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某热泵按逆向卡诺循环工作 从室外0℃的环境吸热而向室内供热 使室内气温从10℃上升到25℃。

2022-08-12 04:39:52 问答库 阅读 194 次

问题详情

某热泵按逆向卡诺循环工作,从室外0℃的环境吸热而向室内供热,使室内气温从10℃上升到25℃。假定在升温期间房间的散热损失可忽略不计,试求对应于1kg空气热泵所消耗的功,并和直接用电加热器供热时所消耗的功进行比较。

参考答案

使室内每千克空气气温从10℃上升到25℃所需的热量
q12=mcp(T2-T1)=1×1.004×15=15.06kJ/kg
显然,直接用电加热器供热时所消耗的功必定等于所需的热量,即有
we=-q12=-15.06kJ/kg
若采用按逆向卡诺循环工作的热泵来供热,热泵向室内的供热量为q1,显然有
q1=-q12=-15.06kJ/kg
热泵的平均吸热温度Tr2=273K,平均放热温度
Tr1=(283+298)/2=290.5K,
热泵的供热性能系数
εHP=Tr1/(Tr1-Tr2)=290.5/17.5=16.6
对应于1kg空气热泵所消耗的功为
w0=q1HP=-15.06/16.6=-0.91kJ/kg
热泵的耗功量也可直接应用热量所消耗的功为
273×1×1.004ln(298/283)-15.06=-0.904kJ/kg可见,热泵的耗功量w0明显地小于直接用电加热器供热时所消耗的功量we

考点:卡诺,气温