[2790] Heat Pump

Title Text:If I‘m not going to upgrade to a powered one, I should at LEAST stop leaving the door open so often.

Origin:https://xkcd.com/2790/

热泵

如果我不想升级成电动版,那我至少不该这样常把门晾着。

https://xkcd.in/comic?lg=cn&id=2790

https://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/2790:_Heat_Pump

热泵是一种利用制冷循环将热量从一个相对较冷的区域(通常是室外)转移到一个相对较暖的空间(通常是建筑物内部)的系统。这样的系统通过在较暖的空间中压缩制冷剂气体来工作。气体在被压缩时会变暖,这使得热量可以从制冷剂流向周围的空气中,导致制冷剂凝结为液体。然后,这种液体流向外部的线圈,压力足够低以致能够蒸发,使制冷剂冷却,从而使热量从冷环境中流入制冷剂。这为较暖的空间提供了恒定的热源,而唯一的能源消耗就是运行压缩机所需的能量。

在这个漫画中,Cueball拥有一个手动热泵,它似乎是根据相同原理运作的,但只使用一个皮鞭式容器(可能充满制冷剂),并且只由他自己的肌肉提供动力。漫画通过浅红色来表示温暖的区域,浅蓝色来表示室外的较冷区域。当他把容器带到室外时,他允许它膨胀,使其比周围环境更冷(通过变为深蓝色来表示)。然后他等待它变暖接近周围的温度(蓝色变得不那么浓烈),然后把它带到室内,他会亲自把容器压在一起。这会导致容器中的气体比房间更热(通过变为深红色来表示),并且暗示它在向房间散热,这是整个过程的基本目的。最后一个方格显示他带着皮鞭式容器到室外,可能是为了重复整个循环。

虽然这种设计理论上是可能的,并且是漫画说明热泵工作原理的有趣插图,但在现实生活中显然不实用(如标题所示)。这有很多原因。首先,所需的压力对于人类光着手很难施加。即使他们可以做到,他们很快会感到疲劳,而且无法保持这个过程很长时间。人们需要在传热到环境中的同时保持容器关闭,这需要相当长的时间,特别是因为容器的表面积不大,不利于传热。根据制冷剂的不同,容器可能变得危险的炎热和/或危险的寒冷,或者至少,直接触摸时令人不快。人们不仅要搬动容器,还要在每个循环中进出屋子,这既需要很多不必要的努力,也意味着人们必须在寒冷的外面花费大量的时间。即使一个特别强壮和有决心的人试图以这种方式加热房子,而不考虑效率,由于每次经过门缝时的气流传输可能超过每个循环中的加热量,这意味着它不会明显地加热整个房子。这由标题说明文字所点明,表明Cueball有时会把门开着,这将取消掉这个过程的几乎所有好处。当两只手都在忙时如何打开和关上门的问题也没有解释清楚。

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