作者HuangJC (吹笛牧童)
看板ask-why
标题[请益] 从熵看除湿
时间Tue Mar 16 01:14:32 2010
在谈除湿之前,我想先谈到暖气机
暖气机是效率极高的机器
因为人类能控制的能量,大部份最後都会变热能
要从热能取出机械能不容易
要从机械能,化学能,电能等等变热能,却是非常容易
以目的论而言,效率应该极接近於 1
除非温度过高,有以光能溢散出去的
(所以卤素灯要转热能是有费心点,不包个黑纸黑布,加温就不太快)
再来看到冷气机,这东西就很心酸了
我们能丢入能量直接变热能
却无法丢入能量变冷;而是要抽出能量
**温度是无法从从低温往高温流动的
表面上冷气机做到了,而骨子里是透过压缩机
其实压缩机的热交换介面并没违反上面那一句
它仍然在执行着高温流向低温;只是压缩时把原来的低温拉拔成高温罢了
这里有能量密度的观念,能量还是这麽多,压起来密度就高了,就能变高温了
因此压起来的高温如果并不比室外高,就仍是无法致冷
而如果能运作的话,也是 室内抽出的能量+运转压缩机所需能量 = 丢去室外的能量
愈运作室外就愈热,愈来愈难抽出能量
就这点来说,实在和热功机不能比
再来说到除湿机,运用温度变化,使水气凝结
虽然湿度无法表达成一种'能量',但 几CC的水蒸气被凝结/抽走多少热能 还是可查的
由原理可知,这想必又是很辛酸的比值
刚才查了一下,原来早就有新款除湿机了
用的是'除湿轮'概念
简言之,从前是利用夺取水蒸气的热能使其凝结成水以除湿
除湿轮是反过来,在装满水气的除湿轮上加热,恢复除湿轮的乾燥
而冒出的水气还是利用夺取水蒸气热能的方式凝结
只不过重点在'有相对温度就有一方被夺取热量'
因此压缩机型式的以低於室温去夺取室温空气的热量
而除湿轮的是以高於室温的湿气被室温端夺取热量
一定要以夺取热量的方式才能凝结水气,才能除湿吗?
倒也不是,比如一些不通电的除湿包,有化学药剂
它本身上面的药剂会吸水气,凝结出水滴往下滴!!
可惜的是药剂会溶於水,因此吸湿的过程必然损耗
或者我们用熵的想法:这是不可能不损耗的,不然湿气为什麽要逆向凝结成水滴
(其实我觉得变结晶水还能想像,
只要计算不同型式晶格能量,变结晶水符合热力学定律即可
但变液体真的太神奇了吧,杰克~)
不过,湿度还是无法直接表达成能量型式
应该说,根据除湿的方法不同,要用不同的公式计算
而我始终在想,是不是有更划算的方法除湿
既然它不是能量型式,那麽熵对它的影响就不是直接的
想得到新的介质或触媒,就会有新的除湿方法
比方说用光线照就可以除湿 (植物的光合作用算啊 XD)
当然,得找出速度快点的方法
文章很长,表达不好,如果你直接 end 的话
那关键字在这里
'除湿轮' VS '压缩机'
--
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◆ From: 112.104.200.197
※ 编辑: HuangJC 来自: 112.104.200.197 (03/16 01:15)
1F:推 andyjy12:暖气效率能到4.... 03/16 01:18
2F:→ HuangJC:4 什麽?单位是什麽? 03/16 01:18
3F:→ HuangJC:百分比,没单位? 没大於 1 这种效率吧!! 除非外界能量供应 03/16 01:19
4F:→ HuangJC:比如不踩油下坡,车愈跑愈快,以化学能兑动能来说是大於一 03/16 01:20
5F:→ HuangJC:但如果把封闭系统的框框画大,它是取用位能,也不会大於1 03/16 01:20
6F:推 andyjy12:输入1W 电,输出4W热,简单说就是把冷器倒过来装就成了 03/16 01:23
7F:推 gamer:....楼上,你开玩笑吗? 03/16 01:25
8F:→ gamer:都违反能量守衡了。 03/16 01:26
10F:推 gamer:这个我知道啊,不过他讲的效率并不是热效率。 03/16 01:34
11F:推 gamer:你弄错他所谓的「能量利用率」了。 03/16 01:36
12F:→ gamer:不过Rakine cycle的效率其实没有直觉想的那麽高,你可能会想 03/16 01:41
13F:→ gamer:电器一直都在排热,所以加温应该被减温容易吧,不过并不是这 03/16 01:42
14F:→ gamer:样想。不论是什麽热机,其工作方式必然是牵涉到热从高温流动 03/16 01:43
15F:→ gamer:到低温,把冷气换成暖气,差别只是在原先用来压缩的功,变 03/16 01:44
16F:→ gamer:为膨胀做的功,其做功在理论上会是相同的((-P)(-v) = Pv) 03/16 01:45
17F:→ gamer:当然实际上做动上,压缩和膨胀行程还是不太一样,不过热效率 03/16 01:46
18F:→ gamer:原则上不会差太多就是了。 03/16 01:46
压缩机式的除湿机,本身是热端及冷端都在室内
(而冷气机内附除湿功能的,我都会觉得超冷
它顶多是监测室内温度不要太冷吧..)
冷热两端都在室内,你爱说热泵冷泵都行
又以 抽出热量+压缩机运转能量 = 注入能量 来说
因为冷热两端(抽出注入端)都在室内,能量都没跑出去
应该是室内温度会提高才对
不过实际使用上我常觉得乾爽了,也变冷了
大概我家属於湿热型,当空气中水气被吸走,那麽热容量也减少
而储水盒的水是比较热的吧?(不然咧,怎麽解释我的感觉?)
热泵式的暖气机,其大於1的效率,都必需要外部能量
一切看我们怎麽画封闭系统的圈圈,这字眼问题我们可以沟通的..还好
不过如果室外也冷,根本就抽不到
这效率到达 4,很惊人啊!! XD
你是在火炉旁抽热能吗?
;;
不过我的题目不是抽热能的效率,而是抽湿气的效率
※ 编辑: HuangJC 来自: 112.104.200.197 (03/16 02:13)
19F:→ HuangJC:因为压缩机吃能量,被抽的也是能量,其比值可以对消没单位 03/16 02:19
20F:→ HuangJC:也就是效率,一定小於1;但湿气对上能量就有单位了,也不见得 03/16 02:20
21F:→ HuangJC:只能设计出一定要能量的除湿机才对.如果找到新公式的话.. 03/16 02:21
※ 编辑: HuangJC 来自: 112.104.25.71 (03/16 03:11)
22F:推 Akulamaru:湿度和能量之间是有对应关系的,请参阅冷冻空调课本 03/16 12:15
23F:→ Akulamaru:不过除湿的部份就不熟了,虽说冷冻空调也忘光了.... 03/16 12:16
24F:→ HuangJC:那个对应关系,是建立在'使用压缩机除湿'时,所以我才说如果 03/16 13:05
25F:→ HuangJC:我找到新的化学变化,改用新的公式,又如何? 03/16 13:06
26F:→ HuangJC:它不像'能量守恒'那麽漂亮,可以从封闭系统直接拿到结论 03/16 13:06
27F:推 YJM1106:若以生产热能为目的 冷气机效率比较高喔~ 03/16 14:53
28F:推 Grashof:暖气效率就是大於一呀,理想效率常常在1X 03/18 22:13
29F:→ Grashof:这里的效率定义是:送给你多少热量/丢进去多少电能 03/18 22:13
30F:推 Grashof:湿气下降,潜热被吸走拉 03/18 22:34