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家用空氣能熱泵熱水器的構(gòu)成與分解_安裝空氣能師傅去哪找

空氣能網(wǎng)8個(gè)月前 (10-22)空氣能資訊14
家用空氣能熱泵熱水器是怎么樣構(gòu)成的呢?以下我們來做一個(gè)分解:

(1)基本數(shù)據(jù)

室外空氣年均溫度為10℃,自來水溫度為15℃,通過冷凝器一次加熱為45℃的熱水,熱水用量平均為100L/h。蒸發(fā)器采用翅片管式,空氣進(jìn)蒸發(fā)器溫度為10℃,出蒸發(fā)器溫度為6℃,熱泵工質(zhì)蒸發(fā)溫度為0℃;冷凝器采用套管式,熱泵控制的冷凝溫度為50℃;由于機(jī)組容量不大,考慮到部件成本及維護(hù)方便,熱泵工質(zhì)采用R22,節(jié)流部件為毛細(xì)管,用單級(jí)壓縮即可,其結(jié)構(gòu)如圖16-4所示。

空氣能熱泵熱水器原理圖

圖16-4家用空氣能熱泵熱水器示意圖(2)部件確定

①壓縮機(jī)取熱泵熱水機(jī)組的開機(jī)-停機(jī)時(shí)間比約為1:1,當(dāng)熱水平均用量為100L/h時(shí),熱泵工作時(shí)的熱水產(chǎn)率約為200L/h,則熱水加熱所需的熱量為:

Qc=mwcw(th-tc)(16-1)

式中,Qc為熱水加熱所需的熱量,kW;mw為熱水產(chǎn)率,kg/s;cw為水的比熱容,kJ/

(kg·℃);m為熱水溫度,℃;tc為自來水溫度,℃。

代入已知數(shù)據(jù),得:

Qc=(200/3600)×4.2×(45-15)=7.0(kW)

查R22壓縮機(jī)的參數(shù)表,由制熱量、熱泵工質(zhì)的冷凝溫度和蒸發(fā)溫度,壓縮機(jī)可選機(jī)型C,其制熱量為8.1kW,功率為2.2kW,熱泵工質(zhì)從環(huán)境空氣的吸熱量為8.1一

2.2=5.9kw。

②冷凝器冷凝器熱負(fù)荷為Qc=8100W(此時(shí)熱泵運(yùn)行時(shí)的熱水產(chǎn)率為231L/h),取冷凝器傳熱系數(shù)kc=1000W/(m2·℃),工質(zhì)與水的對數(shù)傳熱溫差為:

傳熱面積(以工質(zhì)側(cè)為基準(zhǔn))為:

③蒸發(fā)器蒸發(fā)器的傳熱量QE=5900W,取蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為35W/(m2·℃),工質(zhì)與空氣的對數(shù)傳熱溫差為:

傳熱面積(以空氣側(cè)面積為基準(zhǔn))為:

④毛細(xì)管近似取熱泵工質(zhì)在蒸發(fā)器出口處的過熱度為0℃,當(dāng)R22的蒸發(fā)溫度為0℃

時(shí),其飽和氣的焓為hev=406.5kJ/kg;熱泵工質(zhì)的冷凝溫度為50℃、取冷凝器出口處的過冷度為8℃時(shí),熱泵工質(zhì)在冷凝器出口處的溫度為50-8=42℃,焙約為heL=251.4kJ/kg,單位質(zhì)量熱泵工質(zhì)流經(jīng)蒸發(fā)器時(shí)的吸熱量為:

則熱泵中熱泵工質(zhì)的質(zhì)量流量為:

當(dāng)熱泵工質(zhì)的冷凝溫度為50℃時(shí),其冷凝壓力為1948kPa=1.948MPa;蒸發(fā)溫度為0℃時(shí),其蒸發(fā)壓力為497.7kPa=0.4977MPa,冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之差為

取毛細(xì)管內(nèi)徑D=2.0mm,毛細(xì)管長度L約為:

(3)制熱系數(shù)

當(dāng)管路及冷凝器等的熱損失較小且忽略蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)功耗時(shí),熱水獲得熱量約等于熱泵冷凝器放熱量8.1kW,壓縮機(jī)消耗功率為2.2kW,機(jī)組的制熱系數(shù)為:

即消耗1W電可獲得3.68W熱能用于水的加熱。


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