楊松　姜國(guó)偉　劉吉宏　曲恩強(qiáng)　雷歡

摘 要：水源熱泵是目前空調(diào)系統(tǒng)中能效比較高的一種空調(diào)系統(tǒng)，在北方的采暖與空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，針對(duì)這樣的市場(chǎng)需求，我們提出開(kāi)發(fā)一種小型智能化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控水源熱泵機(jī)組。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；水源熱泵；智能化控制；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

1 概述

小型水源熱泵機(jī)組應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如別墅、農(nóng)村單體建筑等的采暖與空調(diào)制冷。為了適應(yīng)市場(chǎng)需要，我們開(kāi)出了一種互聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)與水源熱泵機(jī)組一體化的智能化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控水源熱泵機(jī)組。用戶可以通過(guò)遠(yuǎn)程端手機(jī)軟件或者計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控該水源熱泵機(jī)組。

2 制冷系統(tǒng)流程及方案設(shè)計(jì)

水源熱泵機(jī)組主要由壓縮機(jī)、水源側(cè)換熱器、用戶側(cè)換熱器、熱力膨脹閥、四通換向閥及控制系統(tǒng)組成。壓縮機(jī)是水源熱泵機(jī)組的心臟，起著壓縮和輸送循環(huán)工質(zhì)從低溫低壓到高溫高壓處的作用。水源側(cè)換熱器與用戶側(cè)換熱器采用套管式換熱器，水系統(tǒng)與制冷劑系統(tǒng)形成逆流，傳熱效率比較高。熱力膨脹閥對(duì)循環(huán)工質(zhì)起到節(jié)流降壓作用，并調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的循環(huán)工質(zhì)流量。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機(jī)所消耗的功（電能）起到補(bǔ)償作用，使循環(huán)工質(zhì)不斷地從低溫環(huán)境中吸收，并向高溫環(huán)境放熱。

本機(jī)組制冷系統(tǒng)流程圖如圖1所示。為了達(dá)到系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)熱力膨脹閥，制冷系統(tǒng)中設(shè)置了4個(gè)單向閥。制冷工況時(shí)，從壓縮機(jī)出來(lái)的高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)過(guò)四通換向閥從D到C進(jìn)入水源側(cè)換熱器，此時(shí)水源側(cè)換熱器為冷凝器，高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)過(guò)冷凝器將熱量傳遞給水源側(cè)的循環(huán)水，同時(shí)制冷劑液化成液體，溫度降低。制冷劑隨后到達(dá)單向閥處，由于制冷劑的壓力差，單向閥3關(guān)閉，制冷劑通過(guò)單向閥4后制冷劑液體進(jìn)入儲(chǔ)液器。從儲(chǔ)液器出來(lái)的常溫制冷劑經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器后，制冷系統(tǒng)內(nèi)可能存在水及雜質(zhì)被吸收及過(guò)濾掉，然后制冷劑液體經(jīng)過(guò)熱力膨脹閥，壓力降低，制冷劑開(kāi)始蒸發(fā)，溫度隨之降低。由于壓差的關(guān)系，單向閥2關(guān)閉，制冷劑通過(guò)單向閥1進(jìn)入用戶側(cè)換熱器，此時(shí)用戶側(cè)換熱器為蒸發(fā)器，制冷劑蒸發(fā)吸熱，降低了用戶側(cè)的循環(huán)水溫度。從用戶側(cè)出來(lái)的制冷劑經(jīng)過(guò)四通換向閥后進(jìn)入氣液分離器，將多余未蒸發(fā)的制冷劑分離，防止壓縮機(jī)液擊，保證壓機(jī)的安全運(yùn)行。制熱工況時(shí)，從壓縮機(jī)出來(lái)的高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)過(guò)四通換向閥從D到E進(jìn)入用戶側(cè)換熱器，此時(shí)用戶側(cè)換熱器為冷凝器，水源側(cè)換熱器為蒸發(fā)器，制冷系統(tǒng)工作時(shí)將水源側(cè)的熱量吸收后，通過(guò)制冷劑循環(huán)傳遞給用戶側(cè)循環(huán)水，使用戶側(cè)循環(huán)水溫度升高。

3 智能化控制系統(tǒng)

現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置一個(gè)嵌入式觸摸屏控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)整個(gè)系統(tǒng)的指揮控制及數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)、故障報(bào)警、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送調(diào)度等功能。嵌入式觸摸屏下設(shè)多功能控制器及GPRS模塊。多功能控制器具備設(shè)備啟?？刂啤⑦\(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、溫度采集、水流信號(hào)采集及電量等參數(shù)采集等功能。GPRS模塊的功能是將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器上以便供遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)共享，同時(shí)提供手機(jī)短信查詢、故障短息報(bào)警及設(shè)備短信控制等功能。

現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)采用7寸彩色觸摸屏嵌入式控制系統(tǒng)作為現(xiàn)場(chǎng)中央數(shù)據(jù)處理中心，現(xiàn)場(chǎng)嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用所見(jiàn)即所得的友好圖形動(dòng)態(tài)界面，方便用戶操作，主界面如圖3所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

本成品采用1.5-20P功率不等的渦旋式壓縮機(jī)作為水源熱泵機(jī)組的壓縮機(jī)，該機(jī)組技術(shù)參數(shù)指標(biāo)：標(biāo)準(zhǔn)工況下制冷系數(shù)為3.8，制熱系數(shù)為3.2，即壓縮機(jī)每消耗1KWh電能，輸出4.0KWh制冷量，或者3.2KWh制熱量?；ヂ?lián)網(wǎng)智能化控制技術(shù)與水源熱泵機(jī)組一體化，使水源熱泵機(jī)組的使用更為便捷，適合目前的市場(chǎng)需求。

參考文獻(xiàn)

[1]王恕清，張德超，劉文靜.水源熱泵機(jī)組的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].制冷與空調(diào)，2011（5）.

[2]崔文智，姜寶石，項(xiàng)勇.水源熱泵機(jī)組的節(jié)能效果[J].暖通空調(diào)，2012（2）.

[3]胡曉波，杜娟麗.水源熱泵節(jié)能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].價(jià)值工程，2011（10）.

[4]沈卓民.地源熱泵控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].杭州電子科技大學(xué)，2013.

作者簡(jiǎn)介：楊松（1991-），男，貴州黔南州人，本科生在讀，就讀于遼寧工業(yè)大學(xué)土木建筑工程學(xué)院。