压缩式热泵应用管理论文

摘要。（火用），从“量”和“质”两个方面规定了能量的“价值”，解决了热力学中长期以来没有一个参数可以单独评价能量价值的问题，改变了人们对能的性质、能的损失和能的转换效率等问题的传统看法，提供了热工分析的科学基础。本文简要介绍了热力学上（火用）的相关概念及其在热力系统能量平衡分析中的应用，并运用这种方法对采用压缩式热泵的采暖系统进行了（火用）分析。

关键词：热力系统（火用）分析压缩式热泵

0引言

“（火用）”，作为一种评价能量价值的参数，从“量”和“质”两个方面规定了能量的“价值”，解决了热力学中长期以来没有一个参数可以单独评价能量价值的问题，改变了人们对能的性质、能的损失和能的转换效率等问题的传统看法，提供了热工分析的科学基础。同时，它还深刻揭示了能量在转换过程中变质退化的本质，为合理用能指明了方向。

热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给加热的对象（温度较高的物体）。目前国外热泵技术已得到了广泛的应用，并且仍在不断发展。随着国家对节能和环境保护工作的重视，我国热泵的研制和推广工作也得到了迅速发展。在我们暖通空调领域，热泵尤其是压缩式热泵有着非常广泛的应用前景。本文从“（火用）”这个角度出发，对压缩式热泵在采暖系统中的应用进行了（火用）分析。

1（火用）与能量

以前很长一段时间，人们习惯于从能量的数量来量度能的价值，却不管所消耗的是什么样的能量。众所周知，各种不同形态的能量，其动力利用的价值并不相同。即使是同一形态的能量，在不同条件下也具有不同的作功能力。“焓”与“内能”虽具有“能”的含义和量纲，但它们并不能反映出能的质量。而“熵”与能的“质”有密切关系，但却不能反映能的“量”，也没有直接规定能的“质”。为了合理用能，就需要采用一个既能反映数量又能反映各种能量之间“质”的差异的同一尺度。“（火用）”正是这样一个可以科学评价能量价值的热力学物理量。

1.1（火用）和（火无）的概念

各种形态的能量，转换为“高级能量”的能力并不相同。如果以这种转换能力为尺度，就能评价出各种形态能量的优劣。但是转换能力的大小与环境条件有关，还与转换过程的不可逆程度有关。因此，实际上采用在给定的环境条件下，理论上最大可能的转换能力作为量度能量品味高低的尺度，这种尺度称之为（火用）（exergy）。它的定义如下：

当系统由一任意状态可逆地变化到与给定环境相平衡的状态时，理论上可以无限转换为任何其他能量形式的那部分能量，称之为（火用）[1]。

因为只有可逆过程才有可能进行最完全的转换，所以可以认为（火用）是在给定的环境条件下，在可逆过程中，理论上所能作出的最大有用功或消耗的最小有用功。

与此相对应，一切不能转换为（火用）的能量，称之为（火无）（anergy）。

任何能量e均由（火用）（ex）和（火无）（an）两部分所组成，即

e＝ex＋an

1.2能量的转换规律

从（火用）和（火无）的观点来看，能量的转换规律可归纳为以下几点：

（1）（火用）与（火无）的总量保持守恒，即我们常说的能量守恒原理。

（2）（火无）再也不能转换为（火用），否则将违反热力学第二定律。

（3）可逆过程不出现能的贬值变质，所以（火用）的总量守恒。

（4）在一切实际不可逆过程中，不可避免地发生能的贬值，（火用）将部分地“退化”为（火无），成为（火用）损失。因为这种退化是无法补偿的，所以（火用）损失才是能量转换中的真正损失。

（5）孤立系统的（火用）值不会增加，只会减少，至多维持不变，此即孤立系统（火用）减原理。所以（火用）与熵一样，可用作自然过程方向性的判据。

1.3热量（火用）