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        智能化網絡監(jiān)控水源熱泵機組的開發(fā)

        2016-10-21 20:41:16楊松姜國偉劉吉宏曲恩強雷歡
        科技創(chuàng)新與應用 2016年8期
        關鍵詞:中央空調

        楊松 姜國偉 劉吉宏 曲恩強 雷歡

        摘 要:水源熱泵是目前空調系統(tǒng)中能效比較高的一種空調系統(tǒng),在北方的采暖與空調系統(tǒng)中應用也越來越廣泛,針對這樣的市場需求,我們提出開發(fā)一種小型智能化網絡監(jiān)控水源熱泵機組。

        關鍵詞:中央空調;水源熱泵;智能化控制;網絡監(jiān)控

        1 概述

        小型水源熱泵機組應用越來越廣泛,如別墅、農村單體建筑等的采暖與空調制冷。為了適應市場需要,我們開出了一種互聯(lián)網控制技術與水源熱泵機組一體化的智能化網絡監(jiān)控水源熱泵機組。用戶可以通過遠程端手機軟件或者計算機軟件實現(xiàn)遠程監(jiān)控該水源熱泵機組。

        2 制冷系統(tǒng)流程及方案設計

        水源熱泵機組主要由壓縮機、水源側換熱器、用戶側換熱器、熱力膨脹閥、四通換向閥及控制系統(tǒng)組成。壓縮機是水源熱泵機組的心臟,起著壓縮和輸送循環(huán)工質從低溫低壓到高溫高壓處的作用。水源側換熱器與用戶側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。熱力膨脹閥對循環(huán)工質起到節(jié)流降壓作用,并調節(jié)進入蒸發(fā)器的循環(huán)工質流量。根據熱力學第二定律,壓縮機所消耗的功(電能)起到補償作用,使循環(huán)工質不斷地從低溫環(huán)境中吸收,并向高溫環(huán)境放熱。

        本機組制冷系統(tǒng)流程圖如圖1所示。為了達到系統(tǒng)中設置一個熱力膨脹閥,制冷系統(tǒng)中設置了4個單向閥。制冷工況時,從壓縮機出來的高溫高壓制冷劑氣體經過四通換向閥從D到C進入水源側換熱器,此時水源側換熱器為冷凝器,高溫高壓制冷劑氣體經過冷凝器將熱量傳遞給水源側的循環(huán)水,同時制冷劑液化成液體,溫度降低。制冷劑隨后到達單向閥處,由于制冷劑的壓力差,單向閥3關閉,制冷劑通過單向閥4后制冷劑液體進入儲液器。從儲液器出來的常溫制冷劑經過干燥過濾器后,制冷系統(tǒng)內可能存在水及雜質被吸收及過濾掉,然后制冷劑液體經過熱力膨脹閥,壓力降低,制冷劑開始蒸發(fā),溫度隨之降低。由于壓差的關系,單向閥2關閉,制冷劑通過單向閥1進入用戶側換熱器,此時用戶側換熱器為蒸發(fā)器,制冷劑蒸發(fā)吸熱,降低了用戶側的循環(huán)水溫度。從用戶側出來的制冷劑經過四通換向閥后進入氣液分離器,將多余未蒸發(fā)的制冷劑分離,防止壓縮機液擊,保證壓機的安全運行。制熱工況時,從壓縮機出來的高溫高壓制冷劑氣體經過四通換向閥從D到E進入用戶側換熱器,此時用戶側換熱器為冷凝器,水源側換熱器為蒸發(fā)器,制冷系統(tǒng)工作時將水源側的熱量吸收后,通過制冷劑循環(huán)傳遞給用戶側循環(huán)水,使用戶側循環(huán)水溫度升高。

        3 智能化控制系統(tǒng)

        現(xiàn)場控制系統(tǒng)結構如圖2所示,現(xiàn)場設置一個嵌入式觸摸屏控制系統(tǒng),負責現(xiàn)場整個系統(tǒng)的指揮控制及數據采集存儲、故障報警、遠程數據發(fā)送調度等功能。嵌入式觸摸屏下設多功能控制器及GPRS模塊。多功能控制器具備設備啟停控制、運行狀態(tài)監(jiān)控、溫度采集、水流信號采集及電量等參數采集等功能。GPRS模塊的功能是將現(xiàn)場實時數據傳送到遠程數據服務器上以便供遠程網絡用戶數據共享,同時提供手機短信查詢、故障短息報警及設備短信控制等功能。

        現(xiàn)場系統(tǒng)采用7寸彩色觸摸屏嵌入式控制系統(tǒng)作為現(xiàn)場中央數據處理中心,現(xiàn)場嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用所見即所得的友好圖形動態(tài)界面,方便用戶操作,主界面如圖3所示。

        4 結束語

        本成品采用1.5-20P功率不等的渦旋式壓縮機作為水源熱泵機組的壓縮機,該機組技術參數指標:標準工況下制冷系數為3.8,制熱系數為3.2,即壓縮機每消耗1KWh電能,輸出4.0KWh制冷量,或者3.2KWh制熱量?;ヂ?lián)網智能化控制技術與水源熱泵機組一體化,使水源熱泵機組的使用更為便捷,適合目前的市場需求。

        參考文獻

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

        [2]崔文智,姜寶石,項勇.水源熱泵機組的節(jié)能效果[J].暖通空調,2012(2).

        [3]胡曉波,杜娟麗.水源熱泵節(jié)能控制系統(tǒng)的設計[J].價值工程,2011(10).

        [4]沈卓民.地源熱泵控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].杭州電子科技大學,2013.

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

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