前几年都白活了—这才是空气源热水器工作的真正原理

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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。

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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