论文总字数：23417字

摘 要

目前市场上的家用热水器产品主要有燃气热水器、电热水器、太阳能热水器三种类型，电热水器和燃气热水器主要消耗电能、天然气和煤气等高品位能源；太阳能热水器的发展虽得到了极大的推广，仍受气候及安装条件限制；被称为第四代热水器的空气源热泵热水器因性能系数远大于1，具有环保节能、运行安全等优点，正广泛地被加以重视和研究。本文主要介绍空气源热泵热水器的背景，工作原理和发展前景，还分析了空气源热泵热水器的工况特性、性能和综合效益。

设计5匹直流式空气源热泵热水器时，首先需要通过工况来进行压缩机的选型，然后再进行热力计算，计算得到单位制冷量，单位冷凝热，热负荷，冷负荷等数据。再确定冷凝器和蒸发器，在本系统中，选用了套管式冷凝器，根据相关标准，确定冷凝器的内管和外管，并计算得到换热面积、管长，确定冷凝器的尺寸。同时选用了风冷式蒸发器，选取蒸发器尺寸。

关键词：空气源 热泵 热水器 设计

The design of the 5 HP air source heat pump water heater

Abstract

Household water heater products currently on the market are mainly the three types of gas water heaters, electric water heaters, solar water heaters , electric water heaters and gas major consuming some high-grade energy such as electricity, natural gas and coal; the development of solar water heaters have been a great promotion, though which is still restricted by climate and installation conditions; the fourth-generation air-source heat pump water heaters are to be valued and widely studied of the benefits of the coefficient of performance, which is much greater than 1, energy-saving and safe, etc. This paper describes the background, working principle and the development prospects of air source heat pump water heaters, also analyzed its conditions characteristic , performance and comprehensive benefits.

When I design the 5 HP air source heat pump water heaters, first through the conditions to select the compressor, and then performed thermodynamic calculation to get cooling capacity of the unit, the unit condensation heat, heat load, cooling load and other data. Then determine the condenser and evaporator, in this system, I chose the casing condenser, according to the relevant standard, to determine the inner and outer tubes of the condenser, and calculate the heat transfer area, the length, determine the size of the condenser. Then selected cooled evaporator, chose the evaporator size.

Keywords: Air source; Pump; Heater; Design

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1课题背景及其意义 1

1.2直流式空气源热泵热水器的研究 2

1.2.1直流式空气源热泵热水器的工作原理 2

1.2.2不同工况下空气源热泵热水器的性能分析^[12] 2

1.2.3 不同制冷剂应用于空气源热泵热水器的性能研究^[13] 6

1.2.4空气源热泵热水器的应用 9

1.3 空气源热泵热水器的历史与现状 10

1.4空气源热泵热水器的发展前景 12

第二章 5匹直流式空气源热泵热水器的设计说明书 14

2.1任务要求 14

2.2工况的确定 15

2.3制冷循环热力状态参数 15

2.4设计计算 16

2.4.1热泵系统热力计算 16

2.4.2压缩机的选择 16

2.4.3压缩机的结构尺寸 18

2.5风冷式蒸发器的设计计算 19

2.5.1蒸发器名义工况 19

2.5.2蒸发器设计计算总汇 21

2.5.3蒸发器结构设计总结 25

2.6套管式冷凝器结构计算 26

2.7膨胀阀的选择 29

2.7.1膨胀阀参数计算 29

2.8风机的选择 31

2.8.1风机的用途 32

2.8.2使用和维护 33

结束语 34

参考文献 35

致谢 37

第一章 绪论

1.1课题背景及其意义

随着人类生产生活水平的提高，越来越多的地方需要热水供应，热水能耗已是筑物中排在供暖、空调和照明之后的第四大能耗。在能源紧缺、电价和天然气价格高涨、环境污染日益严重的。今天，加强对热水器的研究已迫在眉睫^[1]。

空气源热泵热水器是继燃气热水器、电热水器、太阳能热水器之后的第4代热水器。空气源热泵热水器又称热泵热水器，热泵用逆卡诺原理，以极少的电能，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，传输至水箱，加热热水。所以它的节能效率是电热水器的4倍以上，具有很大的节能潜力，是目前世界上最为先进的节能环保热水系统，同时实现了水电完全分离, 消除了电热水器固有的安全隐患和燃气热水器因燃气燃烧不充分而带来一氧化碳中毒等隐患，更重要的是由于是从空气中吸收热量，从而减少因燃烧化石燃料而造成的温室气体排放，有利于保护环境。

热泵热水机组遵循能量守恒定律和热力学第二定律，运用热泵的原理，只需要消耗一小部分的机械功（电能），将处于低温环境（大气或地下水等）下的热量转移到高温环境下的热水器中，去加热制取高温的热水。热泵可以与水泵相比拟，水是不能自发地从低处流向高处，要将低处的水输送到高处，必须用一台水泵，消耗一部分电力，才能将水送到高处的水箱中。同样，根据热力学第二定律，热量也是不能自发地从低温环境向高温环境中转移（传送），而要实现这个目的，必须要有一台机器，消耗一部分机械功（例如电能），才能将低温环境中的热量传送到高温环境中去。热泵的作用是将空气中或低温水中的热量取出，连同本身所用的电能转变成的热能，一起送到高温环境中去应用。

请支付后下载全文，论文总字数：23417字