熱泵與冷氣機效率 - 社會議題
By Ethan
at 2008-08-31T00:00
at 2008-08-31T00:00
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我在網上看到了現時有一個 熱泵熱水器,所產出的熱水能量來源是來自 空氣中的熱 + 壓縮泵做的功。
熱泵是一個轉移熱量的機器。
冷氣機和熱泵熱水器是同一原理,熱泵熱水器被稱為環保,因其用電 1kw 便可得到 2-3kw能量(來自空氣),但為何冷氣機會被稱為不環保,兩者都是將 熱 轉移的機器,應該說是同一部機器,只是熱泵熱水器收集所排出的熱量,而冷氣機沒有回收該熱量。
按能量守衡原則,
被拿走的能量 = 被放出的能量 + 壓縮泵做的功
我們開冷氣機時,室內溫度降低,室內整體能量少了,但只要我們關了冷氣機,外面的熱氣湧入室內,使室內溫度提升,室內整體能量多了。
被拿走的能量 = 被放出的能量 + 壓縮泵做的功
現時 被拿走的能量 = 被放出的能量, 多了的只有 壓縮泵做的功,而一般冷氣機用電量是 2000w,這樣會是地球全球曖化的因素嗎?
還是熱泵製熱效率高,所以可用於 熱泵熱水器,而熱泵製冷效率低,所以用電要很多而製出的冷會很少?
如果是製冷效率低,原因是甚麼呢?我現在認知中,熱泵熱水器與冷氣機是同一原理,同一部機器。
熱泵是一個轉移熱量的機器。
冷氣機和熱泵熱水器是同一原理,熱泵熱水器被稱為環保,因其用電 1kw 便可得到 2-3kw能量(來自空氣),但為何冷氣機會被稱為不環保,兩者都是將 熱 轉移的機器,應該說是同一部機器,只是熱泵熱水器收集所排出的熱量,而冷氣機沒有回收該熱量。
按能量守衡原則,
被拿走的能量 = 被放出的能量 + 壓縮泵做的功
我們開冷氣機時,室內溫度降低,室內整體能量少了,但只要我們關了冷氣機,外面的熱氣湧入室內,使室內溫度提升,室內整體能量多了。
被拿走的能量 = 被放出的能量 + 壓縮泵做的功
現時 被拿走的能量 = 被放出的能量, 多了的只有 壓縮泵做的功,而一般冷氣機用電量是 2000w,這樣會是地球全球曖化的因素嗎?
還是熱泵製熱效率高,所以可用於 熱泵熱水器,而熱泵製冷效率低,所以用電要很多而製出的冷會很少?
如果是製冷效率低,原因是甚麼呢?我現在認知中,熱泵熱水器與冷氣機是同一原理,同一部機器。
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By Lauren
at 2008-09-04T17:10
at 2008-09-04T17:10
打個比方,就是像很多加油站的降溫方法類似(噴水霧),霧狀小水滴因為表面曲率大,飽和蒸汽壓提高,所以更容易揮發,當他揮發時,就會(吸熱)帶走大量的熱量,所以可以幫助降溫。
按能量守衡原則,
被拿走的能量 = 被放出的能量 + 壓縮泵做的功
冷氣機:
室外排熱(3倍)=室內吸收熱能(2倍)+壓縮機做的功(1倍)
熱泵熱水器:加熱水溫(3倍)=吸收空氣熱能(2倍)+壓縮機做的功(1倍)
所以熱泵熱水器得到熱水的熱能,只須(1倍)電能就有(3倍)的熱能,而冷氣機卻是排掉(3倍)熱能。
現時 被拿走的能量 = 被放出的能量, 多了的只有 壓縮泵做的功,而一般冷氣機用電量是 2000w,這樣會是地球全球曖化的因素嗎?
A:全球暖化大部分是二氧化碳氣體,像是一層厚厚棉被把地球包住,加上太陽輻射熱,燃燒廢熱,機器做功廢熱(冷氣算是),人口暴增......等造成。
如果是製冷效率低,原因是甚麼呢?我現在認知中,熱泵熱水器與冷氣機是同一原理,同一部機器。
A:因為熱泵熱水器主要是製熱,冷側只是製熱副產品,原理雖然同冷氣,但是冷媒的蒸發及冷凝應用是相反的,其中的蒸發器及冷凝器設計上也不太相同。
2008-09-01 09:57:49 補充:
熱泵熱水器:吸收暖化氣體,排出冷空氣有效減少暖化現象,儲存熱量,沒有燃燒,不會製造汙染,環保節能的好產品。
By Ina
at 2008-09-01T00:48
at 2008-09-01T00:48
您做的功課及各位大大所回答的絕對是真理但非您要的答案,
同樣功率壓縮機的熱泵和冷氣耗能是一樣的,沒有所謂熱泵環
保而冷氣耗能的說法。
請以比較的角度來看熱水加熱設備,熱泵是以相當的差異優勢
勝出其它像是燃油、電熱、瓦斯這些傳統熱水器,所以在熱水
設備中熱泵就叫做節能產品。
而冷氣就不像熱泵有一些"綠葉"可以襯托出"紅花"來,冷氣在相
同的藉冷媒做熱量運輸原理下只有在壓縮機(往復式>迴轉式>渦
旋式)或是電控(定頻>變頻)上做改良,因為以前沒有別的方法可
以把熱量從室內抽出到室外,所以不能像熱泵在熱水器界是鶴
立雞群般的感覺。
另外就是使用比率,通常熱泵耗電1度約可產熱水80L,一家4
口淋浴可能2~3度電就打發了,一個月了不起100度2百多元;冷
氣使用量就不同了,4~6坪空間冷房一小時消耗1度電,如果您
控制一天使用2~3小時那就和熱泵差不多2百多元,但往往都是
大空間加上長時間所以電費就可觀了。
熱泵是熱水器中的節能產品,但是在空調設備中頂多只有直流
變頻這類同原理僅做改良的比較沒有極大差異來突顯或比較啦
!這樣有讓您消除疑問了嗎?
By Caroline
at 2008-09-02T03:36
at 2008-09-02T03:36
冷氣機主要是由壓縮機及一些熱交換器組成,其內充灌冷媒。冷氣機通電後,從空氣吸取熱量,使空氣降溫,這便產生了冷氣。冷氣機也會往外面排出熱氣,由自然界的能量不滅原理,這些熱氣的能量(QH)會等於輸入冷氣機的電能(We)加上從冷氣房所吸取的熱量(QL),即QH=QL We。
另一個角度來看,冷氣機也可以說是一部移熱裝置,把熱能從一個地方(冷氣房)移到另一個地方(大氣),當然這個移動熱能的作用需要借助電能才會發生。就如同家裡所用的水泵,一通電後,會將水從一個地方(一樓自來水池)送到另一個地方(樓頂水塔)一樣。只是冷氣機所搬動的是熱能而已,所以冷氣機的學名又稱為「熱泵」利用壓縮機的循環原理來產生移動熱能的作用,如下圖所示︰
圖片參考:http://farm4.static.flickr.com/3135/2826860095_334...
我們知道地球外表的大氣層會吸收太陽能,加上溫室效應,使得大氣層形同一個巨大的太陽能儲存庫(可稱之為「大氣熱能庫」),其溫度變化緩慢,幾乎不受日夜與天候的影響。台灣位處亞熱帶地區,終年溫暖,大氣熱能資源極為豐富,是間接擷取太陽能之最佳地點。
熱泵熱水器原理與冷氣機相同,只是將冷氣機製造冷氣過程中,往外面排出的熱氣能量,排入一個水槽中,製成熱水,可回收原本要排放的熱氣,變成有用的資源。而在製造冷氣過程中,也會產生除溼作用,因此熱泵熱水器具一機三用(熱水、冷氣、除濕)功能。冷氣機如設計成放置在室外,從大氣中吸取熱能,排出的熱量,仍然導入水槽中製成熱水,這就是「大氣取熱式熱泵熱水器」。而大氣熱能來自地球上的大氣層,時時在吸收太陽能,取之不盡用之不竭,所以「大氣取熱式熱泵熱水器」也是太陽能應用的一種。所以這種「大氣取熱式熱泵熱水器」也是太陽能應用的一種。
有些人可能使用過冷暖氣機(附暖氣功能的冷氣機),它是從大氣吸取熱能,然後排入屋內取暖,這是大氣取熱式熱泵的一種。排入室內的暖氣能量(QH),約為輸入電能(We)的二到三倍左右,也就是說輸入1kW電能,可以獲得2kW到3kW的暖房能力! 而市面上暢銷的電暖爐,輸入1kW電能,頂多也只能獲得1kW的暖房能力。因此,採用熱泵來取暖,可以節省電力約五到七成,是值得大力推廣的綠色環保器具。一樣的道理,熱泵熱水器也可以節省電力約五到七成。
如果將冷氣機製造冷氣過程中,往外面排出的熱氣能量(QH),排入一個水槽中,製成熱水供各種使用,這樣就可回收原本要排放到屋外讓路人痛苦的熱氣,變成有用的資源。可節省另外製造熱水的設備投資與能源費用,又有利環保,做到利己利人。因此,冷氣機除產生冷氣外,從製造熱水的功能來看,它也可變成一部「熱泵熱水器」,冷氣與熱水通通有用。而在製造冷氣過程中,也會產生除溼作用,因此「熱泵熱水器」兼具熱水、冷氣、除濕的多重功能,是典型的綠色環保器具。
在天氣涼爽,屋內不用冷氣時,冷氣機也可以設計成從大氣吸取熱能,排出的熱氣能量(QH),仍然導入水槽中,製成熱水,這就是「大氣取熱式熱泵熱水器」。那大氣的熱能又從哪兒來呢? 這很簡單,地球上的大氣層時在吸收太陽能,取之不盡用之不竭。所以這種「大氣取熱式熱泵熱水器」也是太陽能應用的一種,稱它為「太陽能熱泵」也可以。
熱泵機可分二大類為:
(1)空氣對水熱泵機air to water
(2)水對水熱泵機water to water
空氣對水的特性:
其熱源是取自於空氣中的熱,熱能被冷媒吸取後,原有悶濕悶濕空氣即變成乾冷之空氣,即是我們日常生活中所稱的冷氣,所吸取的熱能經壓縮機傳輸轉換成中溫熱水,即成熱泵熱水此謂空氣對水。
水對水的特性:
其熱源取自於大自然的水(自來水、海水、山水、溪水、地下水井水、工業排放水皆是),大自然的水資源熱能被吸取後,原常溫的水即變成7℃~12℃的冰水,原有被吸收的熱能經壓縮機傳輸轉換成中溫熱水,即成熱泵熱水此謂水對水。
By Lauren
at 2008-09-03T14:30
at 2008-09-03T14:30
冷氣 : 利用壓容功將熱抽到室外 ~
室外得熱 = 室內被抽出的熱 所耗電能 ~
暖氣 : 想像把冷氣反過來裝 ~
室內得熱 = 室外被抽出的熱 所耗電能 ~
如果壓容功效率是 100% 的話,
那麼, 當我們在室內享受冷氣時
當室內被抽出一單位的熱時, 室外環境卻得承受兩單位的熱 ~
(一單位的電能 加 一單位的室內排出熱 ~ )
2008-09-01 17:46:36 補充:
而暖器呢 ? 恰好相反 ~
消耗半單位的電能, 室內就可以得到一單位的熱 ~
(半單位的電能 加 半單位的室外取得熱 ~ )
所以暖氣機也比電暖爐省電,
因為電暖爐僅是單純將電能轉為熱 ~
比較起來當然暖氣比冷氣有效率的多 ~
(用少的能源達成同樣的室內溫度變化 ~ )
這兩者是同樣的原理,
但因我們的需求不同, 壓容功的對象不同,
因而對能源需求也大不相同 ~
消耗能源多出一倍的冷氣機,
當然比較不環保 ~
By Ida
at 2008-08-31T05:09
at 2008-08-31T05:09
熱泵製熱也是以『冷煤』做熱交換的轉換介質,壓縮泵幫助『冷煤』做循環功能,所以壓縮泵需長時間運轉消耗能量而發熱,而風扇行冷凝與蒸發做用。
而環保問題與『冷煤類型』及壓縮泵長時間運轉消耗能量而發熱有關。
而我認為進行熱交換的效率應該也與氣溫(環境溫度)有關。
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