же самое соотношение, мощность это энергия в единицу времени. А дальше начинаются вариации, в зависимости от того, что у нас есть и что мы хотим получить:
1. Греем источником тепла горячую сторону, отводим куда-то тепло от холодной, получаем электричество/механику. Это всякие тепловые электростанции, включая атомные, и всякие двигатели внутреннего или внешнего сгорания. КПД = (Thot-Tcold)/Thot, поскольку "вход" (затраты) у системы - тепловая энергия топлива, урана, или даже может солнышка, а выход - электричество/механика.
2. Подаем электричество/крутим вал, и машина отбирает тепло с холодной стороны, охлаждая ее ниже температуры окружающей среды. Это холодильник или кондиционер. Отобранная тепловая энергия плюс электрическая выделяется с горячей стороны. Теоретический "КПД" = Tcold/(Thot-Tcold) - получается делением приведенных выше равенств друг на друга. Затраты - электричество/механика, "польза" - отбираемое тепло.
2. Подаем электричество/крутим вал, и машина греет горячую сторону, нагревая ее выше температуры окружающей среды и отбирая у окружающей среды тепло. Это теплонасос. Теоретический "КПД" = Thot/(Thot-Tcold). Затраты - электричество/механика, "польза" - выделяемое тепло.
В двух последних случаях КПД взят в кавычки, поскольку это не совсем он, но суть понятна - отношение затраченной энергии к полезной полученной.
Вот. Теперь каждый может посчитать КПД идеальной электростанции, холодильника или теплонасоса. Реальный всегда отличается в худшую сторону - поскольку во-первых есть потери электрической/механической энергии, а во вторых температуры рабочего тела тепловой машины не равны температурам среды - они всегда "хуже" - у электростанции разница между ними меньше и она в числителе, а у насоса - больше, и она в знаменателе.
Для примера берем насос тепловой, температура земли +10 = 283К, температура в комнате +20 = 293К, 293/10 = 29.3! Круто? На 1 кВт электричества - 30 кВт тепла! Но это был неправильный расчет
Вернее он правильный, но там есть нюансы типа
бесконечной площади теплообменников и идеального компрессора
Ближе к реальности если взять землю +10, антифриз в трубах в этой земле уже -20 (вот тут дофига теряется), комната +20, а батареи в комнате +50 = 323К, это еще и довольно много батарей надо чтобы они грели при такой температуре. Уже 323/70 = примерно 5. И компрессор возьмем с кпд 0.8, получим 4 кВт тепла на 1 кВт электричества. Вполне реальная цифра. Вообще, отсюда можно увидеть, чего можно достичь тепловыми насосами и в какую сторону двигаться. Главный враг - разность температур, ее нужно снижать всеми способами - и повышением температуры холодной стороны (например трубы в реке или море, не в земле), и понижением температуры горячей (теплый пол +30).
Автор
Тема: Тепловой насос (Прочитано 34449 раз)