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分析一下热机效率低的原因．
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燃料在气缸内燃烧时，有一部分燃料没有完全燃烧，就随着废气被排到空气中，带走一部分能量；排气冲程中排出的废气温度很高，带去一部分热能；热机工作时，气缸机件散热，消耗一部分内能；热机内相对运动的机件间摩擦做功消耗能量．由于以上能量的损失，导致了热机的效率非常低．
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热机的工作过程是燃料燃烧，将化学能转化为内能，然后由内能转化为机械能．因此转化出来的机械能是有效利用的能量，其它方式消化的能量都是损耗掉的能量．从热机的工作过程入手即可分析出热机的效率低的原因．
本题考点：
热机的效率．
考点点评：
热机的效率低，就说明能量的损耗大，结合热机的工作过程，从能量的损耗角度去分析热机效率低的原因是解决此题的思路．
扫描下载二维码7. 4103N10km3kgQ=4.6107J/kg
W=Fs=4103N104m=4107J
Q= W=4107J
Q=qm=4.6107J/kg3 kg=1.38108J
&&&&&& &&&&&& &
& 1. 140g(3.0107J/kg)3030kg20
2. 66.15kw14kg__________4.3107J/kg
1. B&&&&&&&&&&& 2.
B&&&&&&& 3.
D&&&&&&&&&&&&&& 4.
C&&&&&&&&&&&&&& 5.
B &&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 6.
1. 4.2106J30
2. W=Pt=66150W108J
14kgQ=4.3107J/kg14kg=6.02108J
Q=W=2.38108J发动机的效率为什么那么无法大幅度提升？ 提升发动机效率的难点在哪里？
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发动机的效率为什么那么无法大幅度提升？ 提升发动机效率的难点在哪里？
【无往的回答(92票)】:
看到问题第一反应是：“胡闹，你又把老师留的作业直接复制过来了吧？”正准备施放“学长的教诲”技能，仔细又读了一遍题目，看到错误的标点符号，感觉老师留问题应该不会这么问，才决定回答。
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发动机效率的理论极限
在讨论如何提升发动机效率之前，难道你对“发动机的效率是否有极限”这一问题感兴趣吗？
第一个回答这个问题的是一个叫尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺的人（Nicolas Léonard Sadi Carnot）。1824年，卡诺发表的一本书叫《关于火的动力》（Reflections on the Motive Power of Fire）。书中他提出了卡诺循环，创造了卡诺热机，阐明了”一切实际热机的效率都低于卡诺热机的效率“这一观点。
那时没有知乎，卡诺的回答在其生前无人关注，也没有人点赞，直到十多年后才被大V点赞。从此卡诺定律被无数看得懂和看不懂的人跟风点赞，进入了教科书，挂了无数修习大学物理和热力学的学生。
当然最重要的还是，卡诺定律为热机/制冷供暖的设计者和研究者们指明了提高效率的道路——使热机/制冷的工作循环更接近近卡诺循环/逆卡诺循环。
它当然毫无意外地适用于今天的发动机，当然也适用于蒸汽机，汽轮机，喷气式发动机，冰箱空调等，甚至可能也适用于现在大家很关注的燃料电池（）。
卡诺定律的公式很简单：
热机的最高效率只与两个热源的热力学温度有关。
热机（heat engine）是指是能够将热机（heat engine）是指是能够将热源提供的一部分热量Q转化成为对外输出的机械能W的机器。发动机属于热机的一种.
对于发动机而言，一般高温热源来自于燃料燃烧提供的热量，低温热源就是大气环境。
从卡诺定律我们很容易想到提高发动机效率的途径了吧：
既然环境温度
我们无法改变，那我们提高高温热源的温度
理论上，制约
提升的因素也是制约发动机效率提升的难点啦：比如材料的耐高温性，加工工艺，燃烧的控制等等，这一展开就是材料学，机械制造设计，燃烧学，热力学，化学反应动力学，流体力学blablablabla学方面的问题了。
给出一些数字，感兴趣的同学可以去估算一下提升发动机效率是怎样的一个难易程度：
卡诺定律里面的温度是热力学温度，单位是K，摄氏温度加上273才是热力学温度；
发动机在压缩和做功行程一般温度范围会在800-2500℃左右；
发动机排气出口温度一般在300-1000摄氏度左右；
提升200度左右大约能提升多少效率。
实际发动机效率的提升卡诺循环全由组成。可逆过程是指系统的某些属性能够在无能量损失或耗散的情形下通过无穷小的变化实现反转的热力学过程。现实中的热机都是以不可逆循环来工作，因此卡诺循环是一个理想的循环，只具备指导意义，不可能实现。
卡诺循环是永远不可能达到，此外无论是汽油机的奥托循环也好，柴油机的狄塞尔循环也好，实际发动机运转时也都不会严格按照这些理想的动力循环去运转。因为发动机需要散热冷却，会有机械摩擦，需要吸入新鲜空气，排出废气，这些都会消耗或者耗散掉一部能量。这些现实与理想的差别，也是阻碍发动机提升效率的因素。
从上图可以看出，发动机热量由以下几部分构成：
发动机做功输出排气中的热量冷却水中的热量机械损失泵气损失辐射及失火损失
最右下红色部分是发动机的有效输出，也就是说发动机的最高效率在30%多，大部分的热量都被排气、冷却水带走了，还有一部分为机械损失和泵气损失，小部分热量被热辐射和失火损失。
自此我们也很容易得到提高发动机的效率的途径——缩小理想与现实的差距，降低损失呗。如何降低这些损失也正是是提升发动机效率的难点。
如何降低这些损失，缩小理想与现实差距，的确也很不容易，下图是某日系厂商在2010年前规划的一些技术路线（说实话，很多技术名词缩写我也不能一下子认出来）。细心的朋友可能可以发现，搞了这么多飞机也只能从20/100→ 20/70。这也侧面说明，要想提高发动机效率，做出像样的发动机，不是一朝一日所能完成的，需要有技术积累和沉淀。
当然还有一条途径就是再回收——排气中的能量不是占比很大么，那么回收起来用不就好啦？
比如像这样的想法：
实际这样的回收实现起来是非常困难的，具体原因及效果可以参考我之前的回答：
【埃里克森贝塔的回答(0票)】:
科技的限制，发动机无法百分百的将内能(燃料)转化机械能(动能)，内燃机目前好像只能将燃料充分燃烧到百分之十几。
【妖孽的回答(0票)】:
第一，普通出厂时厂家会限制发动机的输出功率，一般只在90%左右
第二，改变发动机缸径，连杆，曲轴就相当于增大排量，当然进排气也要相应升级
第三，刷发动机ECU，优化内部程序
第四，涡轮增压，现代发动机都是根据进气量为基础来控制喷油量的
【某人的回答(0票)】:
百度一下卡诺循环或者看一下大学物理或者物理化学的热学部分真的没那么费时间……
【路洋的回答(0票)】:
如果改用斯特林外燃机的话有可能大幅提高效率，这个看看卡诺循环就明白了，内燃机这方面基本没太多潜力可挖。。。不过斯特林发动机的特性不适合作为汽车的直接动力，搭配电池，电机和变频器做成增程电动车倒是有可能
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自我上次发表关于新能源的文章至今已经过去了9个月，这期间对于以环境温度为能源做功的热机又有了更多的认识。直觉告诉我，我设计的太阳辐射能热机可能是迄今最接近于实现系统大于1的热机。而热机的效率一旦得到认证，即意味着第三次工业革命的发端。如果系统不能如预期大于1，
也会制造出超级节能的空调（热泵），相信比现行COP最高的空调（热泵）效率要高出20%。
让我们共同期待。
太阳辐射能热机
一，太阳辐射能
太阳是地球的主要能源供应者。太阳核反应过程释放巨大能量，其中的22亿分之1经过1.5亿公里的长途跋涉来到地球，最终每秒到达地球表面的功率仍然高达85万千瓦，相当于每秒燃烧500万吨煤释放的能量，60分钟的太阳光照即可满足人类一年的能源需求。太阳能形成了水能、风能、潮汐能、生物质能、浅源地热能等，化石能源也来自远古太阳能。下图；太阳能与其它化石能源、可再生能源资源的比较。
&目前，利用太阳能有光伏、光热两种方法，它们都是利用太阳光照，前者利用光电效应直接将太阳光的部分光谱转换为电力。后者则是通过热机将太阳光聚焦后产生的高温热量转换为机械运动，由发电机发电。
&&这两种方法受光电转换效率、光照时间、太阳能流密度限制，存在着不可克服的硬约束，即必须依靠增加采光面积才能获得更多太阳能。依照目前的技术路线，无论效率如何提高，都不可能突破上述限制。
&&&&事实上，太阳辐射能除大气散射、空中云层吸收流失外，近70%被浅层土壤、水系、大气接收，蕴藏量巨大。没有太阳光照的时间里，这些储存的太阳能仍然以热的形式存在。如果失去太阳，地球表面温度将下降到接近绝对零度。不过太阳辐射能为低品位热，需要找到有效和经济的利用方法。
二，太阳辐射能热机
&&&&根据热力学第二定律“不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响”。“不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响”。热机要利用常温做功须有一个低温环境，与环境温度形成有效温差。在温差作用下，环境温度会自发的向低温环境释放能量。假设我们能制造并保持一个温度为-100℃的“冷洞”，那么，地表以上400千米空间的热能都会向这个“冷洞”转移，无需借助其它力。冷洞就像宇宙终极能源黑洞一样吞噬周围的能量。
如何才能制造低温环境呢？
制造低温需要从物体中吸热直到其温度低于环境温度。物质的相变过程，如固体融化、液体气化、固体升华均需吸收热量，产生低温。此外，节流膨胀、涡流效应、热电效应等也能产生低温。根据热力学第一定律、能量守恒和转换定律，制造低温需要能量,制冷过程是消耗能量的过程。
那么，有没有办法利用环境温度来制冷呢？
让我们来看一看节流膨胀制冷原理。节流膨胀是指较高压力下的流体（气、液或两相）经节流阀向较低压力方向运动，遇到局部阻力造成较大压降的过程，称为节流效应。节流膨胀消耗工质内能，对外输出功，造成工质压力、温度降低，焓值减小。工质减少能量增加的吸热能力称为膨胀制冷量。膨胀制冷量等于工质膨胀过程减小的焓值。节流膨胀是液化过程，是工业气体液化的一个重要方法。
在理解节流膨胀之前，有必要熟悉一下流体力学的基本原理；气体的性质与三个要素有关；体积、温度和压力。如果一种气体，例如空气被注入一个有限的封闭空间，空间不变（体积不变）的情况下，如果增加气体温度，气体的压强也将增加。同样，我们降低气体压力，温度也一定会下降。如果我们增大空间（体积变），那么，气体的温度和压力都会下降。也就是说，气体的温度和压力之间正相关，而与体积负相关。
膨胀机正是利用上述原理工作。绝热膨胀（体积增加），工质对外做功，所做的功以工质焓的减少为补偿，工质温度和压力下降，达到制冷。理论上，如果一种工质，它的临界点在环境温度区间，能够以环境温度为工作温度，膨胀前后的温差、压差足够大，那么我们就可以借助这种工质从环境温度获得能量，替代压缩机输出压缩功，实现吸热-放热-吸热的热力学循环。
三，二氧化碳CO2
&&&&二氧化碳是温室气体祸首。近年来，由于世界人口剧增，工业发展迅速，化石能源过度消耗破坏了地球亿万年来保持的碳平衡。大气中二氧化碳含量每增加1倍，全球气温升高3℃～5℃。气候变暖导致自然灾害加剧，两极冰川融化，海平面升高，对人类构成严重挑战。2013年，全球二氧化碳排放达360亿吨。
作为温室气体祸首的二氧化碳是太阳辐射能热机的理想工质。二氧化碳环境友好，臭氧层破坏潜能值ODP为0，全球变暖潜能值GWP为1。临界温度低，31.1℃；临界压力高，7.3兆帕。三相点-56.6℃，压力高达0.518兆帕，沸点-78.5℃，低于熔点-56.6℃。在一个大气压下，温降到-78.5℃，气体不经液化凝华成固体，又称干冰，干冰升华不经液化直接转化为气态。
CO2的三相点压力较高，为0.518MPa，是大气压的5倍多，在常压下CO2只存在固相和气相，而不存在液相。所以在一个大气压下，CO2只存在固气两相转化，即升华、凝华。CO2的上述特性，使太阳辐射能热机运行成为可能。
早在1850年，二氧化碳就成为制冷工质。在年代，应用达到高峰。由于二氧化碳压力高，容易引起泄露，发现氟利昂之后，逐渐被停用。近年来，由于发现氟利昂对环境的破坏，氟类制冷剂被广泛禁用，二氧化碳重获青睐，在空调、制冷、低温发电领域得到越来越广泛的应用。
下图为二氧化碳压力-温度相图；两相区间气液为不同的二相。超过临界点，液态和气态相态消失，变成单一相态的超临界流体。CO2超临界流体介于气、液之间，兼有气体、液体双重特点，其密度接近液体，粘度近似于气体。水的临界温度374℃，对应7.3兆帕压力的饱和蒸汽约290℃。用CO2替代水作为火力发电介质，现行火电系统的综合能效比将提高3倍，能耗减少50%。下右图虚线上的数值为CO2在不同温度压力下的体积质量值。
&二氧化碳的膨胀过程与通常的高压气体膨胀做功不同。高压气体靠体积膨胀输出轴功。而CO2的膨胀过程尽管出现气液相变，但体积变化不大。CO2膨胀比小，只有2-4，是常规工质的10%。膨胀功大，为常规工质的3倍。由于CO2压力高，会产生较大的节流损失。通常用膨胀机替代节流阀回收膨胀功（节流损失）。CO2工质可回收膨胀功相当于压缩功的30%-40%，是其它工质的3倍。蒸发压力是常规工质的10倍。二氧化碳的三相点不仅温度高，而且压力大，这使寻找合适的低温热源T2变得容易。
四，运行原理&
太阳辐射能热机采用二氧化碳为工质，通过膨胀机膨胀，回收膨胀功。热机以环境温度为高温热源T1，液态二氧化碳工质气化吸热产生的低温为低温热源T2。
热机循环包括蒸发、膨胀、冷凝、压缩四个过程：
&&&&吸热：经工质泵泵入蒸发器的低温、低压液相CO2工质，与环境温度换热，吸热气化，体积增加600-800倍，压力提升10倍，获得并储存相变能。工质蒸发对蒸发器内部而言是吸热，对蒸发器外部环境而言则是制冷。CO2常压下气化可导致蒸发器外凝华成固体—干冰，凝华温度-78.5℃。
&&&&等熵膨胀；与环境温度换热后的常温、高压、气相工质经膨胀机膨胀，释放内能，对外做功。膨胀机膨胀是绝热过程，由于无法从外界吸热，只能消耗工质自身内能，导致工质压力、温度下降，焓值减小。做功后，从膨胀机出口排出的为低温、低压气相工质。
&&&&放热：低温、低压气相工质适度增压后进入冷凝器，与蒸发过程产生的低温换热，释放潜热，冷凝后成为低温、低压液相工质。
&&&&等熵压缩：低温、低压液相工质经工质泵进入蒸发器与环境换热，再次膨胀，进入下一循环。工质泵无需将工质增压到蒸发压力，因此其功能类似于火电循环的给水泵（给水泵能耗一般为电厂输出3%）。
&&&&太阳辐射能热机的蒸发器为带外保温的三套管热管式换热器，换热器与冷凝器串联。其作用是将蒸发制冷的低温输送到冷凝器作为低温热源T2。二氧化碳工质进入换热器内套管蒸发时可导致内套管外壁与中间套管内壁之间形成固体二氧化碳，-78.5℃。内置风扇的外套管引入环境热源与中间套管内的固体二氧化碳换热，固体二氧化碳受热（-78℃）升华，升华产生的低温将外套管的热源冷却。外套管的低温热源至冷凝器与膨胀机排出的高于三相点的低温、低压气相工质换热，使之冷凝。
&太阳辐射能热机模拟运行工况（理想状态）；设定环境温度20℃为T1（膨胀机入口），膨胀机出口－55℃（高于三相点），工质在两相区循环。膨胀机（两级）膨胀比为11，进排气压差5兆帕。低温、低压液相工质在换热器内与20℃的环境热源换热蒸发气化，压力最高可能升至5.7兆帕。经膨胀机膨胀释放内能后，在膨胀机出口处温度下降至－55℃，压力0.52兆帕。
&冷凝后低温、低压液相工质经工质泵回到换热器再度与环境换热，温度从－55℃回升到20℃，压力从0.52兆帕回升到5.7兆帕。导致工质温度和压力回升的能量来自环境热源，也就是说热机的压缩功主要来自环境温度，而非压缩机。为保证热机各环节的热及压力平衡，热机为间歇式运行。例如液态工质进入换热器后，换热器将自动切断与膨胀机和工质泵的连接，待换热后压力升高到预期，再先后恢复与膨胀机和工质泵的连接。间歇时间在1/10-1/100秒之间。
工质蒸发膨胀实际包括了两个制冷过程；一个是工质蒸发吸热时，热机对环境做负功，导致外部环境变冷。一个是工质膨胀释放内能，环境对热机做负功，导致工质自身变冷。工质在蒸发端吸热与制冷等量，膨胀功及膨胀制冷量等量，蒸发端制冷量与膨胀机制冷量（潜热）等量。CO2固体升华潜热540KJ/KG，是气化潜热350KJ/KG的1.55倍；固气相变温度-78.5℃，低于气液相变-56℃，这使得工质蒸发制冷的冷量作为T2成为可能。
压力和潜热负相关，即压力越大，潜热越小。为实现有效冷凝，可对乏汽适当增压，例如从0.52兆帕增压到0.8兆帕。0.8兆帕压力下，二氧化碳对应的液化温度为-42℃。1.6兆帕压力下，二氧化碳对应的液化温度为-25℃。
&&火力发电，水被加热成蒸汽，体积膨胀上千倍推动汽轮机做功。由于工质是水，工作温度必须在100度以上，需要化石能源加热工质，做功后的乏汽利用环境温度冷凝还原为水，进入下一循环。太阳辐射能热机采用二氧化碳工质，工作温度在环境温度区间，工质通过从环境吸热就可以达到工作温度。
&空气从0.6MPa节流到0.1MPa的温降只有1℃，而通过膨胀机膨胀，理论上温降可达80～90℃。原因在于节流过程不对外输出功，温降是分子位能增加而引起的。气体在膨胀机内绝热膨胀时要推动叶轮旋转。根据能量守恒定律，输出的功只有靠减少气体的能量(焓)为代价，使得气体分子运动的动能急剧减少。因此，膨胀机膨胀，气体的温降不仅是因为压力降低，造成分子的位能增加，动能减少，更主要是由于对外作功造成的，所以温降的效果要比节流大得多。
工业应用的二氧化碳膨胀制冷机可回收膨胀功最高为压缩功的40%，超出热机工质泵、风扇以及可能的对乏汽增压的能量投入，超出部分的能量来自环境热源。这一点不难理解，因为工质从环境热源吸热，自身压力净提高了近5兆帕，大于压缩机投入的0.28兆帕（0.8兆帕-0.52兆帕）以及工质泵及风扇的能量之和。
热机效率的高低并不重要，因为热机利用的环境热源—太阳辐射能资源无限大，且成本为零。获得更多的膨胀功（发电量）只要增加工质流量即可。太阳辐射能热机不受采光面积和光照时间限制，高效率的获取和利用太阳能。
&热机利用环境温度为能源的设想最早是由19-20世纪最伟大的科学家之一，尼古拉&特斯拉于1893年提出来的。他设计的自运行热机（self&acting&engine)，利用环境温度做功运行，副产品是制冷。尼古拉&特斯拉在其有生之年未能实现自运行热机，相信部分原因是受到当时工程技术水平的制约，如同他发明的移动通讯技术、无线电力传输技术等，都是在其身后近半个世纪才成为现实的。
下图；尼古拉&特斯拉自运行热机的推想图。注意该热机没有冷凝器，工质循环始终处于两相区。热机输出输入，超出部分来自环境热源。尼古拉&特斯拉这一设想成立的前提是膨胀机必须能够将工质温度降至冷凝点之下。
五，技术可行性
&太阳辐射能热机无论跨临界还是亚临界循环，二氧化碳工质始终处于两相流，只不过在换热和冷凝端相比不同。这要求有能够适应两相流的压缩和膨胀装置。螺杆机是容积式、全流动力设备，工质不仅可以为干蒸汽，也可以为二相流体，甚至是饱和水。
螺杆压缩机和膨胀机（互为反向运动）主要依靠压力做功，进出口工质密度决定实际做功能力，这一点尤其适合低温、高压、高密度的二氧化碳工质。单螺杆更适合高压膨胀。
螺杆膨胀机不仅可以较好的处理两相流,而且带液膨胀可以改善转子之间密封间隙从而降低了流体的流动损失。同时由于无不平衡的质量力,使得螺杆机能平稳地、无振动地运转,实现高转速,便于安装在移动装置中。此外，螺杆膨胀机可通过滑阀在100%～10%之间进行无级低损失能量调节,能适应多种工况要求。1000kW以下的螺杆膨胀机效率高于同等功率的汽轮机,且功率越小,优点越显著，螺杆膨胀机还有结构简单,可靠性高，启动停机容易等优点。目前功率1-1500KW螺杆压缩机和膨胀机都有生产。中国具有最大规模的螺杆机制造能力。
&&&&北京某大学环能中心研发的5KW单螺杆膨胀动力机。以压缩空气为工质，在进气压力0.6MPa、转速3000rpm工况下，可稳定输出5kW功率，汽耗率22.5kg/kW·h，膨胀动力机总效率达到66%，最低排气温度达到-45℃，进出口温差62℃。进气压力增加到1.6Mpa,出口最低温度达到-78.63℃。
&&&&单螺杆膨胀动力机温压图，一般说来，进口压力越大，转速越高，温降越大。
&&&&&&&&&&&
进口压力越大，转速越高，输出功越大。
&&&&&&&&&&&
进口压力越大，转速越高，绝热效率越高。影响绝热效率的是不可逆损失，包括内部泄露、涡旋以及摩擦等。
&&&&利用环境温度，而不使用化石能源做功的太阳辐射能热机不由得不使人联想到“自由能源”。自由能源的概念是在19世纪80年代兴起的，其定义为：“不受到常规性社会力量约束，可由任何人自由获取并能自由使用，无污染且能量非常充裕的免费能源”。对于自由能源是否存在的争论科学界已经持续了100多年。
自由能源的基本范畴包括辐射能、电磁能、冷态聚合、爆聚、超级效率电解、机械加热器、太阳能辅助热泵等。辐射能包括环境热源。
热力学循环主要包括热机循环和热泵循环。热机循环将输入的部分热量转化为输出的机械功，热泵循环正相反，它通过输入机械功将热量从低温传向高温。
迄今所有发电应用都是热机循环，包括太阳热能、生物质能、火力、核能等。热机循环和热泵的循环过程十分相似，它们都有一个吸热过程（锅炉或蒸发器）；一个膨胀过程（汽轮机或膨胀阀），一个放热过程（冷凝器），一个压缩过程（压缩机或工质泵）。热机循环，由化石能源提供热能给锅炉，产生蒸汽推动汽轮机，部分蒸汽没有转化为机械功而排放掉（冷凝热是热功转换耗热的150%），造成能量损失。热泵循环，压缩过程需投入机械功，热从冷凝器排放。由于工质通过膨胀阀节流时，膨胀功没有得到利用，意味着能量损失。
太阳辐射能热机既不是热机循环，也不是热泵循环。它以环境温度为高温热源T1，以工质蒸发吸热产生的冷作为低温热源T2。它的吸热和放热不是通过定压实现的。与热机循环不同，太阳辐射能热机以环境热源为T1，而热机循环以环境热源为T2（必须投入能量来提高T1温度）。与热泵循环不同，太阳辐射能热机以膨胀机替代膨胀阀，回收膨胀功，提高了系统的效率。太阳辐射能热机的压缩功来自工质与环境热源换热获得的内能（包括温度和压力的提升），而非热泵循环的压缩机。
七，第三次工业革命展望
太阳辐射能热机不是永动机（非孤立系统），热机的压缩功来自太阳辐射能。由于环境热源资源无限大，能源获得成本和碳排放为零，还由于热机运行不受时空限制，太阳辐射能热机适宜作为分布式能源安装在千家万户，组成互联网一样的智能电网，其中所有人都将受益。
人类经历了两次工业革命，正迎来第三次工业革命的浪潮。每一次工业革命的原动力都与能源替代密切相关。第一次工业革命是以煤炭替代木材，蒸汽动力的机器革命。第二次工业革命由电力、内燃机和电信技术引发，石油替代了煤炭。眼下，我们正处于第二次工业革命和石油世纪的最后阶段，根本的原因在于以石油为代表的石化资源危机以及它所带来的熵账单。200年来，大量燃烧煤炭、石油、天然气推动了人类的工业化进程，却向大气中排放了大量的二氧化碳，导致地球温度灾难性的转变，对未来的地球生命系统构成严重的威胁。
趋势学家为我们描绘出第三次工业革命的蓝图：第三次工业革命是互联网信息技术与可再生能源的融合。在不久的将来，每个建筑都是小型发电厂，人人都是绿色能源的自助生产者。正如人们在互联网上可以任意创建属于个人的信息并分享一样，任何一个能源生产者都能够将所生产的能源通过一种网络化的智能电力系统与他人分享。
&&&&太阳辐射能热机满足了第三次工业革命所设想的分布式可再生能源的所有要素，这些要素包括：
&&&&1，不受时空限制；
&&&&2，不受能流密度影响；
&&&&3，无需能量储存；
&&&&4，环境亲和，全过程无污染，零碳；
&&&&5，小型化、可移动、网络化；
&&&&6，经济性。
八，商业应用前景
&&&&太阳辐射能热机适合分布式发电或作为移动能源。家庭、建筑、车、船都可能成为终端用户。家庭用太阳辐射能发电系统以3-5KW装机为宜3KW装置的外型尺寸在1.5-2立方米。设备寿命15年。制造成本约人民币30,000元。千瓦装机价格与光伏屋顶相当。然而，太阳辐射能热机可以24小时连续工作，而光伏每天工作时间平均只有8小时。太阳辐射能热机占地只需1.5-2平方米。相应的发电量光伏则需要60平方米采光面积。如果将装机能力提高到1万KW，太阳辐射能热机占地只需60平方米，制造成本约1000万。而光伏占地将达到1-2平方公里，成本2个亿。
&&&&3KW家庭用太阳辐射能发电系统，24小时发电72度。2天发电量超过目前户均月用电量。我国每户家庭（平均3.44人）月均用电约100度。算下来，每月剩余电量2000度。这些电可以上网转让，或者给电动汽车充电。电动汽车按百公里15度电耗计算，可行驶1.3万公里。按每辆车每天行驶100公里，每月3000公里计算，可以支持4辆电动车的用电需求。
国际专利申请：
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