Работа компрессора

[starik2000]

Помогите разобраться в ситуации.
Есть компрессор в тепловом насосе(ТН). Который потребляем 3,5квт электроэнергии. Сторонник ТН утверждают, что потраченная им энергия полностью переходит в тепловую и поэтому она суммируется с энергией переноса.
Я с ними не согласен, вернее согласен от части. Да поршневая группа + электромотор в процессе нагнетания давления безусловно нагревается, и это тепло можно отнести к дополнительной полезной работе. Они же настаивают на том, что вся энергия взятая компресор переходит в тепловую.
Но кто тогда выполняет работы по фазовым переходам? ( если правильно нашел в справочнике, давление создаваемое компрессором 12-25бар

Их аргумент
В соответствии с первым законом термодинамики, при отсутствии теплообмена с окружающей средой вся работа сжатия переходит во внутреннюю (тепловую) энергию сжимаемого газа.

Кто прав?
Спасибо

[amon]

Тут (в тепловых насосах) все несколько хитрее. Закон сохранения энергии не запрещает совершать работу за счет охлаждения какого-то объекта. Делать это запрещает второе начало термодинамики. Оно запрещает двигатели, которые работают за счет охлаждения чего либо, и (как следствие) запрещает передавать тепло от холодного тела к горячему не тратя энергии. Однако, строить холодильники (охлаждать тела с затратой энергии) второе начало не запрещает. Для этого (теоретически) надо тепловой двигатель "запустить в обратную сторону".

Если обычный тепловой двигатель переводит тепловую энергию в механическую, причем механической будет существенно меньше, чем тепловой, то обратный процесс из механической энергии будет производить тепловую, причем (для обратимых процессов) соотношение останется такое же. Т.е. тепловой насос на один ватт механический (электрический, поскольку кпд электродвигателя близок к 100%) будет производить много тепловых ватт, перекачивая тепло из радиатора назад в двигатель.

Проблема тут в том, что обычные двигатели слишком широко используют необратимые процессы, поэтому их "наоборот" не запустить, и приходится изобретать другие тепловые машины, процессы в которых близки к обратимым. Насколько мне известно, реально работающие тепловые насосоы (коммерческие) на один электрический ватт выдают примерно три тепловых. Однако, это сложные и дорогие машины. Кроме того, насколько мне известно, в них температура теплоносителя, который нагревает помещения довольно низкая (порядка 40 градусов), что заставляет городить хитрые нагревательные системы. Так что пока эта идея не привилась.

[starik2000]

Возможно вы меня не совсем поняли .

Есть гео контур. Через который прогоняется рассол этилленгликоля . На входе в ТН он имеет 6 градусов, на выходе 1.

Если с самим землянным контуром мы разобрались, то с ТН возникает вопрос. Одни утверждают, что рассол приносит 10квт возможного тепла в час, компрессор в ТН потребляет 3,5 квт в час, чтоб перенсти это тепло. - поэтому на выходе в час они имеют 10+3,5 квт тепла.

Я с этим не согласен, потому, как если компрессор отдает всю полученную энергию в виде тепла, то кто тогда совершает работу ?

[realeugene]

starik2000 в сообщении #1178295 писал(а):

то кто тогда совершает работу

Работа в этой системе, снижающая её КПД, которая переходит в конце концов тоже в тепло - это работа по прокачке этиленгликоля по контуру отдельным насосом. В результате от земли отбирается не 10 кВт, а немного меньше, так как часть из этих 10 кВт тепла тоже была получена от розетки в доме. Но всё, что ТН потом отобрал от этиленгликоля, в результате суммируется с энергией, затраченной на работу ТН, и суммарно отдаётся с горячего теплообменника. Работа, затраченная на прокачку компрессором хладогента в ТН, в конечном итоге попадает в дом в виде тепла, суммарно с теплом, отобранным от этиленгликоля, это просто тонкости конструкции ТН, а снаружи это просто чёрный ящик с двумя теплообменниками, подключённый к розетке.

[starik2000]

Тоесть получается, электродвигатель в компрессоре потратил на свою работы 3 квт. Ровно на эти же 3 квт он нагрелся, и 3 квт тепла ушло в систему отопления.
можно в этом случае говорить о кпд компрессора 99,99 ?
Мы рассматриваем исключительно счас работу компрессора в системе отопления.

[realeugene]

starik2000 в сообщении #1178565 писал(а):

можно в этом случае говорить о кпд компрессора 99,99 ?

Когда говорите про КПД, полезно всегда чётко понимать, как вы сами определяете это понятие. Потому что если вы определите КПД теплового насоса как отношение получаемого вашим домом тепла к затраченной компрессором электроэнергии, и компрессор у вас тоже находится внутри дома, то КПД у вас получится 433% (дом получает 3 кВт тепла от компрессора плюс 10 кВт от геоконтура). Многим КПД больше 100% не нравится, но и спорить тут особо не о чём, так как эти коэффициенты - это отношения двух спекциально выбранных потоков энергии, не более. Понятие КПД, действительно, полезно для сравнения различных похожих установок, находящихся в одинаковых условиях. Так что, если в другой установке вы получите от геоконтура не 10, а 12 кВт, затратив те же 3 кВт, и подобный расчёт даст 500% КПД, это будет тоже означать, что вторая установка для вашей задачи эффективнее.

И, да, КПД любого электроконвектора ровно 100%: вся потреблённая электроэнергия без остатка уходит в тепло, нагревающее помещение, не больше и не меньше. Поэтому для обогревателей говорить о КПД не принято, так как бессмысленно. Но если сравнивать с тепловыми насосами, то почему бы и нет?

[Xey]

starik2000 в сообщении #1178565 писал(а):

Тоесть получается, электродвигатель в компрессоре потратил на свою работы 3 квт. Ровно на эти же 3 квт он нагрелся, и 3 квт тепла ушло в систему отопления.

Из 3.5 кВт получаемых из розетки, может быть 0.5 кВт выделяется в виде тепла в электромоторе и 0.5 кВт в механике компрессора. Мотор и компрессор можно охлаждать газом из испарителя , тогда этот 1кВт попадет в теплоноситель и не пропадет. Оставшиеся 2.5 кВт механической энергии тратятся на движения поршня, при сжатии холодного газа из испарителя, и полностью "вкачиваются" в этот газ. В результате, газ становится горячей жидкостью.
Жидкость отдает тепло через горячий теплообменник и далее через дроссель идет в испаритель.
В дросселе много интересного.