Для отопления помещения используется тепловой насос, работающий по
циклу Карно, мощностью 100 кВт. Температура наружного воздуха t2 = 0°C,
температура в помещении t1 = 20°C. Определить коэффициент использования
энергии теплового насоса ε и необходимую для его привода механическую
мощность Nм.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения коэффициента использования энергии теплового насоса ε воспользуемся формулой:

ε = Q1 / W
где Q1 - тепловой поток, поступающий в помещение, W - энергозатраты на привод теплового насоса.

Тепловой поток можно найти, используя уравнение Карно:

Q1 = Q2 * (t1 / (t2 - t1))
где Q2 - теплота, получаемая из внешнего источника.

Q2 = W = 100 кВт (по условию).

Тогда подставляем значения:

Q1 = 100 кВт (20 / (0 - 20)) = 100 кВт (-20) = -2000 кВт.

Теперь вычислим коэффициент использования энергии:

ε = -2000 кВт / 100 кВт = -20.

Так как результат отрицательный, то это означает, что система не является эффективной в данном случае.

Для определения необходимой для привода механической мощности Nм воспользуемся следующей формулой:

Nм = W / ε,

Nм = 100 кВт / (-20) = -5 кВт.

Итак, необходимая для привода механическая мощность равна 5 кВт.