Как пользоваться
- Выберите единицу температуры: °C, K или °F.
- Введите температуру нагревателя (котла, продуктов сгорания, комнаты, которую греет тепловой насос).
- Введите температуру холодильника (охлаждающей воды, наружного воздуха, камеры холодильника).
- При желании укажите подведённую теплоту в джоулях — или в любых единицах энергии, работа получится в тех же единицах.
Как считается
Температуры переводятся в кельвины: K = °C + 273,15, K = (°F − 32) × 5/9 + 273,15. Затем:
- КПД Карно η = 1 − Tх ÷ Tн
- Холодильный коэффициент = Tх ÷ (Tн − Tх): сколько теплоты отбирается у холодного тела на единицу работы
- Отопительный коэффициент = Tн ÷ (Tн − Tх): сколько теплоты получает тёплая сторона на единицу работы
- Максимальная работа A = η × Qн, остальное, Qн − A, уходит холодильнику
Пример расчёта
Паросиловой цикл получает теплоту при 500 °C и отдаёт при 25 °C. В кельвинах это 773,15 K и 298,15 K, разность 475 K.
- η = 475 ÷ 773,15 = 61,44 %
- Из 1000 Дж теплоты в работу превращается не больше 614,37 Дж, 385,63 Дж уходят с охлаждающей водой.
- Холодильная машина между теми же температурами могла бы иметь холодильный коэффициент 298,15 ÷ 475 = 0,628, тепловой насос — 773,15 ÷ 475 = 1,628.
Советы и частые ошибки
- Малая разность температур — большой коэффициент. Тепловой насос, переносящий теплоту с улицы при 0 °C в дом при 20 °C, идеально мог бы иметь 293,15 ÷ 20 = 14,66; реальные установки достигают лишь части этого.
- КПД и холодильный коэффициент — не одно и то же. КПД двигателя меньше 100 %, а коэффициенты холодильника и теплового насоса часто больше 1, и противоречия здесь нет.
- Важны температуры, а не топливо. Предел зависит только от двух температур, а не от вида топлива или рабочего тела.