外行学空分(61）一一回复Sungh先生关于有效能效率的问题

4 d( u7 d6 d# G) n  n1 c+ G
   这几天我反反复夏地把先生回帖认真看了几遍，先生回帖的每一句话都是非常有道理的，先生关于冷能有效能论述非常精辟，纠正了我对冷能有效能想当然的错误，当然先生的有些观点我认为并不正确，这一点我现在也没有改变。
7 W5 y- d  L: ?6 h# e% b9 J    先生出的那道题，先生自己已经解答了，我反复看了，每一句话都正确，都非常有道理，但我总觉得有那里不对劲，我现在大胆把我的想法说出来，请先生批评指正。
   一，有效能衡算和有效能效率是一个紧密联系的过程，有效能衡算的是什么！是算系统有效能的输入输出量，是算初始有效能和终点有效能。系统很重要，只有明确了系统边界才能确定有效能的输入输出量。
   二，有效能效率是一个普适的算法，即可逆最小功和实际功耗的比值或实际输出功和可道最大输出功的比值。先生的关于深冷绝热压缩的有效能效率计算方法肯定不是普适的，当然可能由普适算法简单化而来，如果是如此，先生能否告诉我普适的算法及简化的过程，以便我加深理解，如果不是，那问题就很大，因为先生的有效能效率计算中根本没有涉及可逆功耗和可逆输出功。
   四希望先生确认一下题目中压缩功，绝热可逆压缩功，冷损有效能及初始有效能及终点有效能数据。
     六，有效能效率最普适的定义是过程进行需要的最小输入功和实际输入功的比值或过程实际输出功和过程最大输出功的比值。这其实就是有效能效率的定义。自创有效能效率的定义是不慎重的，也不符合学术规范，在严肃的学术讨论中是要极力避免的。
3 d# c  ~& s: g# K  s    关于有效能效率实际上分为过程有效能效率和系统有效能效率，过程有效能效率一般是已知的，正如先生题目中深冷压缩绝热效率，就是深冷压缩的过程有效能效率。系统有效能效率则有两个，一个是有效能投入产出率，一个是目标有效能效率！具体可以参阅一一能量系统有效能效率分析技术导则（国家标准）！

如果起点有效能是E1，输入功W，终点有效能E2，那么你的有效能效率=E2/(E1+W)，而我说的有效能效率是(E2-E1)/W，哪个效率才更能说明问题呢？

' [* O! D  x, B焓值或比焓h1和h2本身并没有意义，有意义的是两者的差值h2-h1，我觉得有效能的情况也一样。压缩机是气体得到有效能的单元，气体有效能增量(E2-E1)才有意义，而(E2-E1)/W正是转换效率。

4 o; m$ V. M# |; W3 }4 p理想气体压缩过程的有效能计算，因绝热压缩后终了温度T2=T1*(P2/P1)^((k-1)/k)和绝热压缩功计算公式都是用理想气体性质推导出来的，当然能适用于理想气体。理想气体焓值仅由温度决定，与压力无关，且比热容不随温度而变，而绝热可逆压缩时熵增ΔS=0，输入功W正好等于焓值变化，所以W∝ΔT，这样就可以简单以ΔT表示就行了。
) }3 `3 z; V. f, |0 I
实际气体的有效能计算，已知气体组分及P1、T1，用软件，可得到焓值H1，可逆压缩P1升至P2后，ΔS=0，可以求出H2，绝热压缩功W=H2-H1，而实际压缩功与绝热压缩功的差值都转化为热量。
, K, X9 G) A2 J  e& j1 i, [% @- s; @
) _8 G0 u0 Y# Q3 \/ R& x我计算低温气体增压过程的有效能效率，是为了说明低温增压过程并不是气体得到有效能的好办法。对于常温增压，如果机器效率低，只要多消费一点电功就行；但对于低温增压，如果机器效率低于某个值，花再多的电功也不能使气体有效能增加。
) }' |* \! c# `% {# Q
当然，如果有廉价的低温冷量可以被利用，比如在液化天然气LNG的接收汽化站，LNG汽化的大量冷量可以被空分设备利用，此时采用低温增压方式就很合适。

  看来我们之间的分岐开始缩小了，先生虽末明言，但先生的有效能效率公式其实就是普适有效能效率公式在绝热压缩过程的运用，可以称为过程有效能效率，其实就是绝热效率。先生认为该有效能效率比起普适的有效能效率更适合进行分析，我完全同意。问题是先生计算出的有效能效率和绝热效率不但不相等而且差距很大，才带来我们之间的分岐。问题出在那里呢？我认为是先生计算有误，先生计算这部分热量的有效能损失是把这部热量排入环境所需要的有效能，其实它的有效能损失只是从可从可逆绝热压缩终点温度至实际绝热压缩终点之间的有效能损失，这个计算出的有效能损失应该等于实际功耗和可逆绝热压缩功耗之间的差值。实在太烧脑了！

对于系统有效能效率和过程有效能效率的区别，其实是很小的，过程可以看做宿小的系统，过程有效能效率的计算可以看做初始有效能归零的系统有效能效率。例如常温压缩因为起始状态有效能为零，系统有效能效率是过程有效能效率就是相等的。至于‘20KWh热量的有效能损失到底应该计算到1l00K还是可逆绝热压缩的终点，需要用软件计算一下才能确定，但我手边没有软件无法确定。

   系统及分系统有效能效率有有效能投入产出率及目标有效能效率两个不同的定义和计算公式，国家标准能量系统有效能分析技术导则中就同时存在两个不同而定义和计算公式，而两个计算结果是不一样的！其实目标有效能效率才是着适的可以用于系统有效能效率的定义和计算公式，而所谓的有效能投入产出率则不是普适的，如果把它运动于系统有效能效率的分析则会导致白箱，灰箱，黑箱的困扰！不客气地说实际上是不靠谱的。