水源热泵机组性能测试装置控制系统设计(附件)【字数：12244】
摘 要随着国民经济的增长、城市规划的展开、人民生活质量的提升及房地产业的升温，空调行业在我国迅速发展起来。空调在季节性资源消费中占很大比例，并成为建筑节能的关注重点。我国21世纪发展国民经济刻不容缓的具有战略性意义的目标是全力发展新能源。为了实现经济与资源的协调发展，迫切要求我们认真思考空调的节能性问题，大力推行和研究高效节能、环保型空调产品已成为制冷空调行业发展的最终目标。热泵技术是利用低温热源和可再生资源的重要技术。热泵系统是一种新的资源利用模式，可利用较低温度热源来实现对较高温度的物体或环境进行加热。与燃煤、燃气或燃油加热系统相比，它具有清洁、高效、节能的优点。根据当地环境条件开发热泵系统，有利于促进各种资源的有效使用，降低能源消耗。本文的特点是层次明显，模块化设计。本设计是为冷水机组性能试验台，配套设计一套电控系统。依据水—水热泵机组性能测试工况要求，系统主要由平衡水箱、水源热泵机组冷凝侧接口、水源热泵机组蒸发侧接口、电动分流阀、流量计、温度传感器、压力传感器、循环水泵、水-水板式换热器、风冷冷水机组、螺杆压缩机、膨胀阀组成。最终将实现对水源热泵机组的控制以求达到最理想的效果。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 热泵分类 1
1.2 水源热泵技术的研究现状与进展 1
1.3 本文的主要研究内容及意义 3
第二章 水源热泵机组 4
2.1 机组组成 4
2.1.1 基本组成 4
2.1.2 工作原理 5
2.2 水源热泵机组的特点 6
2.3 水源热泵机组主要部件 6
2.3.1 压缩机 6
2.3.2 换热器 8
2.3.3 节流与控制元件 8
2.3.4 其他部件 8
第三章 水源热泵机组组件的模型 9
3.1 压缩机模型 9
3.2热力膨胀阀模型 10
3.3 板式换热器 11
3.4 四通换向阀 12
第四章 水源热泵机组性能测试装置控制系统设计方案 13
4.1设计方案 13
4.2主要功能 14
4.3机组控 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
制系统的设计 14
4.4机组的保护功能原理 15
4.4.1压缩机的过载保护 15
4.4.2压力保护 15
4.4.3水流保护 15
4.5机组的运行控制 15
4.6水源热泵机组的性能测试 16
4.7控制电路设计 17
结束语 31
致 谢 32
参考文献 33 绪论
随着国民经济的增长、城市规划的展开、人民生活质量的提升及房地产业的升温，空调行业在我国的发展速度非常的快。空调在季节性资源消费中占很大比例，并成为建筑节能的关注重点。我国21世纪发展国民经济刻不容缓的具有战略性意义的目标是全力发展新能源。为了实现经济与资源的协调发展，迫切要求我们认真思考空调的节能性问题，大力推行和研究低能耗高效率、环保型空调产品已成为制冷空调行业发展的最终目标。
热泵技术是利用低水平可再生资源的重要技术。热泵系统是一种新的资源使用模式，利用低温热量来实现加热和制冷。与煤加热、燃气和燃油加热系统相比，它具备清洁、高效、节能的优点。根据当地情况开发热泵系统，有利于促进各种资源的有用使用，进一步提高能效。
1.1 热泵分类
根据热泵的工作原理、热源、驱动方式、用途、供热介质等组合形式，实现热泵的装置有多种类型。为了明确各种热泵的概念，人们采取了很多方法来进行热泵的分类[1]。
表11 水源热泵的分类
分类类型
工作原理
蒸气压缩、气体压缩、蒸汽喷射、吸收、热电、化学式热泵
用途
建筑物用、商业场所用、农业场所用、工业场所用热泵
供热温度
低温、高温热泵
驱动方式
电动机驱动、热驱动、发动机驱动热泵
功能
冷风、热风、冷水型
压缩机
活塞式、涡旋式、滚动转子式、螺旋式、离心式热泵
1.2 水源热泵技术的研究现状与进展
在1960年年初，美国是世界上最早提出了水源热泵机组这一概念的国家，并且通过了这么多年的不停歇、不间断、日日夜夜的努力研究和探讨，一次次的推翻与重建，水源热泵技术在我国的发展现在已经达到了很超前的阶段，而且它的产品已经逐渐的被各个国家商品化了。现如今，在美国像一些大型公共场合比如商业建筑、民宅、大型商场、银行等很多很多场所使用地均是水源热泵空调系统。在1970年后，日本、英国等国家不甘示弱，也迅速的推广和应用了这一个比较成熟的技术，比如伦敦、墨尔本、东京等热门城市就有很多工程均使用了水源热泵空调系统。然而，直到1980年开始，我国才开始慢慢的运用这项技术，从我国南方的海南、云南、上海、杭州、南京直到北方的北京、哈尔滨、内蒙古等，这些城市也在很多的场所使用了这项水源热泵技术。尤其特别的是，南京青奥会的运动员所居住的青奥村就是运用了水源热泵技术，它的能源消耗总量才仅仅是是传统加热锅炉1/5的消耗。而且值得骄傲的是，它会大大降低雾霾的产生。更令人值得自豪的的一点是，水源热泵不需要设置冷却塔和锅炉房这些占地面积大，有污染的设备，因此可以大大的节省了投资，减少了投资的成本。
水源热泵冷源和热源是运用地球水体所储藏的低品位的能源，其中可使用的水体包含地下水和地表水等。我们通过应用水源热泵技术来让存储于其中的近乎无限的太阳能或地能。水源热泵系统不仅仅能够节省锅炉房系统，如煤、煤气、燃料等；冷却塔冷却时，不会产生冷却塔的噪声和模具污染，在加热和冷却过程中也不会产生废渣、废气和烟气，以防止对环境的污染。
水源热泵机组的水温在夏季时大约是19～31℃，水的温度略低于环境的温度，而且机组能效会大大提高；然而水温在冬天的温度大约为11～21℃，水的温度略高于环境的温度，因此能量效率比也会有所提高。但是水源热泵系统可以比空气热源系统节约大约达到45%以上的能量，为电加热节省了大约为70%以上的能量。热泵的热源和空调的冷源是水，水温的上下浮动范围比空气小的多的多的多。水温恒定，安全、平稳、稳定是水源热泵机组正常运行必须达到的工作状态，同时还可以保证了系统的高效和节约投资成本。除此之外，水源热泵在冬季并不存在除霜问题，制冷和供热是水源热泵系统的两个基本工作，一台机器可以实现两台的工作功能，一个系统可包含原有的锅炉供热和空调制冷两项工作模式。
水源热泵在理论上是可以使用大自然中的所有的水资源，但并不是所有的水资源都可以用于实际的工程应用当中。所以在设计水源热泵系统之前，首先要充分的了解当地的政策法规，对水资源的限制使用政策等等。因此，水源热泵是否适合使用的关键就在于是否能够找到合适的水源。在目前使用的水源热泵中，封闭式水源热泵系统的成本公认是普遍较高的；对于开放系统，水源阻碍了水源热泵的使用，必须找到合适的水源，对于开放系统，温度和清洁度对水提出了更高要求，同时也要达到一定的水量才可以。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 热泵分类 1
1.2 水源热泵技术的研究现状与进展 1
1.3 本文的主要研究内容及意义 3
第二章 水源热泵机组 4
2.1 机组组成 4
2.1.1 基本组成 4
2.1.2 工作原理 5
2.2 水源热泵机组的特点 6
2.3 水源热泵机组主要部件 6
2.3.1 压缩机 6
2.3.2 换热器 8
2.3.3 节流与控制元件 8
2.3.4 其他部件 8
第三章 水源热泵机组组件的模型 9
3.1 压缩机模型 9
3.2热力膨胀阀模型 10
3.3 板式换热器 11
3.4 四通换向阀 12
第四章 水源热泵机组性能测试装置控制系统设计方案 13
4.1设计方案 13
4.2主要功能 14
4.3机组控 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
制系统的设计 14
4.4机组的保护功能原理 15
4.4.1压缩机的过载保护 15
4.4.2压力保护 15
4.4.3水流保护 15
4.5机组的运行控制 15
4.6水源热泵机组的性能测试 16
4.7控制电路设计 17
结束语 31
致 谢 32
参考文献 33 绪论
随着国民经济的增长、城市规划的展开、人民生活质量的提升及房地产业的升温，空调行业在我国的发展速度非常的快。空调在季节性资源消费中占很大比例，并成为建筑节能的关注重点。我国21世纪发展国民经济刻不容缓的具有战略性意义的目标是全力发展新能源。为了实现经济与资源的协调发展，迫切要求我们认真思考空调的节能性问题，大力推行和研究低能耗高效率、环保型空调产品已成为制冷空调行业发展的最终目标。
热泵技术是利用低水平可再生资源的重要技术。热泵系统是一种新的资源使用模式，利用低温热量来实现加热和制冷。与煤加热、燃气和燃油加热系统相比，它具备清洁、高效、节能的优点。根据当地情况开发热泵系统，有利于促进各种资源的有用使用，进一步提高能效。
1.1 热泵分类
根据热泵的工作原理、热源、驱动方式、用途、供热介质等组合形式，实现热泵的装置有多种类型。为了明确各种热泵的概念，人们采取了很多方法来进行热泵的分类[1]。
表11 水源热泵的分类
分类类型
工作原理
蒸气压缩、气体压缩、蒸汽喷射、吸收、热电、化学式热泵
用途
建筑物用、商业场所用、农业场所用、工业场所用热泵
供热温度
低温、高温热泵
驱动方式
电动机驱动、热驱动、发动机驱动热泵
功能
冷风、热风、冷水型
压缩机
活塞式、涡旋式、滚动转子式、螺旋式、离心式热泵
1.2 水源热泵技术的研究现状与进展
在1960年年初，美国是世界上最早提出了水源热泵机组这一概念的国家，并且通过了这么多年的不停歇、不间断、日日夜夜的努力研究和探讨，一次次的推翻与重建，水源热泵技术在我国的发展现在已经达到了很超前的阶段，而且它的产品已经逐渐的被各个国家商品化了。现如今，在美国像一些大型公共场合比如商业建筑、民宅、大型商场、银行等很多很多场所使用地均是水源热泵空调系统。在1970年后，日本、英国等国家不甘示弱，也迅速的推广和应用了这一个比较成熟的技术，比如伦敦、墨尔本、东京等热门城市就有很多工程均使用了水源热泵空调系统。然而，直到1980年开始，我国才开始慢慢的运用这项技术，从我国南方的海南、云南、上海、杭州、南京直到北方的北京、哈尔滨、内蒙古等，这些城市也在很多的场所使用了这项水源热泵技术。尤其特别的是，南京青奥会的运动员所居住的青奥村就是运用了水源热泵技术，它的能源消耗总量才仅仅是是传统加热锅炉1/5的消耗。而且值得骄傲的是，它会大大降低雾霾的产生。更令人值得自豪的的一点是，水源热泵不需要设置冷却塔和锅炉房这些占地面积大，有污染的设备，因此可以大大的节省了投资，减少了投资的成本。
水源热泵冷源和热源是运用地球水体所储藏的低品位的能源，其中可使用的水体包含地下水和地表水等。我们通过应用水源热泵技术来让存储于其中的近乎无限的太阳能或地能。水源热泵系统不仅仅能够节省锅炉房系统，如煤、煤气、燃料等；冷却塔冷却时，不会产生冷却塔的噪声和模具污染，在加热和冷却过程中也不会产生废渣、废气和烟气，以防止对环境的污染。
水源热泵机组的水温在夏季时大约是19～31℃，水的温度略低于环境的温度，而且机组能效会大大提高；然而水温在冬天的温度大约为11～21℃，水的温度略高于环境的温度，因此能量效率比也会有所提高。但是水源热泵系统可以比空气热源系统节约大约达到45%以上的能量，为电加热节省了大约为70%以上的能量。热泵的热源和空调的冷源是水，水温的上下浮动范围比空气小的多的多的多。水温恒定，安全、平稳、稳定是水源热泵机组正常运行必须达到的工作状态，同时还可以保证了系统的高效和节约投资成本。除此之外，水源热泵在冬季并不存在除霜问题，制冷和供热是水源热泵系统的两个基本工作，一台机器可以实现两台的工作功能，一个系统可包含原有的锅炉供热和空调制冷两项工作模式。
水源热泵在理论上是可以使用大自然中的所有的水资源，但并不是所有的水资源都可以用于实际的工程应用当中。所以在设计水源热泵系统之前，首先要充分的了解当地的政策法规，对水资源的限制使用政策等等。因此，水源热泵是否适合使用的关键就在于是否能够找到合适的水源。在目前使用的水源热泵中，封闭式水源热泵系统的成本公认是普遍较高的；对于开放系统，水源阻碍了水源热泵的使用，必须找到合适的水源，对于开放系统，温度和清洁度对水提出了更高要求，同时也要达到一定的水量才可以。
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