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摘  要

本文主要介绍了对30KW空气源热泵热水器的设计。该设计首先阐述了热泵热水器的工作原理及其优缺点，如高效节能，环境效益显著等等。其次说明了有关空气源热泵热水器的方案选择和论证，并根据给定的工况对空气源热泵进行设计计算。最后，通过制冷剂制冷循环的热力计算、冷凝器的设计计算、蒸发器的设计计算、热力膨胀阀的设计计算，选择压缩机、风机，并进行校核，在此设计的基础上选出其他的辅助设备，包括设备中其他附件的选择标准及要求、管路的连接与布置、制冷工况的选择、制冷剂的选择等。

 

关键词  热泵/空气源/热水器/设计

 

目    录

摘  要 I

ABSTRACT II

1  绪论 1

1.1  空气源热泵热水器的概况 1

1.1.1  空气源热泵热水器的研究背景及意义 1

1.1.2  空气源热泵热水器的国内外现状 2

1.2  空气源热泵热水器的工作原理 5

1.3  空气源热泵热水器的优缺点 5

1.3.1  空气源热泵热水器的优点 5

1.4  空气源热泵热水器的发展前景 7

2  设计方案选择与论证 8

2.1  制冷剂 8

2.1.1  制冷剂的概述 8

2.1.2  制冷剂的分类 8

2.1.3  制冷剂的选用原则 9

2.1.4  制冷剂介绍与选择 10

2.2  压缩机 12

2.2.1  压缩机概述 12

2.2.2  压缩机的比较 13

2.2.3  针对30kw空气源热泵压缩机的选型 15

2.3  冷凝器 16

2.3.1  冷凝器概述 16

2.3.2  冷凝器的比较 16

2.4  蒸发器 19

2.4.1  蒸发器概述 19

2.4.2  蒸发器的比较 19

3  设计计算 21

3.1  系统的热力计算 21

3.1.1  热泵系统的热力计算 21

4  冷凝器的设计计算 24

4.1  氟利昂套管式冷凝器的结构 24

4.2  氟利昂套管式冷凝器的传热计算 25

4.3  氟利昂套管式冷凝器的设计计算 25

4.3.1  有关参数的选择及计算 25

4.3.2  确定内管根数 26

4.3.3  传热计算 26

4.3.4  冷凝器整体结构 28

5  热泵蒸发器设计计算 28

5.1  强制通风空气冷却式蒸发器的结构设计及计算 28

5.2  蒸发器的设计计算 31

5.2.1  初步的结构规划 31

5.2.2  计算几何参数 31

5.2.3  计算空气侧干表面传热系数 32

5.2.4  确定空气在蒸发器内的状态变化过程 34

5.2.5  循环空气量的计算 35

5.2.6  空气侧当量表面传热系数的计算 35

5.2.7   管内R134a蒸发时表面传热系数的计算 36

5.2.8  传热温差的初步计算 39

5.2.9  传热系数的计算 40

5.2.10  核算假设的qi值 40

5.2.11   蒸发器结构尺寸的确定 40

5.2.12  R134a的流动阻力及其对传热温差的影响 42

5.2.13   空气侧的阻力计算 42

5.2.14  蒸发器风机的选型 43

6  压缩机的选型计算 45

6.1  理论排气量的计算 45

6.2  轴功率的计算 45

6.3  压缩机选型 46

6.4  压缩机的校核 46

6.4.1 压缩机名义工况下的热力计算 46

6.4.2  压缩机的选型及校核计算 47

7  节流装置介绍与类型选择 49

7.1  热力膨胀阀的选型 52

7.1.1  热力膨胀阀名义工况下的热力学计算 52

7.1.2  选定热力膨胀阀 53

8  其他辅助设备的计算与选型 55

8.1  干燥过滤器计算与选型 55

8.2 气液分离器的计算与选型 56

8.3  油分离器 58

8.4  视液镜 59

8.5  截止阀的选取 60

8.6  电磁阀的选取 60

8.7  分流头的选择 62

8.8  压力控制器的选择 63

8.9 高压储液器 63

9  储水箱 65

9.1  热水箱的组成 66

9.1.1  外壳 66

9.1.2  内胆 66

9.1.3  保温层 66

9.2  热水箱的设计 67

结束语 69

致    谢 70

参考文献 71