小明家新添一台变频空调,部分参数如下表所示,其中制冷(热)功率表示该空调制冷(热)时单位时间内所消耗的电能,制冷量表示单位时间内空调从室内空气吸收的热量;制热量表示单

小明家新添一台变频空调,部分参数如下表所示,其中制冷(热)功率表示该空调制冷(热)时单位时间内所消耗的电能,制冷量表示单位时间内空调从室内空气吸收的热量;制热量表示单位时间内空调向室外空气放出的热量,该空调另设电辅热功能,可以辅助制热,以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题,该空调制冷(热)量有一个变化的幅度,工作时,空调可自动调节制冷(热)量,当室温和空调的设定温度相差较大时,变频空调一开机,即以最大功率工作,使室温迅速达到设定温度;当室温快速达到设定温度后,空调的制冷(热)量随之减小,以维持室温基本不变.
型号
功能冷暖(辅助电加热)
制冷功率P/W变化范围100~1400
制热功率P/W变化范围180~1700
制冷量P′/W变化范围450~3800
制热量P′/W变化范围800~5000
电辅热功率P辅热/W1000
电源电压/V220
制冷室外环境温度不高于43℃
制热室外环境温度不低于-7℃
(1)夏天的某一天,假设空调开机后以最大制冷功率工作0.5h,使室温降至设定温度;然后,空调又以某一恒定的功率工作了2.5h,全过程空调消耗的电能为1.8kW•h,则:
①空调前0.5h消耗的电能是多少?
②后2.5h通过空调的电流是多少?
(2)冬天用该空调将室温从2℃调升至22℃,至少需要多少时间?[室内空气质量为60kg,空气的比热容为1000J/(kg•℃)]
(3)空调设计的制热功率大于制冷功率,其原因可能是什么?

参考答案


(1)①由P=
W
t
可得空调前0.5h消耗的电能是:
W1=P1t=1.4kW×0.5h=0.7kW•h,
②则后半段时间消耗的电能为:W2=W-W1=1.8kW•h-0.7kW•h=1.1kW•h=3.96×106J;
因为W=UIt,所以I=
W2
Ut
=
3.96×106J
220V×2.5×3600s
=2A;
(2)空调需要吸收得热量为:
Q=c空气m△t=1000J/(kg•℃)×60kg×(22℃-2℃)=1.2×106J
因为该空调的最大制热量是5000W,另外还有1000W的辅热,故制热的最大功率是5000W+1000W=6000W,所以冬天用该空调将室温从2℃调升至22℃,至少需要的时间是:t=
W
P加热+P辅热
=
1.2×106J
6000W
=200s;
(3)因为制热时设定温度和外界环境温度的温差大制冷时设定温度和环境温度的温差小,所以制热功率要比制冷功率大.
答:(1)①空调前0.5h消耗的电能是0.7kW•h;
②后2.5h通过空调的电流是2A;
(2)至少需要时间200s;
(3)因为制热时设定温度和外界环境温度的温差大制冷时设定温度和环境温度的温差小,所以制热功率要比制冷功率大.

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