论文总字数：19740字

摘 要

在我国，随着经济的高速发展和人民生活水平的提高，能源短缺，特别是常规能源供应紧张的矛盾日益突出。人们越来越关注新能源的开发和使用。空气源热泵热水器是一种新型的热水器，近些年越来越受到人们的重视，和传统的热水器相比，它具有以下优点：安全，节能，环保等优点。但是它也存在许多缺点：受环境温度影响较大，尤其是在冬季环境温度很低的北方，系统效率不是很高，表现不稳定。

循环式空气源热泵热水器由蒸发器、压缩机、冷凝器、热力膨胀阀、保温水箱、循环水泵，连接管子组成。它利用朗肯循环经过蒸发器吸收低温空气的热量，然后经过压缩机的压缩，通过冷凝器将吸收的热量释放到水箱—高温热源中去。为加深对循环式空气源热泵热水器的理解，根据初始数据，本次设计了一台3匹循环式空气源热泵热水器。

在整个空气源热泵热水器设计计算过程中，热力计算是首要因素，它主要包括温差，传热系数和换热面积等的计算。结构设计主要是蒸发器和冷凝器。本系统的蒸发器采用风冷式，冷凝器采用套管式。计算出换热管数并进行布管。

设计还包括设计说明书和图纸。

关键词：循环式 空气源 热泵 热水器

Design of 3P circulating air source heat pump water heater

Abstract

In our country, with rapid economic development and people's living standards improve, energy shortages, especially in conventional energy supply have become increasingly prominent.People pay more and more attention to the development and use of new energy sources. Air source heat pump water heater is a new water heater, more and more attention has been paid in recent years, and compared to traditional water heaters, which has the following advantages: safety, energy conservation, environmental protection and other advantages. However, it also has many disadvantages: influenced by the ambient temperature, especially at low ambient temperatures northern winter, the system efficiency is not high, the performance is unstable.

Circulating air source heat pump water heater from the evaporator, compressor, condenser, thermostatic expansion valve, holding tank, circulating pumps, connecting pipe composition. It uses the Rankine cycle cryogenic air through the evaporator absorbs heat, and then compressed compressor, condenser heat absorbed by the release into the tank - high temperature heat source .To deepen the circulating air source heat pump water heater understanding, according to the initial data, this design with a 3P circulating air-source heat pump water heaters.

Air source heat pump water heaters throughout the process of design calculations, thermal calculation is the primary factor, which includes calculation of temperature, heat transfer coefficient and heat transfer area and the like. Structure designed primarily has evaporator and condenser. The evaporator using air-cooled, and condensers using casing in the system. Calculating the number of tubes and piping.

Design includes design specifications and drawings

Keywords: circulating air source heat pump water heater

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内研究现状和发展 2

1.2.1 国内发展状况 2

1.2.2 问题 2

1.3 空气源热泵热水器分类工作过程 3

1.3.1 空气源热泵热水器按照加热形式的分类 3

1.3.2 空气源热泵系统主要原理 3

1.3.3 空气源热泵热水机组能效比 4

1.4 总结 5

第二章3匹循环式空气源热泵热水器的设计说明书 6

2.1 任务要求 6

2.2 工况的确定 7

2.3 制冷循环热力状态参数 7

2.4 设计计算 8

2.4.1热泵系统热力计算 8

2.4.2 压缩机的选择 8

2.4.3 压缩机的结构尺寸 9

2.5 风冷式蒸发器的设计计算 10

2.5.1管型选择 10

2.5.2估算传热管总长 11

2.5.3 蒸发器设计计算总汇 11

2.5.3 蒸发器结构设计总结 15

2.6 套管式冷凝器结构计算 16

2.7 膨胀阀的选择 18

2.8 风机的选择 20

2.8.1 风机的用途 21

2.8.2使用和维护 22

结束语 23

参考文献 24

致谢 27

第一章 绪论

1.1 研究背景

节能和环保是当今世界两大主题,对人类可持续发展具有重要的战略意义。研究资料分析表明，在各种能量消耗的最后物理形态中，以热消耗最大，且以小于100℃的热消耗最大。通过热力学分析可知，在小于100℃ 的热消耗领域内，热泵节能技术有很好的应用前景。如果用锅炉产生蒸汽来取暖供热，其效率约为70%左右，采用直接加热，则还要考虑发电机组效率。采用热泵，无论是从低温地热源吸取热量，还是消耗机械功，都能转转化为有用能量，因此采暖供热的效率大大提高。空气源热泵( AS HP ) 热水机组通过输入一小部分电力做功, 即可从周围环境空气中获取热量来制取热水, 与直接使用电、 煤炭、 燃气或燃油来制取热水的锅炉设备相比, 是利用可再生能源的高效节能无污染的新兴技术。而且热泵热水器安装还不受建筑物或楼层限制，使用不受气候条件限制，既可用作家庭热水供应中心，也能为单位集体集中供热水。该产品不仅安全舒适，而且环保节能，实际使用费仅分别相当于电热水器的25%，燃气热水器的30% ^[1]_.

表1 各种热水系统比较

1.2 国内研究现状和发展

1.2.1 国内发展状况

空气源热泵技术在我国的研究已有很长的历史, 但是真正得到快速发展、普遍应用则是最近十几年到二十年的事情,主要是用在制冷空调系统上, 如家用空调器、商用多联机组及工业工艺用的制冷制热设备等。而空气源热泵热水器在我国刚刚起步, 还有许多问题需要解决。

1.2.2 问题

目前,空气源热泵热水器主要应用在长江以南的地区,这主要是因为在低温条件下,普通空气源热泵系统的运行性能会受到很大影响,主要表现在以下几个方面:

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