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空调用电量和天气的关系

日期:2018-11-14 05:00:29 

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空调用电量和天气的关系

 娄底美的空调售后维修空调器是对特定空间(如房间)内空气的温度、湿度、洁净度及气流速度进行调节,使其达到并保持在人体舒适的空气状态的一种器具,它根据室外温度、湿度(洁净度及气流速度本文不讨论)等条件的变化而工作。我们都有这样的经验,当外界气候条件变得恶劣,若气温高或湿度大(闷热天气)而需空调器制冷运行时,空调器消耗电量比一般气候条件下工作时消耗电量要多。为什么会出现这种情况呢?这是因为当我们需要房间温度保持26℃,空调器在室外条件为38℃时远比室外30℃的温度时消耗的能量大,因为空调器需产生更多的冷量来平衡掉过多的热量,产冷量大所消耗电量也就大,这是很容易理解的。但是为什么湿度大时空调器所消耗的电量也会大呢?

  我们知道,围绕地球表面的空气层称为大气,是由干空气和湿空气组成的混合气体。因为地球表面大部分是海洋、湖泊、江河,有大量的水蒸气进人大气,使大气成为干空气和水蒸汽的混合气体,这种混合气体称为湿空气,也可以说我们是生活在湿空气的包围之中。空气中水蒸汽的多少决定了空气的潮湿程度,湿空气对生产和生活有很大的影响。如纺织厂生产车间的空气湿度大(过分潮湿)纱线易粘结,有些金属类产品会生锈,人们会感到闷热;空气湿度小(过分干燥)纱线断头率高,人体会感到干燥等等。那么,人们生活所需的较为舒适的空气条件是什么?如何保持呢?

  空气条件是指温度、湿度、洁净度及气流速度等。按我国人民的感受习惯,夏季温度一般为24-29℃、冬季温度一般为16-22℃。相对湿度一般为 40-60%、最好不要低于 30%或超过 70%才为理想舒适的气候环境。为了在人们居住的房间内创造和保持一定的空气条件,就需要有一台质量上佳和控制良好的空调器,即随着室外气候条件变化而能保证室内空气稳定在舒适范围内(达到上述指标内)的空调器,就是说空调器不仅具有使房间温度降低(冷却空气)的功能,还有降低房间的潮湿度即除湿(减少空气中水蒸气)功能。

  为了了解空调器的工作原理,首先应了解一下物质的相态变化。自然界中的许多物质都是以气态或液态的任一种状态存在的,随着外部条件的不同,可以相互转化,在转化过程中需要吸热和放热。例如:水吸热可变成水蒸气(100℃的水加热可变成100℃的蒸气),也称作“蒸发”;相反,水蒸气冷却可变成水,也称作“冷凝”,这种形式的热量,我们称为“潜热”,即温度不发生变化,只是物质的存在状态(物理学上称之为“相态”)发生了变化。当然,这种变化是渐进的,比如水加热后温度升高但还没有变成水蒸气(如20℃的水加热可成为80℃的水)时,所需要的热量,我们称为“昆热”,即物质自身温度发生了变化,但其相态却没有发生改变。上面提到空气的相对湿度问题就是一个典型的物理气候特征,在某一温度时的相对湿度值越大,说明这时空气中的水蒸气的含量越高,空气的潮湿度越大。比如,某一温度下的相对湿度达到80%或90%,如果湿度继续增大,达到100%,即相对湿度处于饱和状态了,这时这一温度就成为了“露点温度”。当然水蒸气在“露点温度”成为冷凝水也是需要热量的。

  空调器是对空气的温度和湿度进行调节的器具,当它在制冷工作时,空调器中的蒸发器盘管表面温度低于空气的“露点温度”时,空气中的水蒸气就会在盘管表面上凝结成水,这时既将室内的空气温度降低了也将空气的湿度降低了(也可以说是将室内空气的热量移走了)。根据上述介绍,我们就清楚了,如果空调器是在夏季闷热的气候条件下运行,要想将室内温度降下来,不仅应将湿空气中的“显热”即干空气降温所需的热量移走,而且还必须将湿空气中的“潜热”即水蒸气冷凝所需的热量移走。水蒸气处于露点温度下将会因冷凝而渐出水,空气中的湿度百分比愈大,空调器在制冷降温过程中所消耗的能量也就越多,因为这时空调器要通过压缩机工作产生更多的冷量以平衡掉湿热空气中的“潜热”。这时我们直接感觉到的就是,空调器的排水管排出的水(浙出的水)就愈多。例如:将温度为35℃、相对湿度为90%的空气冷却到温度为25℃、相对湿度为50%时,所需的冷量(移走的“潜热”和“显热”热量)为“10”的话,那么将温度为35℃、相对湿度为60%的空气冷却到温度为25℃、相对湿度为50%时,所需的冷量(移走的“潜热”和“显热”热量)仅为“5.7”,(“10”与“5.7”只是一个参量值,为了便于比较)可见差距之大。当然由于房间所需温度不同,空调器所消耗的功率也不同。

通过以上解释,我们大概就明白了为什么空调器在湿热季节运行时,要比在气候干燥运行时消耗的能量大。





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