Hőszivattyút miért nem használnak "örökmozgók" létrehozásra?

Gratulálok, Ön ma a 28. feltaláló, aki az örökmozgóra javaslatott benyújtott.

Üdvözlettel,

Szabadalmi hivatal

:))))

1, Mert aza 4-5-szörös hatásfok arra értendő, mikor kb 15°C-os külső hőmérséklet mellett 25 °C-osra melegített levegőt szállít be a házba. És ez a hatásfok erősen tart az 1 felé, ahogyan a két érték egymástól távolodik. 0 &% alatt a jegesedés miatt ez még gyorsabb.

2, A hőszivattyú külső egysége hűti a környezetét, kicsiben ez nem nagy baj, de nagyobb méretben ez is gyorsan rontja a hatásfokot. Közvetlen környezetében gyorsan 0 °C alá vinné a hőmérsékletet, akár föld, akár víz, akár levegő lenne a közeg, ahonnan az hőenergiát kinyeri.

3, Még az ideális, nem létező carnot ciklus hatásfoka is kicsi, bármilyen létező hőerőgéppé meg még kisebb.

„Hőszivattyút miért nem használnak "örökmozgók" létrehozásra?”

Mert örökmozgó nem létezik.

"És még energiamegmaradási törvényeket se sértenénk"

Viszont a termodinamika második törvényét sérti.(ezt néha entrópia törvénynek is hívják)

Amit csinálni akarsz az egy másodfajú örökmozgó, ugyanúgy lehetetlen.

Ha egy gátat el tudok húzni 100 J erővel úgy, hogy a lezúduló víz 10000 J energiát termel, az nem örökmozgó. Attól, hogy rövidtávon pozitív energiamérleget tudunk generálni, azok olyan változásokat okoznak, amik önmaguktól nem visszafordulók, és a visszafordításukhoz több energia kell, mint amennyit kinyertünk.

Képzeljünk el egy tökéletesen izolált hangárt, sem energia, sem anyag nem jut se ki, se be. A hangárban 14 ˚C-os a levegő. A hangáron belül van egy viskó. Hogy most tökéletesen szigetelt-e vagy sem, azt egyelőre hagyjuk figyelmen kívül, maradjunk annál a nem túl egzakt megállapításnál, hogy minimum egészen jól szigetelt. A viskóban 20 ˚C van.

Hogyan működik a hőszivattyú? a 20 ˚C-os közvetítő közeg kitágul és mondjuk 10 ˚C-os lesz. Ez a 14 ˚C-os levegővel érintkezve azt eredményezi, hogy a levegő 13 ˚C-ra hűl, a közvetítő közeg meg 11 ˚C-ra nő. A közvetítő közeg a viskóba érve aztán összenyomódik, és a viskóban 21 ˚C-ra növeli a levegő hőmérsékletét.

Mi van, ha tovább üzemeltetjük a gépet? A 21 ˚C-os közeget újra kitágítva most 11 ˚C-os lesz a közeg. Közben a levegő kicsit áramlik a hangárba, ezért a 11 ˚C-os közeg egy 13,5 ˚C-os környezettel találkozik. Kisebb a hőmérsékletkülönbség, így kisebb a környezetnek a közvetítő közeg felé átadott energia mennyisége is. A közeg csak 11,5 ˚C-ra melegszik, a viskóban összenyomva 21,5 ˚C-ra növeli a hőmérsékletet.

Ha sokáig üzemelteted a rendszert, kialakul egy egyensúly. A hangár teszem azt 13,9 ˚C-ra hül, míg a szoba mondjuk 23,9 ˚C-ra melegszik. Itt már a közvetítő közeg a kitágulása után 13,9 ˚C-ra fog csak lehűlni, a környezet kint (a hangárban) ugyanilyen hőmérsékletű, nincs energiaáramlás, a közvetítő közeg a viskóban összenyomva 23,9 ˚C-ra melegszik, és így ott sincs energiaátadás. A hőszivattyú működtetéséhez továbbra is ugyanannyi energia kell, viszont már nem melegíti tovább a viskót.

A hőszivattyú működtetéséhez kell mondjuk 10 egység energia. Egységnyi idő alatt előbb 30 egység energiát visz át a hangárból a viskóba – látszólag olyan, mintha 300% lenne a hatásfoka –, majd minél nagyobb a hőmérsékletkülönbség, annál kevesebbet, előbb csak 20 egységet, majd csak 10 egységet, majd 5 egységet, majd 0 egységet. A hatásfok a hőmérsékletkülönbség növekedésével folyamatosan csökken.

Ha a hőszivattyú működtetéséhez szükséges energiát a viskó és a hangár közötti hőmérsékletkülönbség kiegyenlítődésének folyamatából megcsapolt energiával akarod biztosítani, akkor ott is beáll az egyensúly, a hőszivattyúhoz pont annyi energiát tudsz kivenni, mint amennyit az az adott paraméterek között szállítani tud. De ez sem igaz így, a viskó lehet, hogy nem tökéletesen hőszigetelt. Vagy a szivattyú nem 100%-os hatásfokú, a betáplált energia egy részével nem a hőáramlást végzi, hanem szimplán a hangárat fűti. Idővel – még ha ez hosszú idő is lehet alkalmasint – oda fogsz eljutni, hogy a viskó is, a hangár is beáll mondjuk 14,1 ˚C-ra, nincs hőmérsékletkülönbség, nincs mód ebből a hőszivattyú működtetéséhez energiát kinyerni, így nem is áramoltat semmiféle energiát a viskó és a hangár között. Az örökmozgód megáll.

Lehet ez nem annyira plasztikusan magától értődő, de ha konkrét paraméterekkel kezdesz számolni, és ebben modellezni a folyamatokat, akkor hosszútávon ez a helyzet fog kialakulni.

Az, hogy a hőszivattyú mégis jól használható eszköz, és látszólag több energiát visz be a lakásba, mint amennyit az elektromos hálózatból felvesz, annak egyrészt az az oka, hogy a szoba térfogata sok nagyságrenddel kisebb, mint a szabad légkör térfogata, illetve az, hogy a hőszivattyú működtetéséhez szükséges energiát nem a lakás és a környezet hőmérsékletkülönbségéből fakadó folyamatok energiaáramlásának a megcsapolásával nyerjük.