עקרון הפעולה של משאבת חום. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

עקרון הפעולה של משאבת חום. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

עקרון הפעולה של משאבת חום נובע מיצירותיו של קרנו ומהתיאור של מחזור קרנו, שפורסם בעבודת הדוקטורט שלו בשנת 1824. מערכת משאבת חום מעשית הוצעה על ידי ויליאם תומסון (לורד קלווין) בשנת 1852. למטרות חימום. בהצדקת הצעתו, כבר אז, ציין תומסון כי משאבי האנרגיה המוגבלים לא יאפשרו שריפה רציפה של דלק בתנורים לחימום וכי מכפיל החום שלו יצרוך פחות דלק מאשר תנורים רגילים. משאבת החום המוצעת של תומסון (HP) השתמשה באוויר כנוזל העבודה. האוויר הסביבתי נשאב לתוך הגליל, התרחב תוך כדי התקררות, ולאחר מכן עבר דרך מחליף חום, שם הוא חומם על ידי האוויר החיצוני. לאחר דחיסה ללחץ אטמוספרי, האוויר מהגליל נכנס לחדר המחומם, מחומם לטמפרטורה מעל הסביבה. למעשה, מכונה דומה יושמה בשווייץ. תומסון הצהיר שה-HP שלו מסוגלת להפיק את החום הנדרש תוך שימוש רק ב-3% מהאנרגיה המשמשת לחימום.

מתקני משאבות חום פותחו עוד רק בשנות ה-20 וה-30 של המאה ה-20, כאשר המתקן הראשון שנועד לחימום ואספקת מים חמים באמצעות חום האוויר שמסביב נוצר באנגליה. לאחר מכן, החלו עבודות בארה"ב, שהובילו ליצירת מספר מפעלי הדגמה.

מפעל משאבות החום הגדול הראשון באירופה הופעל בציריך בשנים 1938-1939. הוא השתמש בחום של מי הנהר, מדחס סיבובי וקירור. הוא סיפק חימום לבית העירייה עם מים בטמפרטורה של 60°C בהספק של 175 קילוואט. הייתה מערכת אחסון חום עם דוד חשמלי לכיסוי עומסי שיא. במהלך חודשי הקיץ פעלה היחידה לקירור. בין השנים 1939-1945 נוצרו עוד 9 מתקנים דומים על מנת לצמצם את צריכת הפחם בארץ. חלקם עבדו בהצלחה יותר מ-30 שנה.

אז, בשנת 1824, קרנו השתמש לראשונה במחזור התרמודינמי כדי לתאר את התהליך, והמחזור הזה נשאר הבסיס הבסיסי להשוואה איתו ולהערכת היעילות של HP. ניתן לחשוב על משאבת חום כמנוע חום הפוך. מנוע החום מקבל חום (איור 1.1.1) ממקור בטמפרטורה גבוהה ומשליך אותו בטמפרטורה נמוכה, מה שנותן עבודה מועילה. משאבת חום דורשת עבודה כדי לייצר חום בטמפרטורות נמוכות ולספק אותו בטמפרטורות גבוהות יותר.

איך פועלת משאבת חום
איור.1.1.1. דיאגרמה תרמודינמית של משאבת חום ומנוע חום: 1 - משאבת חום; 2 - מנוע חום.

ניתן להראות שאם שתי המכונות הללו הפיכות (כלומר, תהליכים תרמודינמיים אינם מכילים חום או הפסדי עבודה), אז יש גבול סופי ליעילות של כל אחת מהן, ובשני המקרים זהו היחס Qн/ W. אם זה לא היה כך, אז ניתן היה לבנות מכונת תנועה מתמדת פשוט על ידי חיבור מכונה אחת לאחרת. רק במקרה של מנוע חום, יחס זה נכתב בצורה W/Qn ונקרא יעילות תרמית, בעוד שלמשאבת חום הוא נשאר בצורה Qn/W ונקרא מקדם המרת החום (Kt).

אם נניח שחום מסופק איזותרמית בטמפרטורה TL ומוסר איזותרמית בטמפרטורה TH, והדחיסה וההתפשטות מתבצעות באנטרופיה קבועה (איור 1.1.2), העבודה מסופקת ממנוע חיצוני, אזי מקדם ההמרה עבור למחזור קרנו יהיה הצורה:

Kt \u1d TL / ( TN - TL ) + XNUMX \uXNUMXd TN / ( TN - TL )

איך פועלת משאבת חום
איור 1.1.2

לפיכך, אף משאבת חום לא יכולה לקבל ביצועים טובים יותר, וכל המחזורים המעשיים רק מממשים את הרצון להתקרב ככל האפשר לגבול זה.

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

טלוויזיה אלחוטית LG OLED M 10.01.2023

LG חשפה את הדגם הצרכני הראשון של הטלוויזיה האלחוטית OLED M. היא מסוגלת לנגן וידאו ושמע 4K/120Hz המועברים בחיבורים אלחוטיים.

במרכז המערכת נמצא מכשיר המדיה Zero Connect, המשמש כרכזת חיבור. LG מציינת כי היא מסוגלת לשדר וידאו ואודיו בזמן אמת ויש לה מספר יציאות לחיבור התקני HDMI הנפוצים ביותר.

המומחים הצליחו לפתח אלגוריתם המסוגל לקבוע את נתיבי העברת האות האופטימליים מהממיר לטלוויזיה. הוא מסוגל לעקוב אחר שינויים שונים המתרחשים בתוך הבית. בפרט, תנועות של אנשים וחיות מחמד, שינויים בטמפרטורה וכו', שינוי נתיבי העברת האותות בהתאם.

הכבל היחיד הדרוש להפעלת הטלוויזיה הוא כבל החשמל. אם אתה לא לוקח את זה בחשבון, אז הטלוויזיה אלחוטית לחלוטין. המשתמשים צריכים לאהוב את זה, כי ככל שפחות חוטים בחדר, כך קטן הסיכון שהכלב שלך יתפוס אותם ויפגע במשהו. ובסופו של דבר, זה נותן לך יותר חופש בבית.

ניתן למקם את ה-Zero Connect במרחק של עד 10 מטרים מהטלוויזיה. כל עיבוד הנתונים נעשה בתוך הקונסולה. יחד עם זאת, הטלוויזיה נשארת רק פאנל שטוח המצויד ברמקולים, מוסיפה החברה.

הממיר מכיל שלוש יציאות HDMI התואמות לתקן 4K/120 הרץ. יש גם כמה יציאות USB במעלה הזרם, שקע LAN, שקע כבל קואקסיאלי במעלה הזרם, וגם כמה אפשרויות שמע.

עוד חדשות מעניינות:

▪ קפסולת וידאו עם שלט רחוק כחלופה לאנדוסקופ

▪ האור מוביל לעולם הקוונטי ולהאצת זרמי העל

▪ חיסון חלב

▪ סוג חדש של בזלת התגלה

▪ אנלוגי הידרודינמי של קרינה מנפט

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר עובדות מעניינות. מבחר מאמרים

▪ מאמר בוקר טוב, בוקר טוב ויום נעים! ביטוי עממי

▪ מאמר מהו חיסון? תשובה מפורטת

▪ מאמר מתכת גומי. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ מאמר מאיץ אות שיחה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר זבובי בועת סבון. ניסוי פיזי

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר