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热水器的“能效比”是衡量热水器性能的指标之一.空气源热泵热水器是新一代高“能效比”(“能效比”为热泵机组产出的热量与投入的电能之比)的热水装置,其工作原理简化为如图所

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解决时间 2021-03-24 03:14
热水器的“能效比”是衡量热水器性能的指标之一.空气源热泵热水器是新一代高“能效比”(“能效比”为热泵机组产出的热量与投入的电能之比)的热水装置,其工作原理简化为如图所示.工作物质在蒸发器中吸收空气的热迅速汽化,通过消耗少量电能驱动的压缩机将其压缩成高温高压的气体,在冷凝器内液化放出热量,并对冷水加热,使水温升高,达到制热水的目的.下表是某型号热泵热水器的部分参数,其中60L/h表示此热水器当进水温度为15℃,出水温度为55℃时,每小时可出热水60L.[c水=4.2×103J/(kg?℃)]
额定制热水量60L/h额定电压/频率220V/50Hz额定输入功率770W水箱型号100L(1)下列有关空气源热泵热水器的说法,其中正确的是________(填序号).
①在低温工作物质处,工作物质从空气中吸热;
②在低温工作物质处,空气从工作物质中吸热;
③在高温工作物质处,工作物质从冷水中吸热;
④由于电流的热效应,热水吸收的热量一部分来自于电流产生的热量
(2)60L水温度从15℃升高到55℃吸收的热量是多少?
(3)此热水器正常工作1h消耗的电能是多少?
(4)此热水器的“能效比”________100%(>、=、<).结合工作原理说明使用该热水器比电热水器节省费用的原因.
最佳答案
解:(1)分析空气源热泵的工作过程可知,在低温工作物质处,工作物质从空气中吸热,然后在高温工作物质处,工作物质从冷水中放热,如此循环,使水的温度不断上升,在此过程中,电能只是用来驱动压缩机的,没有转化成内能;
故①符合题意;
(2)水的质量 m=ρv=1.0×103kg/m3×60×10-3m3=60kg,
水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×60kg×(55℃-15℃)=1.008×107J;
(3)热水器消耗的电能W=Pt=770W×1×3600s=2.772×106J;
(4)因为“能效比”为热泵机组产出的热量与投入的电能之比,所以每小时,60L水温度从15℃升高到55℃吸收的热量为1.008×107J,而消耗的电能为2.772×106J.
所以热水器的“能效比”大于100%;
因为在热泵热水器中,水吸收的热量大部分来源于空气,然后通过消耗少量电能获得,而空气中的热是不用消耗电能的;
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