【導(dǎo)讀】熱能向高溫?zé)嵩磦鬟f，與其他形式的熱泵相比具有很多優(yōu)點。本次設(shè)計是根據(jù)初。始參數(shù)設(shè)計一臺水源熱泵系統(tǒng)。本文首先介紹了熱泵系統(tǒng)的原理、特點、應(yīng)用以及研究發(fā)展方向。力計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、阻力校核，并按照設(shè)計題目完成計算說明書。熱系數(shù)和換熱面積等的計算，這部分內(nèi)容適合各種類的熱泵系統(tǒng)。是設(shè)計熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器和冷凝器，本系統(tǒng)蒸發(fā)器采用板式，冷凝器采用管殼式，要確定板片數(shù)目以及換熱管數(shù)量以及其他相關(guān)尺寸等。

　　

【正文】 05 管板壁厚 d 查標(biāo)準(zhǔn) 25 管板法蘭厚度 bf mm 查標(biāo)準(zhǔn) 20 接管法蘭尺寸 查標(biāo)準(zhǔn) Φ8016mm 換熱器總長 L1 m L1=2(L/2+L2)+l 表 管殼式冷凝器校核計算表 項 目 符 號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù) 值 備注 ℃ 時水的運動粘度 ν m2/s 查水性質(zhì)表 107 ℃ 時水的普朗特數(shù) Prf 查水性質(zhì)表 ℃ 時水的導(dǎo)熱系數(shù) λ W/(mK) 查 水性質(zhì)表 雷諾數(shù) Ref Re=udi/ν 18655 大于104水在管內(nèi)湍流 水側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) hw,i W/(m2K) hw,i=/di 管排修正系數(shù) ξn 根據(jù)管排布置 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 續(xù)表 項 目 符 號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù) 值 備注 增強系數(shù) ψ 根據(jù)所選管型查表得 R22 側(cè)冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) hk,0 W/(m2K) hk,0= （ tktw,o） θ0 一式 冷卻水側(cè)阻力系數(shù) f f=102 對數(shù)平均溫差 △ tm ℃ △ tm=（ tw1tw2） /㏑[(tktw2)/(tktw1)] 水側(cè)污垢系數(shù) Ri m2K/W 選用 105 熱流密度 q0 W/m2 q0=（ θmθ0）/[(1/hw,i+Ri)a0,f/ai+δa0,f/λam] (1θ0) 二式 試湊結(jié)果計算 θ0/℃ 第一式 q0/(W/m2) 第二式 q0/(W/m2) 熱流密度 q0 W/m2 θ0= 時誤差最小 取均值 實際需要面積 A0f m2 Ao,f= Qk/q0 符合 初步結(jié)構(gòu)設(shè)計中實際布置冷凝傳熱面積為 ㎡，較傳熱計算所需要的面積大，可作為冷凝傳熱面積的富裕量，初步結(jié)構(gòu)設(shè)計所布置的冷凝傳熱 面積能夠滿足負荷要求。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 依據(jù)循環(huán)熱力計算，可分別求得制冷劑進冷凝器時過熱蒸汽的體積流量及制冷劑從冷凝器排出時冷凝流體的體積流量，選取制冷劑在冷凝器進氣接管和初夜接管中的適當(dāng)流速，即可計算出接管和出液管的內(nèi)徑。一般臥式管殼式冷凝器的進氣接管管徑與所配制冷壓縮機的排氣管管徑相同?？蛇x Φ605 ㎜鋼管為出液接管。 熱力膨脹閥的選擇 表 膨脹閥參數(shù)計算表 項 目 符 號 單位 計算公式或數(shù)據(jù)來源 數(shù) 值 備注 冷凝壓力 Pk kPa 315 蒸發(fā)壓力 P0 kPa 887 蒸發(fā) 量 qh m3/s 選取 ASTV4X（上海豐申） 選用熱力膨脹閥時應(yīng)該注意：選用的熱力膨脹閥容量應(yīng)該比蒸發(fā)器的實際熱負荷大 20%30%；對不設(shè)冷卻水量調(diào)節(jié)閥或冬季冷卻水溫較低的制冷系統(tǒng)，選擇熱力膨脹閥時，閥的容量應(yīng)比蒸發(fā)器負荷大 70%80%，但最大不超過蒸發(fā)器熱負荷的 2 倍；選擇熱力膨脹閥時，應(yīng)計算出供液管路的壓力降，以得出閥前后的壓差，再根據(jù)制造廠所提供的膨脹閥計算容量表確定熱力膨脹閥的規(guī)格。 本系統(tǒng)的蒸發(fā)量為 ，蒸發(fā)壓力為 315kPa，冷凝壓力 887kPa,忽略其他壓力損失，壓差為 572kPa，結(jié)合系統(tǒng)流量和蒸發(fā)量， 選取 ASTV4X（上海豐申）。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 第四章 總 結(jié) 在本次畢業(yè)設(shè)計過程中，設(shè)計一臺 50kW 制熱量的水源熱泵系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以滿足常規(guī)空氣調(diào)節(jié)要求。設(shè)計要求結(jié)構(gòu)緊湊，占用面積小，運行可靠安靜。主要完成的工作大體如下：首先，對課題進行仔細的分析，然后查閱大量有關(guān)本課題的文獻資料，進一步了解和學(xué)習(xí)；其次構(gòu)想水源熱泵設(shè)計的初步方案；再次完成水源熱泵整體結(jié)構(gòu)的熱力計算，著重對熱水器進行初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計和主要的熱力計算，并進行計算驗證，基本合理之后進行繪圖、改圖；最 后完成資料的整理、計算說明的總結(jié)及論文的撰寫。 通過本次畢業(yè)設(shè)計，我對水源熱泵有了較為系統(tǒng)的認識。我清楚的知道了水源熱泵是屬于可再生能源利用技術(shù)，它具有節(jié)能效果突出，運行穩(wěn)定可靠，環(huán)保效果顯著，可 “三聯(lián)供 ”提高生活品質(zhì)等優(yōu)點。但是我也認識到水源熱泵在我國的發(fā)展和應(yīng)用情況與國外相比，仍存在一定差距。這跟設(shè)計經(jīng)驗不足以及對該系統(tǒng)缺乏較為深入的研究有關(guān)。 雖然本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)結(jié)束了，但是由于設(shè)計經(jīng)驗不夠，還存在著很多不足之處需要今后繼續(xù)的研究，主要有以下幾個方面：本文在設(shè)計熱泵的時候進行了相應(yīng)的簡化，很多實際的影 響因素都被簡化或者忽略，很多非主要部分沒有考慮； 本文只是對熱泵最主要部件 ——蒸發(fā)器和冷凝器進行較為詳細的設(shè)計，而對其他輔助設(shè)備等均沒有能夠完全考慮和設(shè)計：由于本人水平有限，在算法的選用設(shè)計和實現(xiàn)上有很多不足之處，走了一些彎路，希望今后能找到一些更好設(shè)計方法和算法，提高計算精度，使計算更加簡單明了。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 參考文獻 [1] 徐邦裕 ,陸亞俊 ,馬最良 .熱泵 [M].北京 :中國建筑工業(yè)出版社 , [2] 李洪斌 ,楊先 .熱泵與節(jié)能 [J].現(xiàn)代物理知識 ,2020,18(6):14～ 16 [3] 馬最良 .熱泵技術(shù) [J].電力需求側(cè)管理 ,2020,5(5):58～ 59 [4] ,and Steimle, pump technology 1981 [5] 曹舉勝 .熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用與推廣 [J].中國高新技術(shù)企業(yè) ,2020,8(11):25～ 26 [6] 劉國雙 .空氣源熱泵 COP 值與節(jié)能應(yīng)用探討 [J].山西建筑 ,2020,10(22):193～ 194 [7] Ito of a heat pump water and air sources in parallel[J].In:Heat transferAsian Research ,2020,(29):7390 [8] 胡鄂生 .空氣源熱泵熱水器市場研究 [J].熱泵技術(shù)與工程 ,2020,7(16):51～ 52 [9] 趙興樓 ,張樹國 ,張艷娟 .水源熱泵及應(yīng)用現(xiàn)狀 [J].建筑節(jié)能 ,2020,35(12):51～ 53 [10] 蔡秀麗 ,龐翠平 ,李靜 .水源熱泵技術(shù)介紹 [J].邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報 ,2020,21(5):50～ 51 [11] 楊紹胤 .水源熱泵空調(diào)的特點與應(yīng)用 [J].上海節(jié)能 ,2020,(4):70～ 74 [13] 鄭江 ,楊曉梅 ,楊衛(wèi)波 .高效節(jié)能的綠色空調(diào)技術(shù) ——土壤源熱泵 [J].節(jié)能與環(huán)保 ,2020,16(6):45～ 48 [14] 陸繼龍 ,彭建國 ,楊光 .土壤源熱泵技術(shù)的研究與現(xiàn)狀 [J].制冷與空調(diào) ,2020,22(3):92～ 95 [15] 矯洪濤 ,王學(xué)生 ,魏國 .太陽熱泵技術(shù)研究進展 [J].能源技術(shù) ,2020,13(5):270～ 274 [16] , in heat pump systems:A review[J].In:Applied Energy,2020,(87) :3611～ 3615 [17] 馬最良 ,姚楊 ,楊自強 ,姜益強 .水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , [18] 張勇 ,劉群生 ,李云蒼 .熱泵技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 [J].能源工程 ,2020,18(4):32～ 35 [19] 張小松 ,王鐵軍 ,金蘇敏 ,程建杰 ,李連生 .制冷技術(shù)與裝置設(shè)計 [M].重慶 :重慶大學(xué)出版社 , [20] 孫殿軍 ,劉春旭 .水源熱泵在實際應(yīng)用中的淺析 [J].黑龍江電力 ,2020,27(2):126～ 134 [21] Analysis Of A Diesel engine Driven WaterToWater Heat :Heat recovery Systems amp。 CHP ,pp:75_77 ,1988 [22] 李艷 ,王炤文 .開式水源熱泵水系統(tǒng)的研究 [J].煤炭工程 ,2020,12(8):95～ 97 [23] 暢君玲 .關(guān)于水源熱泵問題的探討 [J].河南機電高等?？茖W(xué)校學(xué)報 ,2020,12(4):60 [24] Jitendra B Singh,Gustav Foster,Jr Arthur W operating problems of 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 mercial groundsource and groundwatersource heat ,106(2):561～ 568 [25] 程向東 ,張昌 .水源熱泵設(shè)計應(yīng)用問題 [J].住宅科技 ,2020,15(12):26～ 27 [26] 石中玉 ,孫建紅 .水源熱泵在建筑的節(jié)能應(yīng)用 [J].山西建筑 ,2020,35(22):191～ 192 [27] 田剛 ,李曉東 ,陳申迅 .水源熱泵在空調(diào)系統(tǒng)中的設(shè)計與應(yīng)用 [J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報 ,2020,20(2):230～ 233