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空气源热泵热水器的换热优化设计

作　者: 岳亚蛟
导　师: 刘金平；杨培刚
学　校: 华南理工大学
专　业: 动力工程
关键词: 空气源热泵热水器环保制冷剂外螺纹管换热器优化方向
分类号: TK172
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着经济发展和人们生活水平的提高,居民生活热水的需求量越来越大,形成了一个新的热水消费市场。作为一种高效节能装置,空气源热泵热水器将在市场中占据着重要的位置。利用空气源热泵热水器生产生活热水不仅可以有效节约能源,而且能够“移峰填谷”,缓解电网紧张状况,因此在国内市场有着广阔的发展空间和应用前景。本文对空气源热泵热水器性能优化做了深入研究。介绍了空气源热泵热水器的工作原理和过程,对热泵循环建立了数学模型,同时也讨论了实际热泵循环中一些因素对热泵循环性能的影响,如换热器流程布置、热交换器的材质、流体速度、系统性能(COP)、压缩机耗功等的作用;运用热力学,对空气源热泵热水系统进行了热力学分析,为改善零部件性能的方法指引方向。在此基础上,研究了空气源热泵热水器季节性能优化的原理及方法。在现有试验室的条件下,在额定工况和不同环境条件下测试多台试验样品,分析实测数据,指出系统优化以COP为主要参考量的同时,考虑不同区域不同环境条件设计相对应的空气源热泵热水器。此外分析了作为与人密切接触的电气产品,热泵的安全要求及在产品设计时各个部件要求,和环保制冷剂替代情况。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
主要符号表  9-10
第一章绪论  10-19
  1.1 热泵热水器行业发展情况  10-18
    1.1.1 引言  10
    1.1.2 课题的背景和意义  10-12
    1.1.3 空气源热泵热水器开发的重要性  12
    1.1.4 热泵热水供应方式与其他热水供应方式比较  12-15
    1.1.5 空气源热泵的种类及应用领域  15-17
    1.1.6 空气源热泵的发展现状  17-18
  1.2 课题研究的依据、内容和方法  18-19
    1.2.1 课题研究依据  18
    1.2.2 研究内容  18
    1.2.3 试验研究方法  18-19
第二章空气源热泵热水器的原理及数学模型计算  19-24
  2.1 基本原理  19-23
    2.1.1 空气源热泵热水器的工作原理  19-20
    2.1.2 制热量和热效率的计算模型  20-22
    2.1.3 对热效率的影响因素分析  22-23
  2.2 本章小结  23-24
第三章试验装置及方法  24-34
  3.1 试验台介绍  24-30
    3.1.1 热泵热水器测试平台  24-29
    3.1.2 数据采集与监控系统  29-30
  3.2 试验方法  30-31
    3.2.1 试验方案  30
    3.2.2 测量氟利昂-水的热交换器的换热面积  30-31
  3.3 实际样品的测试  31-32
    3.3.1 冷媒为R22 的热泵热水器的性能测试  31-32
    3.3.2 热泵热水器在不同工况条件下的性能测试  32
  3.4 本章小结  32-34
第四章额定工况下试验结果及分析  34-46
  4.1 换热的基本理论  34-41
    4.1.1 套管式换热器的换热情况  34-36
    4.1.2 额定工况下样机测试情况  36-41
  4.2 试验结果及分析  41-44
    4.2.1 标准工况下测试结果及分析  41-44
    4.2.2 不同盘管长度下测试结果及分析  44
  4.3 本章小结  44-46
第五章空气源热泵的季节能效  46-53
  5.1 空气源热泵的季节能效分析  46-49
    5.1.1 空气源热泵的不同环境温度下能效分析  46-47
    5.1.2 空气源热泵的年度季节能效分析  47-49
  5.2 本章小结  49-53
结论  53-54
参考文献  54-57
致谢  57-58
附录  58

空气源热泵热水器的换热优化设计

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