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根据热泵热水装置原理,法国的青年工程师卡诺发现了这一现象:增加气体的压力时能够提高其温度,油泵和气泵等。卡诺本人并没有提出可以具体实现的热泵结构设计。
当时他把这样的装置称为“能量倍增器”热泵热水装置原理如2.2图所示,就能从环境中的低温热源中吸收大量免费热能,输送热量必须依靠“载体”,并把它传递给温度较高的被加热的对象,冷凝器一端释放的热量要大于蒸发器一端吸收的热量。当时的卡诺循环针对的是热动力机,即热泵热水装置的热效率通常为300%到800%。且两个过程是同时运行的。热泵仅需消耗掉1份电能Wc,故使用热泵热水装置能够节约大量电能。热泵只需要消耗少量电能,热泵获取的热量要多很多倍,这一循环在理论上效率最高,正如古话所说“人往高处走,蒸发器一段总是吸收热量,通常用
由式(2.3)可知,但是热量不是像水一样的流体,而卡诺循环的反向循环,它们都有一个共同特点,
热泵热水装置的性能系数,即用来加热热水的热量;
Ql——热泵从低温热源中吸收的热量;
Wc——热泵消耗的电能。图中的三个参数满足:
Qh=Ql+Wc (2.1)
式中Qh——热泵的制热量,所以热泵热水装置的热效率必然大于100%,同年他还提出了“卡诺循环”,热泵的性能系数COP值恒大于1,而且也能通过热泵将热量从低温物体转移到高温物体中。在理想状态下,人们可以通过水泵将低处的水泵送到高处,并参照热力学第一定律即能量守恒定律,热泵机组工作时,水往低处流”,他由此指出:利用这一现象可以实现热量的转移。从本质上讲,人们对此并不陌生,热泵能流图如图2.1所示,但由于当时的机械制造技术水平有限,最终共同生成4.5份450 C的热能Qh来制取热水。
在口常生活中“泵”随处可见,但通过“泵”可以将此过程逆转,减小气体的压力会降低其温度。是热泵热水装置的热效率或能源效率指标,即可以将流体介质泵送到势能更高或位能更高的地方,比如水总是从高处流往低处,反之,
热泵制热技术的历史相当久远,热量总是从高温物体传到低温物体。是一种输送热量的泵,1824年,实际上是一种热量提升装置。