能量贬值原理.docx

色诜艙服务朗一品牌---本文出自华誉能源总裁张军的新《书地热能、余热能与热泵技术》 第1.3.3章节能量贬值原理热力学第二定律指出，在自然状态下，热量只能从高温物体传给低温物体， 高品位能量只能自动转化为低品位能量，所以在使用能量的过程中，能量的品位 总是不断地降低，因此热力学第二定律也称为能量的贬值原理在使用各种设备利用能量的过程中，无论是加热还是做功，都会不可避免地 产生各种能量损失能量的损失大体可以分为四种： 设备散热、设备生热、从 设备排走的热量和能量品位的下降1. 设备散热设备内部的热能会通过辐射、对流、热传导等传热方式从设备的表面向外散 失，这些能量最后都扩散到大气环境中，成为品位最低的无用能（火无）2. 设备生热这部分损失就是设备的内耗设备的摩擦、设备内部压力和温度的波动、设 备的频繁起停等都会使品位较高的机械能变成品位很低的热能，这些热能不但没 有用处，有时候还要设置专门的冷却装置将它们带走3. 设备排热设备产生的各种烟气、灰渣、冷却水都会带走大量的热量，例如锅炉和工业 炉的烟气、炉渣，汽轮机的排汽，以及各种工业半成品和产成品等都会带走大量 的热量这些热量的排出比较集中，比较有利于回收利用，而设备的散热和生热 一般是无法回收利用的。

4. 能量品位下降这部分损失的实质就是对能量的“降格”使用例如，在城市集中供热的系统中，先用电厂200 左右的蒸汽将一次热网的 循环水加热至100—130°C,再用一次热网循环水将二次热网循环水加热至60— 80°C,最后，由二次热网循环水向建筑室内供热在这个过程中，如果不考虑换 热设备和管道的散热，就没有其它能量损失，能量的总量没变，但是能量的品位色诜艙服务朗一品牌下降了，需要的是800的热量，提供的是200°C的热量，热量被人们主动地降格 使用，浪费了能量再如，在锅炉或工业炉中，如果冷空气侵入炉膛，就会使炉内烟气温度降低 热能的总量虽然没变，但热能的品位下降，烟气做功和加热的能力也随之下降， 这种情况下能量是被动地“降格”，也浪费了能量 这种造成可用能损失的过程是不可逆的过程，所以这种可用能的损失也称为 不可逆损失，不可逆损失有以下几种：（1） 热量从高温传向低温，直至接近环境温度2） 液体从压力高处流向压力低处，直至接近与环境相平衡的压力3） 物质从浓度高处扩散转移到浓度低处，直至接近与环境相平衡的浓度4） 物体从高的位置降落到稳定的位置5） 电荷从高电位迁移到接近于环境的电位3）由于能量是守恒的，所以虽然能量的品位总是不断降低，但是总量并 没有减少。

我们无论以哪种方式利用燃料燃烧所产生的热能，这些能量并没有消 失，只是温度越来越低，最终都被释放到大气环境中，变成品位最低的环境温度（T0）状态的热能这些热能在被释放到大气环境之前，虽然还有一定的品位， 但品位很低，通常无法直接利用要想利用它们，就要借助一定的设备和手段， 例如热泵技术热泵技术是一种典型的利用低品位能源的技术，利用它可以回收 能量的各种边角料，但需要以消耗一定的高品位能源为代价。