Question

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变频空调机

空调机中有被称为“冷媒”的物质，利用它的物态变化可以实现室内、外热量的转移。如图所示是空调机制冷系统的原理图，其中压缩机的作用是对气态“冷媒”加压，并使“冷媒”在管内循环。压缩机的转速越大，“冷媒”的流量越大，空调机的制冷能力就越强。

压缩机的转速由供电频率决定。“变频空调”是与传统供电频率不变的“定频空调”相比较而产生的概念，与“变频空调”相比，变频空调机的变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变压缩机的转速，达到控制“冷媒”流量的目的。

变频空调机开始工作时，以最大功率进行制冷，当室内温度快速降至设定温度后，压缩机随即处于低速持续运转状态，维持室温基本不变。

表一表示某型号变频空调机的“冷媒”流量与变频器供电频率之间的对应关系。

表二表示该型号变频空调及部分参数之间的对应关系，其中：制冷量是指单位时间内空调机从密闭区域内去除热量的总和；能效比是空调机在额定状态工作时，制冷量与输入功率之比。

（1）空调机工作时，当液态“冷媒”     （填物态变化名称）成气态时，需要      热量。

（2）关于变频空调机，下列说法正确的是    

A．变频空调的压缩机与定频空调一样，也是断断续续工作的

B．空调机制冷时，途中钢管A内流动的是气态“冷媒”

C．空调压缩机是利用降温的方法使“冷媒”发生物态变化的

D．变频器供电频率越小，空调机的制冷能力越强

（3）根据表一中的数据，请在坐标系中画出“冷媒”流量Q与变频器供电频率ƒ之间的关系图线。当变频器供电频率为80Hz时，“冷媒”流量为      kg/h.。

（4）表二中空调机额定制冷量为      W，在额定状态下工作10min，可以使      kg的空气温度下降6℃。[取空气的比热容c=1.0×10³J/(kg·℃)]

（5）夏天，上述空调机开始工作0.5h后，家中房间温度降至设定温度，随即空调机处于低速稳定运转状态，又工作了10h，全过程共耗电2.9kW·h．则前0.5h内空调机消耗的电能是      kW·h，后10h空调机的电流是      A．

 

Answer 1

【答案】

（1）汽化（1分）；吸收（1分）；（2）B（2分）；（3）见图（1分）；123（120—126）（1分）；

（4）2660（1分）；266（1分）；（5）0.7（1分）；1（1分）。

【解析】（1）空调机工作时，液态冷媒汽化时，需要吸收热量；

（2）A中的变频空调的压缩机一直在工作，只不过在到达设定温度之前，频率较高，致冷速度快，在温度到达设定温度之后，频率变慢，维持室内的温度，故A不对；B中钢管A处是刚从蒸发器中流出来的物质，由于蒸发器发生的物态变化是汽化，故形成的是气态，所以B是正确的；C中压缩机是利用改变压强使冷媒发生物态变化的；D中变频供电频率越小，制冷能力越弱，故C、D均不对。

（3）关系图线根据表1直接描点、连线即可；由图像可以看出，频率与流量Q间的关系是线性关系（一次函数关系），频率每提高20Hz，其流量Q就要增加34kg/h，故80Hz时，要比70Hz多10Hz，故其流量要比106kg/h增加17kg/h，即流量为123kg/h；

（4）由表二可以看出，额定输入功率为700W，能效比为3.80，而由阅读材料可得，能效比正好是空调机在额定状态下，制冷量与输入功率之比，故此时的制冷量=700W×3.80=×2660W；再由热量的计算公式Q=cm△t可得，2660W×10×60s=1.0×10³J/(kg·℃)×m×6℃，故解之得m=266kg；

（5）由于空调机刚开始工作时，其功率最大，由表二可得，最大的功率为1400W，工作0.5h，故消耗的电能为W=Pt=1.4kW×0.5h=0.7kWh；则后10h消耗的电能为2.9kWh－0.7kWh=2.2kWh，故再由电功的计算公式可得W=UIt，即2.2×3.6×10⁶J=220V×I×10×3600s，解之得I=1A。