现在内燃机的效率一般只有30%左右,而即使提高1%也是极其困难的,既然内燃机提高效率无望,可不可以做出一种新的效率极高的热机来代替内燃机呢?
当然可以。这就要提到一种古老的发动机—热气机了,热气机有一个极大的优势,那就是它可以通过回收废热来极大幅度的提高热效率,理论上能达到接近100%,这个效率还跟温差无关,只取决于回收了多少废热,回热发动机的工质只允许发生热胀冷缩,不能产生相变或者化学变化,蒸汽机和内燃机都不行,蒸汽机有回热循环,内燃机也可以通过在每个做功冲程之后喷水汽化再次做功,比如六冲程柴油机,它们都回收了部分废热,但也不属于回热发动机,回热发动机理论极限100%,而这两者都只能部分回收下图是一个简单的热气机模型,以它为例进行说明。它采用的是斯特林发动机的原理。
现在只存在一种热气机即斯特林发动机,上图的例子就是采用的斯特林发动机的原理,它存在一个严重的缺陷,那就是一个运行周期太长导致缺乏实用价值,实际不会采用这种方案,而是采用另外一种原理的热气机,可以很好的解决这个问题,在加压的情况下,体积功能达到接近甚至超过蒸汽机的水平,具有很高的应用价值。
效率极高且跟温差无关,意味着可以跟热泵配合做出一种从空气中吸热对外做功的设备,现在的热泵一般都能达到消耗一份电能获得4份热能的效果,只要热机的效率超过25%即可(常规的热机用热水加热因为温差太小,实际可能2%都不到),而这种热机的效率远超25%,不久的将来,能源将是免费且无限随处可得的。
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