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空氣能熱水器廠家告訴大家熱力學第二定律指出,在自然狀態(tài)下,熱量只能從高溫物體傳給低溫物體,高品位能量只能自動轉化為低品位能量;所以在使用能量的過程中,能量的品位總是不斷地降低。因此熱力學第二定律也稱為能量的貶值原理。在使用各種設備利用能量的過程中,無論是加熱還是做功,都會不可避免地產(chǎn)生各種能量損失。能量的損失大體可以分為四種:設備散熱、設備生熱、設備排熱和能量品位下降。1.設備散熱設備內(nèi)部的熱能會通過輻射、對流、熱傳導等傳熱方式從設備的表面向外散失,這些能量最后都擴散到大氣環(huán)境中,成為品位最低的無用能(?)。2.設備生熱這部分損失就是設備的內(nèi)耗。設備的摩擦、設備內(nèi)部壓力和溫度的波動、設備的頻繁啟停等都會使品位較高的機械能變成品位很低的熱能,這些熱能不但沒有用處,有時候還要設置專門的冷卻裝置將它們帶走。3.設備排熱設備產(chǎn)生的各種煙氣、灰渣、冷卻水等都會帶走大量的熱量,例如鍋爐和工業(yè)爐的煙氣、爐渣,汽輪機的排汽以及各種工業(yè)半成品和產(chǎn)成品等。這些熱量的排出比較集中,有利于回收利用,而設備的散熱和生熱一般是無法回收利用的。4.能量品位下降這部分損失的實質就是對能量“降格”使用。
例如,在城市集中供熱的系統(tǒng)中,先用電廠200℃左右的蒸汽將一次熱網(wǎng)的循環(huán)水加熱至100~130℃,再用一次熱網(wǎng)循環(huán)水將二次熱網(wǎng)循環(huán)水加熱至60~80℃,最后,由二次熱網(wǎng)循環(huán)水向建筑室內(nèi)供熱。在這個過程中,如果不考慮換熱設備和管道的散熱,就沒有其他能量損失;能量的總量沒變,但是能量的品位下降了,需要的是80℃的熱量,提供的是200℃的熱量,熱量被人們主動地降格使用,浪費了能量。再如,在鍋爐或工業(yè)爐中,如果冷空氣侵入爐膛,就會使爐內(nèi)煙氣溫度降低,熱能的總量雖然沒變,但熱能的品位下降,煙氣做功和加熱的能力也隨之下降。這種情況下能量是被動地“降格”,也浪費了能量。這種造成可用能損失的過程是不可逆的過程,所以這種可用能的損失也稱為不可逆損失。不可逆損失有以下幾種:①熱量從高溫傳向低溫,直至接近環(huán)境溫度。②液體從壓力高處流向壓力低處,直至接近與環(huán)境相平衡的壓力。③物質從濃度高處擴散轉移到濃度低處,直至接近與環(huán)境相平衡的濃度。④物體從高的位置降落到穩(wěn)定的位置。⑤電荷從高電位遷移到接近于環(huán)境的電位。
例如,在城市集中供熱的系統(tǒng)中,先用電廠200℃左右的蒸汽將一次熱網(wǎng)的循環(huán)水加熱至100~130℃,再用一次熱網(wǎng)循環(huán)水將二次熱網(wǎng)循環(huán)水加熱至60~80℃,最后,由二次熱網(wǎng)循環(huán)水向建筑室內(nèi)供熱。在這個過程中,如果不考慮換熱設備和管道的散熱,就沒有其他能量損失;能量的總量沒變,但是能量的品位下降了,需要的是80℃的熱量,提供的是200℃的熱量,熱量被人們主動地降格使用,浪費了能量。再如,在鍋爐或工業(yè)爐中,如果冷空氣侵入爐膛,就會使爐內(nèi)煙氣溫度降低,熱能的總量雖然沒變,但熱能的品位下降,煙氣做功和加熱的能力也隨之下降。這種情況下能量是被動地“降格”,也浪費了能量。這種造成可用能損失的過程是不可逆的過程,所以這種可用能的損失也稱為不可逆損失。不可逆損失有以下幾種:①熱量從高溫傳向低溫,直至接近環(huán)境溫度。②液體從壓力高處流向壓力低處,直至接近與環(huán)境相平衡的壓力。③物質從濃度高處擴散轉移到濃度低處,直至接近與環(huán)境相平衡的濃度。④物體從高的位置降落到穩(wěn)定的位置。⑤電荷從高電位遷移到接近于環(huán)境的電位。