[請益] 從熵看除溼

[HuangJC (吹笛牧童)]

在談除溼之前,我想先談到暖氣機

暖氣機是效率極高的機器
因為人類能控制的能量,大部份最後都會變熱能
要從熱能取出機械能不容易
要從機械能,化學能,電能等等變熱能,卻是非常容易

以目的論而言,效率應該極接近於 1
除非溫度過高,有以光能溢散出去的
(所以滷素燈要轉熱能是有費心點,不包個黑紙黑布,加溫就不太快)


再來看到冷氣機,這東西就很心酸了
我們能丟入能量直接變熱能
卻無法丟入能量變冷;而是要抽出能量
**溫度是無法從從低溫往高溫流動的
表面上冷氣機做到了,而骨子裏是透過壓縮機
其實壓縮機的熱交換介面並沒違反上面那一句
它仍然在執行著高溫流向低溫;只是壓縮時把原來的低溫拉拔成高溫罷了
這裏有能量密度的觀念,能量還是這麼多,壓起來密度就高了,就能變高溫了
因此壓起來的高溫如果並不比室外高,就仍是無法致冷
而如果能運作的話,也是 室內抽出的能量+運轉壓縮機所需能量 = 丟去室外的能量
愈運作室外就愈熱,愈來愈難抽出能量
就這點來說,實在和熱功機不能比

再來說到除溼機,運用溫度變化,使水氣凝結
雖然溼度無法表達成一種'能量',但 幾CC的水蒸氣被凝結/抽走多少熱能 還是可查的
由原理可知,這想必又是很辛酸的比值

剛才查了一下,原來早就有新款除溼機了
用的是'除溼輪'概念
簡言之,從前是利用奪取水蒸氣的熱能使其凝結成水以除溼
除溼輪是反過來,在裝滿水氣的除溼輪上加熱,恢復除溼輪的乾燥
而冒出的水氣還是利用奪取水蒸氣熱能的方式凝結
只不過重點在'有相對溫度就有一方被奪取熱量'
因此壓縮機型式的以低於室溫去奪取室溫空氣的熱量
而除溼輪的是以高於室溫的溼氣被室溫端奪取熱量

一定要以奪取熱量的方式才能凝結水氣,才能除溼嗎?
倒也不是,比如一些不通電的除溼包,有化學藥劑
它本身上面的藥劑會吸水氣,凝結出水滴往下滴!!
可惜的是藥劑會溶於水,因此吸溼的過程必然損耗
或者我們用熵的想法:這是不可能不損耗的,不然溼氣為什麼要逆向凝結成水滴
(其實我覺得變結晶水還能想像,
 只要計算不同型式晶格能量,變結晶水符合熱力學定律即可
 但變液體真的太神奇了吧,傑克~)

不過,溼度還是無法直接表達成能量型式
應該說,根據除溼的方法不同,要用不同的公式計算
而我始終在想,是不是有更划算的方法除溼
既然它不是能量型式,那麼熵對它的影響就不是直接的
想得到新的介質或觸媒,就會有新的除溼方法
比方說用光線照就可以除溼 (植物的光合作用算啊 XD)
當然,得找出速度快點的方法


文章很長,表達不好,如果你直接 end 的話
那關鍵字在這裏

'除溼輪' VS '壓縮機'

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 112.104.200.197
※ 編輯: HuangJC         來自: 112.104.200.197      (03/16 01:15)
推 andyjy12:暖氣效率能到4....
→ HuangJC:4 什麼?單位是什麼?
→ HuangJC:百分比,沒單位? 沒大於 1 這種效率吧!! 除非外界能量供應
→ HuangJC:比如不踩油下坡,車愈跑愈快,以化學能兌動能來說是大於一
→ HuangJC:但如果把封閉系統的框框畫大,它是取用位能,也不會大於1
推 andyjy12:輸入1W 電，輸出4W熱，簡單說就是把冷器倒過來裝就成了
推 gamer:....樓上，你開玩笑嗎？
→ gamer:都違反能量守衡了。
推 andyjy12:http://0rz.tw/5ZrBM 熱泵  不然再去goo"熱泵"
推 gamer:這個我知道啊，不過他講的效率並不是熱效率。
推 gamer:你弄錯他所謂的「能量利用率」了。
→ gamer:不過Rakine cycle的效率其實沒有直覺想的那麼高，你可能會想
→ gamer:電器一直都在排熱，所以加溫應該被減溫容易吧，不過並不是這
→ gamer:樣想。不論是什麼熱機，其工作方式必然是牽涉到熱從高溫流動
→ gamer:到低溫，把冷氣換成暖氣，差別只是在原先用來壓縮的功，變
→ gamer:為膨脹做的功，其做功在理論上會是相同的((-P)(-v) = Pv)
→ gamer:當然實際上做動上，壓縮和膨脹行程還是不太一樣，不過熱效率
→ gamer:原則上不會差太多就是了。
壓縮機式的除溼機,本身是熱端及冷端都在室內
(而冷氣機內附除溼功能的,我都會覺得超冷
 它頂多是監測室內溫度不要太冷吧..)

冷熱兩端都在室內,你愛說熱泵冷泵都行
又以 抽出熱量+壓縮機運轉能量 = 注入能量 來說
因為冷熱兩端(抽出注入端)都在室內,能量都沒跑出去
應該是室內溫度會提高才對

不過實際使用上我常覺得乾爽了,也變冷了
大概我家屬於溼熱型,當空氣中水氣被吸走,那麼熱容量也減少
而儲水盒的水是比較熱的吧?(不然咧,怎麼解釋我的感覺?)


熱泵式的暖氣機,其大於1的效率,都必需要外部能量
一切看我們怎麼畫封閉系統的圈圈,這字眼問題我們可以溝通的..還好
不過如果室外也冷,根本就抽不到
這效率到達 4,很驚人啊!! XD
你是在火爐旁抽熱能嗎?

;;

不過我的題目不是抽熱能的效率,而是抽溼氣的效率
※ 編輯: HuangJC         來自: 112.104.200.197      (03/16 02:13)
→ HuangJC:因為壓縮機吃能量,被抽的也是能量,其比值可以對消沒單位
→ HuangJC:也就是效率,一定小於1;但溼氣對上能量就有單位了,也不見得
→ HuangJC:只能設計出一定要能量的除溼機才對.如果找到新公式的話..
※ 編輯: HuangJC         來自: 112.104.25.71        (03/16 03:11)
推 Akulamaru:濕度和能量之間是有對應關係的，請參閱冷凍空調課本
→ Akulamaru:不過除濕的部份就不熟了，雖說冷凍空調也忘光了....
→ HuangJC:那個對應關係,是建立在'使用壓縮機除溼'時,所以我才說如果
→ HuangJC:我找到新的化學變化,改用新的公式,又如何?
→ HuangJC:它不像'能量守恒'那麼漂亮,可以從封閉系統直接拿到結論
推 YJM1106:若以生產熱能為目的 冷氣機效率比較高喔～
推 Grashof:暖氣效率就是大於一呀，理想效率常常在1X
→ Grashof:這裡的效率定義是：送給你多少熱量/丟進去多少電能
推 Grashof:濕氣下降，潛熱被吸走拉