Pompy ciepła są używane do zastosowań chłodniczych, a silniki cieplne do produkcji pracy. Zobaczmy, czy pompa ciepła jest silnikiem cieplnym, czy nie.
Pompy ciepła nie można nazwać silnikiem cieplnym, ponieważ obie są różne. Jeden pobiera ciepło ze zbiornika o niskiej temperaturze, a drugi pobiera ciepło ze zbiornika o wyższej temperaturze. Oba są używane do różnych zastosowań.
Silnik cieplny jest uważany za urządzenie wytwarzające pracę, podczas gdy pompa ciepła wykorzystuje pracę do wykonania procesu wymiany ciepła. Omówmy szczegółowo ich działanie, równania i różnice w tym artykule.
Pompa ciepła a silnik cieplny
Silnik ciepła jest zupełnie inny niż pompa ciepła. Porozmawiajmy o różnicach między silnikiem cieplnym a pompą ciepła.
| Parametr | Pompa ciepła | Silnik cieplny |
|---|---|---|
| Kierunek przepływu ciepła | Ciepło przepływa ze zbiornika niskotemperaturowego do zbiornika wysokotemperaturowego. Może to być związane z pompą wodną, w której woda przepływa od niskiego do wysokiego. | Ciepło przepływa ze zbiornika o wyższej temperaturze do zbiornika o niskiej temperaturze. |
| Pracujący | Silnik cieplny działa poprzez zamianę energii cieplnej na energię mechaniczną. Ciepło jest dodawane do silnika cieplnego z gorącego zbiornika. Niewykorzystane ciepło przekazywane jest do zimnego zbiornika zwanego zlewem. Tę pracę mechaniczną uzyskuje się na ogół w postaci pracy wału turbiny wytwarzającej energię elektryczną. | Pompy ciepła działają poprzez połączenie pracy zewnętrznej z ciepłem pobieranym z zimnego zbiornika i oddawane do zbiornika o wyższej temperaturze. |
| Konsultacje | Pompy ciepła wykorzystywane są w obiegach chłodniczych. | Silniki cieplne służą do wytwarzania energii elektrycznej |
| Pomiar wydajności | Miarę wydajności mierzy się zwykle terminem zwanym współczynnikiem wydajności. Równanie jest podane przez Q2/ (Q1-Q2). | Wydajność pomiaru jest dokonywana poprzez pomiar pracy wytworzonej na jednostkę dodanego ciepła. Wydajność dana jest wzorem η = W/Q1 gdzie,η jest sprawnością cieplną silnika cieplnego. |
| Znak wykonanej pracy | Wykonana praca jest uważana za negatywną, ponieważ praca jest w tym przypadku wykorzystywana. | Wykonana praca jest pozytywna, ponieważ w tym przypadku jest produkowana. |
| Równanie przenikania ciepła | Q2+ W = P1. Gdzie Q2 to ciepło pobrane z zimnego zbiornika, W to praca zewnętrzna, a Q1 to całkowite ciepło przekazane do gorącego zbiornika. | Q1 – W = P2. Q1 to ciepło pobrane z gorącego zbiornika, W to praca wytworzona przez silnik cieplny, Q2 to ciepło odprowadzane do zlewu lub zimnego zbiornika. |
| Użyte komponenty | Sprężarka jest głównym elementem pompy ciepła | Układ tłokowo-cylindrowy jest powszechnie stosowany w silnikach cieplnych. |
| Zastosowane prawo termodynamiki | Druga zasada termodynamiki ma zastosowanie w pompie ciepła | W silniku cieplnym stosuje się zarówno pierwszą, jak i drugą zasadę termodynamiki. |
Czy możemy użyć pompy ciepła do produkcji pracy?
Pompy ciepła są analogiczne do pomp wodnych. Zastanówmy się, czy możemy wykorzystać pompę ciepła do produkcji pracy.
Pompy ciepła nie mogą być wykorzystywane do produkcji pracy, ponieważ pompy ciepła służą do przenoszenia ciepła w kierunku przeciwnym do przepływu naturalnego, co wymaga pracy zewnętrznej, ponieważ ciepło nie może samo z siebie iść w przeciwnym kierunku.
Kredyty obrazkowe: Gofer at Angielska Wikipedia, Silnik cieplny, CC BY-SA 3.0
Dlaczego silnik cieplny musi odbierać ciepło?
Silnik cieplny to urządzenie służące do wykonywania pracy. Omówmy, dlaczego silnik cieplny musi odrzucać ciepło.
Silnik cieplny musi oddawać ciepło, ponieważ druga zasada termodynamiki mówi, że żaden silnik nie może pracować z tylko jednym zbiornikiem lub nie może być w 100% sprawny. Potrzebuje źródła i zlewu. Ciepło jest pobierane ze źródła i odrzucane do zlewu.
Jaka temperatura jest nieefektywna pompa ciepła?
Pompy ciepła to odwrócone silniki cieplne. Porozmawiajmy o zakresie temperatur, w których pompy ciepła nie są efektywne.
Pompy ciepła nie będą działać, jeśli różnica temperatur lub gradient temperatur między obydwoma zbiornikami jest bardzo duża.
Wnioski
W tym artykule omówiliśmy silnik cieplny i pompę ciepła. Wyczyściliśmy błędne przekonanie, że są takie same. Są całkowicie przeciwne do siebie. Jeden produkuje pracę, a drugi wykorzystuje ją do funkcjonowania.
Przeczytaj Więcej Jest Pompa Ciepła Gazowa Lub Elektryczna?
Cześć… Jestem Abhishek Khambhata, ukończyłem studia B. Tech w inżynierii mechanicznej. Przez cztery lata mojej inżynierskiej pracy projektowałem i latałem bezzałogowymi statkami powietrznymi. Moją mocną stroną jest mechanika płynów i inżynieria cieplna. Mój projekt na czwartym roku polegał na zwiększeniu wydajności bezzałogowych statków powietrznych przy użyciu technologii słonecznej. Chciałbym nawiązać kontakt z ludźmi o podobnych poglądach.
Witam Cię, Drogi Czytelniku,
Jesteśmy małym zespołem w Techiescience, ciężko pracującym wśród dużych graczy. Jeśli podoba Ci się to, co widzisz, udostępnij nasze treści w mediach społecznościowych. Twoje wsparcie robi wielką różnicę. Dziękuję!