A2第一和第二定律效率的概念

这两个概念之间的基本区别是,虽然第一定律效率只与特定的技术应用,以满足特定的任务,例如,照明和空间加热,的概念第二定律效率考虑实际的技术工作和技术,从理论上讲是最好的相同的任务。以下例子是否热与电熔炉或房子热泵说明了这两个概念之间的区别。

49这个附录是由Manuel Frondel和德克Rubbelke。

50 Nakicenovic 1996。

51 Gilli 1995。

52参见Frondel et al . 2002。

考虑房子,应加热锡的温度= 21°C,而室外温度仍然兜售= 1°C。在一个伟大的各种技术用于这项任务,与炉加热是最常用的方法之一,而热泵很少使用。例如,当使用一个电炉、电能量转化为热量。在实践中,提供的电能的一部分ios版雷竞技下载 不能转换成所需的热量。这意味着,根据炉、或多或少的电能被浪费了。

第一定律效率措施的概念每个时间的最小能量的比值,如例如,理论上的最小功率要求所必需的权力实际上是与这个电炉:保持一个恒定的温度

Pmin(电炉)-Pcmal(电炉)

实际上是必要的权力,Pactual(电炉),可以分成两部分:最低功率Pmin(电炉)一定需要和大量被浪费的权力。只有在没有权力浪费第一定律效率达100%。一个理想工作炉是一个例子。然而在实践中,E是小于100%。通常,第一定律效率电熔炉在70 - 80%的范围,与表现最佳电熔炉操作效率大于90%。

为了简单起见,我们假设我们的电炉是完美的第一定律效率:£1 = 100%。在这种情况下,最小的电力需要保持温度水平锡(图A4.1),因为电力交付图像的基本单位是完全转变成热功率,Pheat。此外,一个熵通量炉产生的年代,提供热服务最终想要的。由于不完全绝缘,熵通量逐渐产生出口,需要一个永久的供暖。这些热量或熵产生类似于

图A4.1比较能量和熵流(a)电炉和(b)热泵

(一)电炉(b)热泵

皮条客=图像的基本单位

资料来源:雷诺兹和Lunnas 1978年。

熵通量

能量流

皮条客=图像的基本单位

资料来源:雷诺兹和Lunnas 1978年。

entropy-producing擦手的温暖。一个人搓着他/她的双手上寒冷的冬天天体验什么是熵产生。

与理想的电炉,热泵理想情况下不会产生熵。相反,热泵仅仅从屋外进口熵。然而,热泵,熵,特别是热,不会流从低温度兜售锡本身温度就越高。熵本身,尤其是热,流更高的温度降低。这就是为什么一个热泵为交付所需的热功率是必不可少的。

电熔炉一样,热泵运行在电力。回想一下,在我们的示例中,假设热泵工作在理想的情况下,也就是说,其第一定律效率= 100%。换句话说,加热所需的电力的房子,有一个完美的热泵等于最小电能。因此,理想的电炉和理想热泵工作同样的第一定律效率。然而,炉技术不如热泵。锡= 21°C = 294 K和兜售= 1°C = 274 K,我们从physics.53法获得

图像的基本单位(热泵)= (T„- T0M)•S = _20K_ = 0 073裴(炉)T•S 294 K。(2)

所需的最小电力热泵低于8%的电力所需的炉为等量的热功率。从理论上讲,热泵是最好的技术。它只需要一个最小数量的电力的任务空间加热,因为热泵从户外进口几乎所有的热量。另一方面,一个电炉是最糟糕的技术。它需要电力的最大数量相同的任务,没有热量是进口的(参见图A4.1)。相反,整个内部产生热量。

灵感来自方程(4.2)Nakicenovic54以及Frondel Rubbelke55第二定律效率定义为最小功率的比例理论上所需的最佳技术所需的最低功率技术实际上使用以达到相同的任务:56

/ ^¡„(理论上最佳技术)

根据定义,第二定律效率指的是真正在工作的技术和技术,至少从理论上来说,是最好的。相比之下,第一定律效率仅涉及技术实际应用。

53看到Frondel Rubbelke 2002、290和图1。

54 Nakicenovic 1996。

55 Frondel Rubbelke 2002。

56 Nakicenovic(1996、81)第二定律效率定义为理论最低的比率能源消耗针对一个特定任务的实际能源消耗相同的任务。

电熔炉的悲惨的第二定律效率性能反映了穷人匹配技术的使用和能源使用的目的:加热的帮助下电力是一种罪恶的熵因为电力生成了一些努力和伴随着熵的生产余热的形式。高质量的能源形式的电取暖是滥用的目的,产生熵的形式再次加热,虽然现在所需。关于熵的考虑,最好是使用天然气和熵的形式生产所需的热量只有一次。

第一定律效率而言;这些问题都不是问题。没有选择,真正在工作的专门技术,将被考虑在内。从这有限的观点,考虑到高第一定律效率与电能转换成所需的热量,加热用电似乎是一个大问题。然而,第二定律效率低于8%在这个例子强调高质量的应用程序的不匹配对劣质能源服务。

继续阅读:能源效率的好处

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