加载中…
个人资料
  • 博客等级:
  • 博客积分:
  • 博客访问:
  • 关注人气:
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
正文 字体大小:

跟胖哥学物理从冰箱带空气能加热设备

(2018-08-11 21:40:29)
标签:

杂谈

分类: 生活中的物理
跟胖哥学物理从冰箱带空气能加热设备

         大家知道冰箱的工作过程,最早冰箱里面工作物理是氟利昂。这种物理很容易汽化,汽化时从冷冻箱里吸收热量,然后通过压缩机压缩液化变成液体时放出热量。因此,夏天时冰箱背部按放压缩机地方常常发热,这是一种正常现象。通过这两种物态变化,所以把冰箱热量从里面带到冰箱外。
        在夏天,你即使打开冰箱门,也不会给你房间降温。因为冰箱从室内吸热,然后又把热量放到室内,还消耗电能,得不偿失。你热,不如在地上洒水,这样水蒸发还可以吸收热量,从而是室内温度降低。还真有这样的电器,空调扇!呵呵,不过空调扇也是复杂的,为了让吹出来的风温度更低,往往还用得冰块,冰块熔化然后在蒸发,从而使吹出空气温度更低,达到降温目的。如果你是移动工作环境,空调扇亦是不错的选择。
         其实,要使房间温度真正意义上降低,还是要安装空调。空调跟冰箱一样,只不过扩大了冷冻室容量,把你的房间当做冰箱的冷冻室。在室内安装蒸发皿,让氟利昂在室内蒸发,从室内吸收热量。然后在室外压缩机把氟利昂气体液化,液化时把室内热量带到室外。每次当你走过室外机时,都感觉热风袭袭,这个热风就是从压缩机那儿发出来得。不过你发现夏天空调工作时,往往有水大量生存。其实那些水来自室内蒸发皿,因为那儿温度低,室内热的水蒸气会在那儿遇冷液化成水滴,通过一个水管把液化水带到了室外。所以当你家里开空调时,由于水大量被带走 家里湿度就是一个大问题。其实,最大问题,是工作物质氟利昂。
        同学们知道,因为氟利昂破坏臭氧层。因为一旦臭氧层遭到破坏,过多紫外线就进入大气层,对动植物影响都是破坏性,人类皮肤癌得病率越来越高,祸害根源还是在氟利昂。因为天气越来越热,人类制冷冷设备广泛使用,带来问题就是这个。
         中国从1996年开始逐步削减R12的生产,《中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案》明确规定.国内所有汽车生产厂家从2002年1月1日起,停止在汽车空调上使用氟利昂,一律改用氟利昂替代物R134a.家用冰箱、冷柜推荐使用R134a为制冷剂。商用空调领域.R1.34a也已获得了广泛的应用。R134a还可与其他产品混配成新的环保制冷剂.如家用空调领域广泛应用的R407c等。一种叫做ZCI的新型环保节能制冷剂在经过一年的试用后,被测定完全可以替代对臭氧层造成巨大损害的氯氟烃(CFC,俗称氟利昂)等制冷剂。据介绍,ZCI混合工质制冷剂不仅解决了目前尚在使用的氯氟烃系列制冷剂的污染问题,而且具有节能和制冷力强的特点,是一种集环保和节能为一体的制冷剂。国家消耗臭氧层物质(ODS) 替代品工程技术研究中心测定,ZCI系列制冷剂破坏臭氧层的潜定值仅在0~0.03之间,比氯氟烃制冷剂要小得多。此外,ZCI环保制冷剂具有很高的兼容性,其性能数据与被替换产品相近,无论是中央空调、汽车空调、还是家用分体式空调,均可不更换制冷设备,直接进行制冷剂替换。
        解决了工作物质问题,这种靠工作物质汽化吸热,液化放热装置就大量用到社会各个领域。大家熟悉青藏铁路,由于那儿是冻土层,所以夏天不让冻土熔化就成了修建铁路关键。
        大家听很多老师说起过一个装置,就是让一种物质在东土层汽化吸热,然后循环到空气中放热。这种装置原理跟冰箱完全一样。但是,笔者查阅资料,其实这种理论上设备,在青藏铁路修建中其实没有采用,估计还是技术没有突破。采用措施有两种:一是架长桥,避开冻土带。特别是一些地势比较低洼的地区,冻土中本身含水量高,就用架桥的办法解决冻土问题。二是在路基两侧加装吸热棒,吸热棒是一种表面有大量薄金属片的金属棒,三到四米高,下端埋进土里,靠金属导热快的原理,把冻土层吸收的太阳辐射热通过金属棒传导到地面以上,再通过金属薄片消散到空气中,保持冻土层低温,不融化。
        不过,冰箱空调这一原理被后来一种空气能热水器采用,并大量投入了生产。空气能热水器,也称“空气源热泵热水器”。“空气能热水器”把空气中的低温热量吸收进来,经过氟介质气化,然后通过压缩机压缩后增压升温,再通过换热器转化给水加热,压缩后的高温热能以此来加热水温。
      空气能热水器具有高效节能的特点,制造相同的热水量,是一般电热水器的4-6倍,其年平均热效比是电加热的4倍,利用能效高。该新产品克服了太阳能热水器依靠阳光采热和安装不便的缺点。由于空气能热水器的工作是通过介质换热,因此其不需要电加热元件与水直接接触,避免了电热水器漏电的危险,也防止了燃气热水器有可能爆炸和中毒的危险,更有效控制了燃气热水器排放废气造成的空气污染。
        空气能热水器不需要阳光,因此放在家里或室外都可以。太阳能热水器储存的水用完之后,很难再马上产生热水,如果电加热又需要很长的时间,而空气能热水零下20摄氏度以上,就可以24小时全天候承压运行。这样一来,即使用完一箱水,一个小时左右空气能热水器甚至更短时间内就会再产生一箱热水。同时它也能从根本上消除电热水器漏电、干烧以及燃气热水器使用时产生有害气体等安全隐患,
         笔者考察很多空气能热水器,它的热效率可以达到400%,因为它之需要很少的电能驱动压缩机,然后主要热量来自冷的空气,于是实现能量逆向转移。
         冬天,地球气温出现一些奇异现象,南方温度不仅仅没有身高,反而降了。因此南方也有了呼吁集中供热说法。于是,笔者在空气能热水器基础上设计一个家庭空气能供暖系统。因为知识产权原因,我只能说说工作原理。你的地板上按装很多跟北方一样散人管,这些热水来自压缩机把工作物质压缩液化时放热,把水加热后放到保温箱,然后工作物质在外面蒸发皿里蒸发,从空气中吸收热量,从而达到把冷处热量收集起来,让室内温度更高目的。
         这种逆向思维在我们生活和学习里经常用到。往往是我们解决问题一种方法和思维习惯。只有这样,我们才能有更多小发明、小创新,社会才会进步。不如微波炉,到电磁炉发现,亦是这种思维一种体现。
   (2018年8月11日于宜昌市尚书巷弄石斋)

0

阅读 收藏 喜欢 打印举报/Report
  

新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

新浪公司 版权所有