冷电-新能源（之二）

一， 绝世天才的设想

1900年，20世纪最伟大的科学巨匠之一、尼古拉 特斯拉(Nikola Tesla)在美国“世纪杂志”发文，提出了以环境温度，作为他称之为自运行热机“Self-Acting Engine”能源的设想。通过制冷获得机械能是他提出的若干利用太阳辐射能构想的一部分。

1883年，尼古拉 特斯拉开始考虑制造以环境温度为能源的自运行热机，他的设想是：以少量高品位能源(或其它形式)为代价，人为制造并保持一个“冷洞”，环境温度在压(温)差的作用下(根据热力学定律，高温向低温转移)被迫持续向冷洞释放能量，这个能量可以转化为机械能。这之前，尼古拉特斯拉完全了解卡诺和开尔文有关热力学的观点：“不可能通过无生气的机械制冷并利用由此产生的热来制造热机”。

1895年，参观过卡尔 林德博士自压缩制冷装置(self cooling )气体液化实验后，尼古拉 特斯拉认为该实验印证了他的设想。他设计的自运行热机采用低温相变工质，从环境温度吸热做功，副产品是制冷。热力循环过程，他摈弃了冷凝器以提高热能转化为机械能的效率。尼古拉特斯拉确信热机汽轮机输出大于压缩机输入，系统大于1。然而，尼古拉 特斯拉在其有生之年并没有造出他的自运行热机。

一方面，人们怀疑自运行热机违背了热力学定律，一方面是由于上世纪中期中东石油的大发现，世界进入廉价化石能源时代，尼古拉特斯拉的这一设想逐渐被人们遗忘。

其实，尼古拉 特斯拉设计的自运行热机并不违反热力学定律。因为热机的压缩制冷过程不是能量转换(冰箱制冷COP大于1)，不受热力学定律--能量守恒的限制。尼古拉特斯拉所以没有实现他的设想，是因为他的想象太过超前，以当时的技术手段无法实现。正如他的众多其它发明一样。

下图：尼古拉特斯拉设计的自运行热机。注意，循环过程没有冷凝器，没有冷凝热的对外释放。

再看一看制冷机和汽轮发电机的循环过程，一目了然，尼古拉 特斯拉设计的自运行热机，实际就是热泵+有机郎肯循环ORC。

制冷机循环：

汽轮发电机循环：

自尼古拉 特斯拉提出自运行热机已经过去了一个多世纪，世界发生了翻天覆地的变化。今天，我们享受的众多科技文明仍然拜尼古拉特斯拉所赐，例如交流电、交流发电机、变压器、无线电、X光、荧光灯等100多项涵盖众多不同领域的重大发明。他的一些超越时代的发明如激光、移动通讯(互联网)、无线电力传输等也在今天得到了证实和应用。

今天，人类享受着工业革命和信息技术革命带来的空前繁荣，却仍然未能摆脱能源短缺的困扰，大量消费化石能源，导致全球变暖，为人类的生存和繁衍蒙上阴影。我们有必要回过头重新审视这位科学巨人设计的自运行热机，从中获得启发。因为与其它未来能源如核聚变、微粒子、磁力能、零点能量、暗物质等比较，利用环境温度为能源或许距离我们更近。