這世界上如果有永動機就實在太好了。我們用不著費多大的力，只要做一些永動機在那里運轉(zhuǎn)，然后就坐享一勞永逸的幸福。這個想法實在是癡人說夢。

　　其實，我在很年輕的時候，有相當一部分時間，都在設計一種我認為十分奇特的機器：“永動機”。那是我看了一本叫《趣味物理學》的書，上面描述的一些物理現(xiàn)象和人們對物理現(xiàn)象的一些奇妙猜想和對未來世界的美好憧憬。當時我也天真地投入到這種憧憬中。我對比書中介紹的方法，想用書中別人沒有想到的方法去設計一種“不會失敗的方法”以期做成可以實際運用的永動機。當然，大家都知道，不管用什么巧妙的方法，永動機的確是不可能實現(xiàn)的。因為能量是不可以無中生有的。

　　不過我得感謝那本書，把我引進了一扇研究能源的大門。我在對“永動機”的空想中，深刻地理解了能量守恒定律，以及關于能量的一些性質(zhì)：能量是一種很奇特的東西，它與世界萬物都有千絲萬縷的聯(lián)系。我不知道如果沒有能量是不是沒有物質(zhì)，但我知道：如果沒有能量，就肯定不會有生命。

　　我在對能源的研究中（能量就是能源，它是描述能源的物理量），對地球表面大氣中、水中或地下土壤中的低溫熱能很感興趣。因為，各種形式的能量，不管是太陽能（風能，水能和大氣中的熱能以及樹木，煤炭，石油，天然氣都是太陽能的范疇），地熱能，原子能，潮汐能等等，最后都會變?yōu)榈蜏責崮軆Υ嬖谒鼈儺斨?。如果我們將這些能量回收起來利用，就解決了能量的循環(huán)使用問題，我們將不再大量開采地下礦物能源，而只需無數(shù)次地循環(huán)使用已經(jīng)獲得的這些能源就行了。

　　所以我主攻的是低溫熱能的回收利用。

　　在熱力學中有三個定律，我從網(wǎng)絡上摘錄如下：

　　熱力學第一定律：如果一個系統(tǒng)與環(huán)境孤立，那么它的內(nèi)能將不會發(fā)生變化。引申得到，體系的內(nèi)能變化等于它從環(huán)境吸收的熱量與環(huán)境在其之上做功的總和。(delta)U=(delta)w+(delta)q

　　熱力學第二定律有幾種表述方式：

　　克勞修斯表述：熱量可以自發(fā)地從較熱的物體傳遞到較冷的物體，但不可能自發(fā)地從較冷的物體傳遞到較熱的物體；

　　開爾文-普朗克表述:不可能從單一熱源吸取熱量，并將這熱量變?yōu)楣?，而不產(chǎn)生其他影響。

　　熵表述：隨時間進行，一個孤立體系中的熵總是不會減少。

　　熱力學第三定律：通常表述為絕對零度時，所有純物質(zhì)的完美晶體的熵值為零。

　　在第一定律中，主要說的是一個孤立的系統(tǒng)，如果它的溫度與外界環(huán)境的溫度相同，外界就不可能將能量傳遞給它。但如果外界溫度高于系統(tǒng)，熱能可以從溫度較高的環(huán)境轉(zhuǎn)移到溫度較低的這個系統(tǒng)中。它的內(nèi)能的增加等于環(huán)境對它所做的功。

　　在第二定律中，說的是熱量可以自發(fā)地從較熱的物體傳遞到較冷的物體，不能自發(fā)地從較冷的物體傳遞到較熱的物體。這個道理我們可以用水的流動原理來理解：水可以從高處流動到低處，但不能從低處流動到高處，既然不能流動，當然不可能做功了。

　　還二定律中還說：不可能從單一熱源吸取熱量，并將這熱量變?yōu)楣?，而不產(chǎn)生其它影響。

　　第三個定律好像是關于絕對零度的，我們暫且不去研究。

　　在熱力學第二定律中，“不可能從單一熱源吸取熱量，并將這熱量變?yōu)楣?，而不產(chǎn)生其它影響?！边@句話很關鍵：它告訴我們，在單一溫度下，不管溫度有多高，都不存在吸熱與放熱這些現(xiàn)象，熱量就不可能進行傳遞。比方說，我們在30攝氏度的室內(nèi)，想要把一盆30攝氏度的水進行冷卻，使水里面的能量變少，就絕對做不到。但是，當我們把一個電冰箱放在同樣是30攝氏度的室內(nèi)，并且把30攝氏度的水放進去。如果不通上電源，冰箱當然不能將里面的水進行冷卻。但是，在“產(chǎn)生了其它影響”的情況下，那就可以做到了，在冰箱中‘單一溫度’的‘水’里的的能量，經(jīng)過壓縮機及管道系統(tǒng)的工作過程，將會變成兩種不同的溫度，因而完成熱量的傳遞。即：當介質(zhì)在高溫時（約40-50度）流經(jīng)冰箱外殼的散熱器，將熱能散發(fā)到30攝氏度的室溫中；而當介質(zhì)被膨脹器由高壓變?yōu)榈蛪簳r變成低溫而流經(jīng)冰箱內(nèi)的吸熱管（蒸發(fā)器）時，低溫就保存在了冰箱內(nèi)，吸收水中的熱能，直到水的溫度與吸熱管溫度相同。這就達到了將能量傳遞出‘冰箱外’的目的，其實這就是熱泵的原理。熱泵是不是違背了‘不可能從單一熱源吸取熱量...’這一原理？顯然不是，因為我們是在“產(chǎn)生其它影響”的情況下，用機器和電力來做到的。它一沒有用到熱力學定律，二沒有違背熱力學定律。

　　熱泵是一個很好的機器，它是人類的一大發(fā)明。熱泵不但可以使熱能從低溫介質(zhì)中移動到高溫介質(zhì)，而且可以把一份能量變?yōu)閹追帜芰俊，F(xiàn)在已經(jīng)有大量的熱泵在為我們提供這種能量了。不過這些能量可不是無中生有的，而是機器將將空氣中、水中或者地熱中的能量提取出來給我們使用罷了。我在天涯問答網(wǎng)：http://wenda.tianya.cn/question/4819d4a3556e06e8

　　摘錄了一段關于卡諾循環(huán)的小文章：

　　逆卡諾循環(huán)

　　它由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。假設低溫熱源（即被冷卻物體）的溫度為T0，高溫熱源（即環(huán)境介質(zhì)）的溫度為Tk, 則工質(zhì)的溫度在吸熱過程中為T0，在放熱過程中為Tk, 就是說在吸熱和放熱過程中工質(zhì)與冷源及高溫熱源之間沒有溫差，即傳熱是在等溫下進行的，壓縮和膨脹過程是在沒有任何損失情況下進行的。其循環(huán)過程為：

　　首先工質(zhì)在T0下從冷源（即被冷卻物體）吸取熱量q0，并進行等溫膨脹4-1，然后通過絕熱壓縮1-2，使其溫度由T0升高至環(huán)境介質(zhì)的溫度Tk, 再在Tk下進行等溫壓縮2-3，并向環(huán)境介質(zhì)（即高溫熱源）放出熱量qk, 最后再進行絕熱膨脹3-4，使其溫度由Tk 降至T0即使工質(zhì)回到初始狀態(tài)4，從而完成一個循環(huán)。

　　卡諾循環(huán) 1824年,法國青年工程師卡諾研究了一種理想熱機的效率,這種熱機的循環(huán)過程叫做“卡諾循環(huán)”。這是一種特殊的,又是非常重要的循環(huán),因為采用這種循環(huán)的熱機效率最大。

　　由兩個絕熱過程和兩個等溫過程構(gòu)成的循環(huán)過程。它是1824年N.L.S.卡諾（見卡諾父子）在對熱機的最大可能效率問題作理論研究時提出的?？ㄖZ假設工作物質(zhì)只與兩個恒溫熱源交換熱量，沒有散熱、漏氣、擦等損耗。為使過程是準靜態(tài)過程，工作物質(zhì)從高溫熱源吸熱應是無溫度差的等溫膨脹過程，同樣，向低溫熱源放熱應是等溫壓縮過程。因限制只與兩熱源交換熱量，脫離熱源后只能是絕熱過程。作卡諾循環(huán)的熱機叫做卡諾熱機。

　　卡諾進一步證明了下述卡諾定理：①在相同的高溫熱源和相同的低溫熱源之間工作的一切可逆熱機的效率都相等 ，與工作物質(zhì)無關，為，其中T1、T2分別是高溫和低溫熱源的絕對溫度。②在相同的高溫熱源和相同的低溫熱源之間工作的一切不可逆熱機的效率不可能大于可逆卡諾熱機的效率。可逆和不可逆熱機分別經(jīng)歷可逆和不可逆的循環(huán)過程。

　　卡諾定理闡明了熱機效率的限制，指出了提高熱機效率的方向（提高T1，降低T2，減少散熱。、漏氣。、摩擦等不可逆損耗，使循環(huán)盡量接近卡諾循環(huán)）。，成為熱機研究的理論依據(jù)。熱機效率的限制。、實際熱力學過程的不可逆性及其間聯(lián)系的研究，導致熱力學第二定律的建立。在卡諾定理基礎上建立的與測溫物質(zhì)及測溫屬性無關的絕對熱力學溫標，使溫度測量建立在客觀的基礎之上。此外，應用卡諾循環(huán)和卡諾定理，還可以研究表面張力、飽和蒸氣壓與溫度的關系及可逆電池的電動勢等。還應強調(diào)，卡諾這種撇開具體裝置和具體工作物質(zhì)的抽象而普遍的理論研究，已經(jīng)貫穿在整個熱力學的研究之中。

　　逆卡諾循環(huán)奠定了制冷理論的基礎，逆卡諾循環(huán)揭示了空調(diào)制冷系數(shù)（俗稱EER或COP）的極限。一切蒸發(fā)式制冷都不能突破逆卡諾循環(huán)。

　　在逆卡諾循環(huán)理論中間，要提高空調(diào)制冷系數(shù)就只有以下二招：

　　1.提高壓機效率，從上面推導可以發(fā)現(xiàn)小型空調(diào)理論上只存在效率提高空間19%；大型螺桿水機效率提高空間9%。

　　2.膨脹功損失與內(nèi)部摩擦損失（所謂內(nèi)部不可逆循環(huán)）：其中減少內(nèi)部摩擦損失幾乎沒有空間與意義。在我們songrui版主的液壓馬達沒有問世之前，解決膨脹功損失的唯一方法是采用比容大的制冷劑，達到減少輸送質(zhì)量的目的。如R410A等復合冷劑由于比容較R22大，使膨脹功損失有所減少，相對提高了制冷系數(shù)。但是就目前情況看通過采用比容大的制冷劑，制冷系數(shù)提高空間不會超過6%。（極限空間12%）

　　在（浩通節(jié)能）http://www.dghdtyn.cn/news/heat-pump-knowledge-133.html

　　我摘錄了另一個文章：

　　空氣熱泵逆卡諾循環(huán)工作原理簡介

　　空氣熱泵的工作原理:制冷劑工質(zhì)在空氣壓縮機的活塞作用下，把低溫低壓氣體壓縮成高溫高壓的氣體。高溫高壓氣體進入冷凝器后被冷卻成液體，從而放出大量熱，冷水吸收其熱量而溫度不斷上升并成為熱水。制冷劑工質(zhì)通過冷凝器后，再進入儲液罐、過濾器、膨脹閥，然后到蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收環(huán)境中的熱量，最后進入空氣壓縮機，如此反復循環(huán)，制冷劑工質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收空氣的熱量，在空氣壓縮機的機械作用下，從冷凝器中放出熱量，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崴臒崃俊?/p>

　　空氣熱泵是運用逆卡諾循環(huán)原理，通過熱泵做功使熱媒(冷媒)產(chǎn)生物理相變(液態(tài)-氣態(tài)-液態(tài))，利用往復循環(huán)相變過程中不間斷吸熱與放熱的特性，由吸熱裝置(蒸發(fā)器)吸取低溫熱源空氣中的熱量，通過專用水熱交換器(冷凝器)向冷水中不斷放熱，使水逐漸升溫。制熱過程中的電熱能量轉(zhuǎn)換效率最高可達450%以上。

　　空氣熱泵只需要消耗一小部分的機械功(電能)，就可將處于低溫環(huán)境空氣中的熱量轉(zhuǎn)移到高溫環(huán)境下的熱水器中，去加熱制取高溫的熱水。

　　空氣熱泵可以與水泵相比擬，水是不能自發(fā)地從低處流向高處，要將低處的水輸送到高處，必須用一臺水泵，消耗一部分電力，才能將水送到高處的水箱中。同樣，根據(jù)熱力學第二定律，熱量也是不能自發(fā)地從低溫環(huán)境向高溫環(huán)境中轉(zhuǎn)移(傳送)，而要實現(xiàn)這個目的，必須要有一臺機器，消耗一部分機械功(例如電能)，才能將低溫環(huán)境中的熱量傳送到高溫環(huán)境中去。這樣的機器就稱之為“熱泵熱水器”。

　　空氣熱泵的作用是將空氣中或低溫水中的熱量取出，連同本身所用的電能轉(zhuǎn)變成的熱能，一起送到高溫環(huán)境中去應用。

　　從上面介紹中我們不難看出，低溫熱源并不是絕對的廢物。我們要想把低溫熱源中的能量回收起來使用，不是不可能，只是我們不能簡單地運用熱力學的原理，期望先找到更低溫度的環(huán)境來獲得溫差，然后再用熱機提取這些熱能。我們應該想別的辦法（當然不能違背科學原理），去得到溫差，實現(xiàn)低溫熱源的再利用。

　　熱泵已經(jīng)為我們提供了450%以上的能量轉(zhuǎn)換效率，以及大于60攝氏度的溫差?，F(xiàn)在就看我們能不能將這兩個條件實現(xiàn)將低溫熱源變?yōu)槲覀兯枰臋C械能或者電能。我想，即便我們用低于30%的熱機，也應該實現(xiàn)這個目的了。

　　不過我還有一個辦法，可以將熱泵的轉(zhuǎn)換效率再增加兩倍以上，而且將溫差再提高兩倍以上。這是因為熱泵的“膨脹功”在我的設計中大大地被減小了。

　　我的預言是：我們雖然不能用“永動機”來獲取無中生有的能源，但我們可以用“熱泵”得到十分豐富的再生能源。

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