五千年(敝帚自珍)

主题:空调制热的效率 -- 大问号

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家园 能量是有品位之分的

高品位的能量形式有电能、机械功、化学能,低品位的能量形式就是热能。通常在热机中,化学能转化成少量高品位的机械功,和大量低品位的热能。机械功可以发电,而这个热能存在于所有有温度的物质中,只要这个温度大于绝对零度。

空调制热采用的是热泵技术,热泵一词源于水泵,水泵可以提升水的高度,而热泵可以提升的是温度。水泵提升高度要消耗机械功,热泵提升温度也要消耗电能。提升的物体温度,比如水温气温,乘以这个物体的比热,就是有效的制热量,这个量除以消耗的电能就是效率了。冬季空调对流方式制热需要45度热源,换热给空气,通常消耗1千瓦电能,对外机制冷,可以将室外机组的换热器降低到气温以下,以吸取空气热量2kW,如此输入空调的能量是1千瓦电能,和2千瓦热能,加起来就可以在室内输出3kW的热量了。这个过程,制冷效率是2.0,制热效率是3.0。

室外机组从空气中吸热,有个空气湿度的问题,气温低到5度以下,要想吸热外机就要低到零度以下了,此时空气中的水分会在室外机换热器上结冰,影响换热继续,需要停止室内侧的制热运行,对室外制热化霜。频繁化霜降低了设备的工作效率。当然干燥寒冷的地区,结霜就不那么频繁,热泵在冬天照样用,湿度高的地方,如上海之类的,就不行了。

地源热泵可以解决这个问题,地下百米的地方,四季如春,吸热放热都可稳定工作,且温差大,效率高。现在空气热源的热泵,制热效率2-3,地源可以到5以上。

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