家用空气能热泵热水器的构成与分解

 家用空气能热泵热水器是怎么样构成的呢？以下我们来做一个分解：
 
（1）基本数据
室外空气年均温度为10℃，自来水温度为15℃，通过冷凝器一次加热为45℃的热水，热水用量平均为100L/h。蒸发器采用翅片管式，空气进蒸发器温度为10℃，出蒸发器温度为6℃，热泵工质蒸发温度为0℃；冷凝器采用套管式，热泵工质的冷凝温度为50℃；由于机组容量不大，考虑到部件成本及维护方便，热泵工质采用R22，节流部件为毛细管，用单级压缩即可，其结构如图16-4所示。 （2）部件确定
①压缩机取热泵热水机组的开机-停机时间比约为1：1，当热水平均用量为100L/h时，热泵工作时的热水产率约为200L/h，则热水加热所需的热量为：
Qc=mwcw（th-tc）（16-1）
式中，Qc为热水加热所需的热量，kW；mw为热水产率，kg/s；cw为水的比热容，kJ/
（kg·℃）；m为热水温度，℃；tc为自来水温度，℃。
代入已知数据，得：
Qc=（200/3600）×4.2×（45-15）=7.0（kW）
查R22压缩机的参数表，由制热量、热泵工质的冷凝温度和蒸发温度，压缩机可选机型C，其制热量为8.1kW，功率为2.2kW，热泵工质从环境空气的吸热量为8.1一
2.2=5.9kw。
②冷凝器冷凝器热负荷为Qc=8100W（此时热泵运行时的热水产率为231L/h），取冷凝器传热系数kc=1000W/（m2·℃），工质与水的对数传热温差为： 传热面积（以工质侧为基准）为： ③蒸发器蒸发器的传热量QE=5900W，取蒸发器的传热系数为35W/（m2·℃），工质与空气的对数传热温差为： 传热面积（以空气侧面积为基准）为： ④毛细管近似取热泵工质在蒸发器出口处的过热度为0℃，当R22的蒸发温度为0℃
时，其饱和气的焓为hev=406.5kJ/kg；热泵工质的冷凝温度为50℃、取冷凝器出口处的过冷度为8℃时，热泵工质在冷凝器出口处的温度为50-8=42℃，焙约为heL=251.4kJ/kg，单位质量热泵工质流经蒸发器时的吸热量为： 则热泵中热泵工质的质量流量为： 当热泵工质的冷凝温度为50℃时，其冷凝压力为1948kPa=1.948MPa；蒸发温度为0℃时，其蒸发压力为497.7kPa=0.4977MPa，冷凝压力与蒸发压力之差为 取毛细管内径D=2.0mm，毛细管长度L约为： （3）制热系数
当管路及冷凝器等的热损失较小且忽略蒸发器风机功耗时，热水获得热量约等于热泵冷凝器放热量8.1kW，压缩机消耗功率为2.2kW，机组的制热系数为： 即消耗1W电可获得3.68W热能用于水的加热。