摘 要

随着当今21世纪经济的快速发展，能源的需求量将会日益增加。为了能源能够得到充分的利用热泵技术将会越来越重要。热泵技术是一种可以将低品位热源通过电力进行做功转移成为高品位热源，继而能够被人类所利用并起到一个节约能源的作用。

空气源热泵热水器则是利用空气环境中低位的热源，并不断将空气中的低位热源转化为水的热能以供人使用。而本文就是针对空气源热泵热水器的一个设计。

本文就是阐述了热泵的使用，与其所应用的范围以及热泵的广大前景。同时也将会介绍热泵的原理和特点，并对其节能的特点加以研究。热泵中最主要的结构为蒸发器和冷凝器它们都是换热器，我们也将按照设计的题目与要求对换热器进行计算与研究。

在对空气源热泵热水器的设计中最主要的当为热力计算。在此之后我们也要对蒸发器和冷凝器进行结构计算。本文中的蒸发器使用的是管片式换热器，要对蒸发器管壁温度进行校核，冷凝器使用的的套管式，要确定套管的大小和数量。在本文中还需要选定风机，压缩机还有水箱的规格。

关键词：热源 空气源热泵热水器 设计 低位热源

The Design of 28kW Air Source Heat Pump Water Heater

Abstract

With the rapid development of the economy in the 21st century, the demand for energy will increase.It is becoming increasingly important for energy to be fully utilized for heat pump technology.Heat pump technology is a low-grade heat source can be transferred through the power of work into a high-grade heat source, and then can be used by humans and play a role in saving energy.

Air source heat pump water heater is the use of air environment status of the heat source, and continue to change the status of air heat into the heat of water for human use.This article is for air source heat pump water heater design.

This paper describes the use of heat pumps, and its scope of application and the prospects of heat pump. At the same time will also introduce the principle and characteristics of heat pump, and its energy-saving features to be studied.The most important structure of the heat pump is the evaporator and the condenser. They are all heat exchangers. We will also calculate and study the heat exchangers according to the design and requirements.

In the air source heat pump water heater design of the most important when the heat calculation.After that we have to calculate the structure of the evaporator and the condenser.In this paper, the evaporator is used in a plate heat exchanger and it need to check the temperature of the evaporator wall，the casing used in the condenser, to determine the size and number of casing.In this article also need to select the specifications of the fan, compressor and water tank .

Key words：Heat source Air source heat pump water heater Design Low heat source

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 研究意义 1

1.3 热水器的发展史 2

1.4 什么是空气源热泵热水器 2

1.5 国内外研究成果与现状 3

1.6 结束语 5

第二章 8匹空气源热泵热水器的设计 6

2.1 原始设计参数 6

2.2 循环过程状态参数 7

2.3 热力性能指标计算 8

2.4 压缩机的选型 9

2.4.1 压缩机的选择 9

2.4.2 技术参数 10

2.5 蒸发器的设计计算 11

2.5.1 选定蒸发器的结构参数 11

2.5.2 几何和结构参数计算 12

2.5.3 蒸发器热力计算 13

2.5.4 计算空气侧干表面传热系数 14

2.5.5 确定空气在蒸发器内的状态变化过程 15

2.5.6 循环空气计算量 15

2.5.7空气侧当量表面传热系数计算 16

2.5.8 R134a在to=5℃是的物性 16

2.5.9 管内R134a蒸发时传热系数的计算 17

2.5.10 传热温差初步计算 19

2.5.11 蒸发器结构尺寸的确定 19

2.6 冷凝器的设计 21

2.6.1 有关参数的选择及计算 21

2.6.2 确定管内根数 22

2.6.3 传热计算 23

2.6.4 冷凝器整体结构 24

第三章 其他部件的选择 25

3.1 节流装置的选择 25

3.2 风机的选择风机参数 26

3.3 水箱的选择 27

第四章 结论与反思 28

参考文献： 29

致谢 31

第一章 绪论

1.1 课题背景

随着当今21世纪经济的快速发展，人们的生活水平也日益提高。热水可以说是成为了我们生活中的必需品。在我国常见的目前主要有三大类型的热水器。电热水器因为方便快捷很多旅馆都用的是这种，但是耗电高还有危险。燃气热水器^[1]因为天然气的方便与价格便宜，目前大多数家庭都会使用这个。而太阳能热水器则就更加普及了。但是这些热水器都具有一些缺点如工作时消耗的能量和费用比较高，有的还有污染严重等缺点。其中太阳能热水器^[2]虽然节能环保，但是天气对它的影响太大。因此，空气热泵热水器在这样的一个情况下出现在消费者的视野里。因为空气源热泵热水器工作时具有节约能量，超大水量，适用范围大，经济消耗低的优点，最重要的是安全性很高。目前生产空气源热泵热水器的厂家中还是以家用式的为主，相对而言生产来用于公司等大规模的场所类型的就很少了。因为商用型空气源热泵热水器所需要的技术性含量比较高。由此可见空气源热泵热水器在我国并未形成规模，但却是热水器行业^[3]的发展方向。下图1便是2004至2011年空气源热泵热水器销售额的统计图，是呈现上升趋势^[4]。由此可见空气源热泵热水器有着光明的未来。