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

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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℃。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。

热搜:关于理想气体卡诺循环的效率叙述正确的是

答案解析

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  • 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=q1/εHP=-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。