50kW循环式空气源热泵热水机组设计

本科毕业设计（论文）50kW循环式空气源热泵热水机组设计学院材料与能源学院专业热能与动力工程（制冷与空调方向)年级班别学号2011年6月50kW循环式空气源热泵热水机组设计材料与能源学院广东工业大学本科生毕业设计（论文）任务书题目名称50KW循环式空气源热泵热水机组设计学院材料与能源学院专业班级热能与动力教研室姓名学号一、毕业设计（论文）的内容1.熟悉空气源热泵机组的工作原理。2.根据空气源热泵的要求，选择合适的压缩机型式。3.进行冷凝器和蒸发器的热力计算以及管道阻力计算，并计算水箱容积。4.完成换热器图纸的绘制。5.分析不同设备的性能特点。二、毕业设计（论文）的要求与数据设计目标：空气源热泵热水机组设计计算工况：选用压缩机1台，工质R22，制热量50KW，冷凝温度twl＝50℃。采用管壳式冷凝器和管翅式蒸发器，蒸发温度t0=10℃。三、毕业设计（论文）应完成的工作1.完成工况选择。2.完成压缩机负荷的计算并说明设备的特点。3.完成蒸发器的详细计算并说明设备特点。4.完成冷凝器、储水箱等的详细计算并说明设备特点。5.最终根据计算结果绘制出相应的装配、零件图，编写设计说明书。四、毕业设计（论文）进程安排序号设计（论文）各阶段内容地点起止日期1文献查阅与安装相关软件图书馆，宿舍5周2毕业实习工厂6周3翻译外文文献，熟悉资料工3-720和宿舍7周4进行热力工况计算工3-720和宿舍8，9，10，11周5进行蒸发器以及冷凝器的设计工3-720和宿舍12，13周6进行蒸发器冷凝器图纸绘制，论文撰写工3-720和宿舍14，15周7完成论文撰写和答辩工3-720和宿舍16周五、应收集的资料及主要参考文献1.空调用热泵技术及应用；2.制冷机工艺；3.换热器原理与设计；4.制冷空调设备电气与控制；5.制冷空调原理及应用；6.制冷原理与设备；制冷压缩机；7.制冷工程设计手册；制冷设备手册；8.国内外有关产品的目录与介绍。9.中国期刊网上的有关文献。图书馆外文数据库的有关文献。发出任务书日期：2011年3月8日指导教师签名：刘湘云预计完成日期：2011年6月10日专业负责人签章：主管院长签章：摘要通过十多周的努力，完成了50KW循环式空气源热泵热水机组的设计。本次设计的内容包括了：绪论，设计参数确定，管壳式冷凝器和管翅式蒸发器的工作原理简介及优化要点，管壳式冷凝器和管翅式蒸发器的设计，压缩机的选择，管道的选择和计算，辅助设备的选择，制冷剂充注量的计算等9大部分。本文详细地介绍了（1）能源的作用、能源的储存量和我国能源使用的结构（2）空气源热泵发展历史（3）热泵热水机组的研究意义（4）热泵的工作原理。毕业设计（论文）的要求与数据如下，计算工况：选用压缩机1台，工质R22，制热量50KW，冷凝温度twl＝50℃。采用管壳式冷凝器和管翅式蒸发器，蒸发温度t0=10℃。在本次设计中工况的选择如下：冷凝温度50℃，蒸发温度10℃，冷凝器进出口水温差为15℃，出口温度为45℃，其中冷媒水通过一次冷凝器的温升为5℃，共要循环6次来达到出口温度45℃；蒸发器进口空气干球温度20℃，进口空气湿球温度15℃，出口空气干球温度12℃，出口空气湿球温度11℃，进口空气含湿量13.7g/kg，出口空气含湿量10.5g/kg，进口空气焓值52.3kJ/kg，出口空气焓值42kJ/kg。在本次的设计中，按照空气源热泵热水机组原理及设计方法的探讨来设计,主要是冷凝器和蒸发器的设计和辅助设备的选择包括：毛细管，干燥过滤器，油分离器，气液分离器，电磁阀，压力表，压力控制器，夜视镜，截止阀等辅助设备的选择关键词：空气源热泵，管壳式冷凝器，管翅式蒸发器，热水AbstractThedesignof50WCirculatingAir-sourceHeatPumpHeatingWaterMachineUnithasbeenfinishedthroughtheeffortsofovertenweeks.Ninepartsareincludedinthecontentofthisdesign.Theyareintroduction,confirmationofthedesignparameter,briefintroductionandoptimizationtotheoperatingprinciplesoftube-shelltypecondenserandtube-fintypeevaporator,designoftube-shelltypecondenserandtube-fintypeevaporator,selectionofcompressor,selectionandcalculationofpipeline,selectionofauxiliaryequipmentandcalculationofrefrigerantcharge.Thepapermakesadetaileddescriptionasfollow:(1)theeffectofenergy,thestorageofenergyandthestructureofenergyuseinChina;(2)thehistoryofair-sourceheatpump;(3)thestudysignificationofheatpumpheatingwatermachineunit;(4)theoperatingprinciplesofheatpump.Thedemandsandthedatasofthisdesignareasfollow,calculatingtheworkingcondition:choosing1compressor,R22workingmedium,50KWheatingcapacity,andthecondensingtemperature1wt＝50℃.Itshouldbechoosetube-shelltypecondenserandtube-fintypeevaporator,andtheevaporationtemperature0t=10℃.Thechoicesoftheworkingconditioninthisdesignareasfollow:thecondensingtemperatureis50℃,theevaporationtemperatureis10℃,thetemperaturedifferencesbetweentheentranceandexitwatersincondenseris15℃,andwhenthechilledwaterpassesthecondenseronce,itstemperaturewillbeupto5℃sothatitneed6circlestomakethetemperatureofexitwaterupto45℃.Inevaporation,thedry-bulbtemperatureofentranceairinevaporationis20℃,thewet-bulbtemperatureofentranceairis15℃,thedry-bulbtemperatureofexitairis12℃,thewet-bulbtemperatureofexitairis11℃,thehumidityratioofentranceairis13.7g/kg,thehumidityratioofexitairis10.5g/kg,theenthalpyofentranceairis52.3kJ/kgandtheenthalpyofexitairis42kJ/kg.Thediscussionofthisdesignisaccordingtotheprincipleandthedesigningmethodofair-sourceheatpumpheatingwatermachineunit.Thisdesignfocusoncondensorandevaporator.Andthechoicesofauxiliaryequipmentsincludethechoicesofcapillary,filterdrier,oilextractor,gas-liquidseparator,solenoidvalves,pressuregauge,pressurecontroller,night-vision,stopvalveandsoon.Keywords:air-sourceheatpump,tube-shelltypecondenser,tube-fintypeevaporator,heatingwater目录1绪论........................................................................................................................................11.1引言...............................................................................................................................11.2空气源热泵发展历史...................................................................................................21.3热泵热水机组的研究意义...........................................................................................31.4工作原理.......................................................................................................................42设计参数的确定....................................................................................................................62.1设计原始数据..............................................................................................................62.2确定循环过程..............................................................................................................62.3确定各点状态参数......................................................................................................73两器的简介和优化要点........................................................................................................83.1管壳式换热器..............................................................................................................83.2管翅式换热器...........................................