热泵热水器实验测试系统设计(附件)【字数：11039】
随着当今世界环境问题与能源危机的日益严重，热泵热水器凭借它的节能环保开始进入人们的视线，并得到人们的认可，从而也在近年来取得了快速的发展。随着热泵热水器行业的不断发展，涌现出了许许多多型号与品牌的热泵热水器，这个时候，有一套热泵热水器性能测试系统就显得尤为重要。本文主要以北京昆仑通态自动化软件公司开发的MCGS组态软件作为平台，设计了一套空气源热泵热水器性能测试系统，实现了热泵热水器制热量、耗功量、性能指数COP等参数的测试。首先，在经过大量的文献检索和学习空气源热泵热水器国家标准的基础上，掌握了空气源热泵热水器的工作原理；其次，对实验室空气源热泵热水器进行了分析研究，根据测试系统要求进行了总体方案设计；随后进行了硬件设计及选型，本测试系统硬件采用了干湿球温度计、温度传感器、巡检仪、电脑等设备；然后进行了软件的详细设计，设计了测试流程图、测试界面，编写了测试策略脚本程序，进行了软件的测试。最后进行了软硬件联调，利用巡检仪及上位机进行了测试系统的实际操作与测试。测试结果表明该测试系统可完成对空气源热泵热水器性能指数COP的测定，达到预期设计要求。关键词热泵热水器；MCGS；COP；测试系统
目录
第1章 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.1.1 课题的研究背景 1
1.1.2 课题来源及研究意义 3
1.2 国内外研究现状 5
1.3 本文主要研究的内容 7
1.4 本章小结 7
第2章 测试系统总体方案 8
2.1空气源热泵热水器工作原理 8
2.2实验测试系统要求 8
2.2.1 空气源热泵热水器的实验工况 9
2.2.2 空气源热泵热水器的实验要求 9
2.3测试系统方案 10
第3章 硬件选型 13
3.1功率计选型 13
3.2温度传感器选型 13
3.3巡检仪选型 14
3.4 电脑选型 15
3.5硬件清单 16
第四章 软件的选型及编程 17
4.1 MCGS软件介绍 17
4.2 流程图 18
4.3 软件策 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
略 20
4.3.1 检测是否达标策略 21
4.3.2 开启电源计时器策略 21
4.3.3 开启水泵计时器策略 22
4.3.4 COP计算公式策略 22
4.3.5 急停策略 23
4.3.6 步骤策略 23
4.4 界面设计 24
4.4.1总界面 24
4.4.2步骤界面 24
4.4.3 实验原理界面 25
4.4.4 开关界面 26
4.4.5 各变量界面 26
4.4.6 参考工况及水密度表界面 27
4.5 实物调试 29
4.5.1通信设备设置 29
4.5.2实物连接 30
总结与展望 33
致谢 34
参考文献 35
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.1.1 课题的研究背景
能源应用作为我们国家可连续进步的最紧要的一部分，从改革开放后中国历经了三十几年有效飞速的成长，能源利用水平的迅速提高是维持中国保持快速发展速度的根本之一。然则跟着经济领域的快速增大，越来越暴露出了非可再生能源来源的缺乏、经济布局的不适当、环境被破坏得越发严重等阻挠国家发展的困境。我国在未来几年的发展规划中，将会按照时下的形势来调整我国的经济架构以及减少经济发展造成的总能源耗量和CO2排放等都将成为以后几年我国经济发展规划中的重中之重。被这种恶劣的情势所迫，我们有需要也必须去全力推动可再生能源的发展。随着科技的不断发展以及今后各个国家经济发展的迫切需求，能源问题越来越被人们重视，然而很多不可再生能源随着人们不科学的使用以及采集，越来越少，甚至是枯竭，比如说石油、煤炭等等，这个时期出现的节能技术就越凸显其重要地位了，节能技术的种类有很多，现下最热门的一种是热泵技术，这种应用也在节能技术中扮演着非常重要的角色。热泵的作用是把低温位的热能传送到高温位的热能，从而不会浪费存在于地热中、空气中甚至工业废水中的大量热量，从而减少社会发展，人民生活造成的的非可再生能源的消耗。由于节能技术的不断提高以及发电效率和热泵效率的快速提高，热泵的二氧化碳减排潜在能力将超过百分之十六。这吸引了很多国家的目光，越来越多的国家使用热泵应用技术来降低二氧化碳的排放。中国是一个有担当的大国，有必要走在世界的前列来建设节能环保的社会，实现人们绿色环保的生活，不放过身边的每一件事。近年来我国迅速发展国民经济，快速提高人们的生活质量，有舒适的室内环境以及供应生活用热水已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，而其中供应热水节能是节能减排中非常重要的一部分。据调查显示，卫生热水的能源耗损比例如下：写字楼占有百分之二点七、商场占有百分之十点七、饭店占有百分之三十一、医院占有百分之四十一点八；随着人民生活水平的提高，越来越多的人用上了热水器，就最新的统计结果来看，我国城镇中大部分家庭都用上了热水器，大约占到七成，根据我国现有的人口基数，按照最低人均消耗热水标准，整个中国一年的电费将要超过4500亿元，一个天文数字。因此，热水供应的节能政策势在必行[1]。
2006年2月16日,旨在防止全球变暖、限制排放温室气体的《京都议定书》开始奏效，极力推广并应用节能无污染的新能源以及新能源相应的产物被当局认为是一种极为有利的补救措施，而为各国政府接受。但是伴随着限制用电、燃气电费的上涨、能源的缺乏一系列问题的出现，使得人们不得不重新考虑未来的出路，而部署新的更加有效的能源应用战略。这导致人们越来越侧重于开发和利用新型能源，并且淘汰了许多落后高能耗的传统家庭电子产品。近年来,随着节能技术的发展和热泵应用技术的不断先进，在国内已经出现空气源热泵热水器，利用空气源热泵来加热生活用热水。热泵热水水器的出现顺应着时代的需求，它使用方便，绿色环保，节约能源，危险性低，使用寿命较长，可以很大程度上缓解能源紧缺，环境污染等问题，因而得到相关部门的重视，并有意将之推广。近来，因为热泵热水器绿色环保有效节能创新，表现得十分抢眼，因而被国家科技部门列入了“火炬计划”。据统计，由于太阳能热水器在城市中使用存在着明显的缺陷，而空气源热泵热水器能够弥补这一缺憾，所以热泵热水器在城市中的发展将会进一步加快，也会越来越多的占有原来太阳能热水器的市场；大约估计在五年后热泵热水器的销售总额将超过四百亿元，同时占有市场大约百分之十到百分之二十的位置；在未来5年内,空气能热泵热水器将成为中国家庭特别是商品楼房的热水设备首选产品[2]。2008 年 9 月 11 日，在欧盟ITRE一项旨在规定各种热泵技术都看作为可再生能源技术的提案的通过了。跟着可再生能源技术的快速发展，出现了很多种不同类型的热泵，有利用环境空气的空气源热泵，利用水源的水源热泵，利用地热的第热源热泵等，另外提案也该强制规定欧盟成员国加大热泵应用技术这种可再生能源技术的使用率，促进了欧盟热泵市场的占有率。按有关规定，2020年，在欧盟地区住宅的热能需求中，以可再生能源满足的比例将不低于 15％；利用太阳能热水器或热泵与电热水器或燃气热水器混合配置，是目前实施可再生能源指令最常见的方案[3]。
目录
第1章 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.1.1 课题的研究背景 1
1.1.2 课题来源及研究意义 3
1.2 国内外研究现状 5
1.3 本文主要研究的内容 7
1.4 本章小结 7
第2章 测试系统总体方案 8
2.1空气源热泵热水器工作原理 8
2.2实验测试系统要求 8
2.2.1 空气源热泵热水器的实验工况 9
2.2.2 空气源热泵热水器的实验要求 9
2.3测试系统方案 10
第3章 硬件选型 13
3.1功率计选型 13
3.2温度传感器选型 13
3.3巡检仪选型 14
3.4 电脑选型 15
3.5硬件清单 16
第四章 软件的选型及编程 17
4.1 MCGS软件介绍 17
4.2 流程图 18
4.3 软件策 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
略 20
4.3.1 检测是否达标策略 21
4.3.2 开启电源计时器策略 21
4.3.3 开启水泵计时器策略 22
4.3.4 COP计算公式策略 22
4.3.5 急停策略 23
4.3.6 步骤策略 23
4.4 界面设计 24
4.4.1总界面 24
4.4.2步骤界面 24
4.4.3 实验原理界面 25
4.4.4 开关界面 26
4.4.5 各变量界面 26
4.4.6 参考工况及水密度表界面 27
4.5 实物调试 29
4.5.1通信设备设置 29
4.5.2实物连接 30
总结与展望 33
致谢 34
参考文献 35
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.1.1 课题的研究背景
能源应用作为我们国家可连续进步的最紧要的一部分，从改革开放后中国历经了三十几年有效飞速的成长，能源利用水平的迅速提高是维持中国保持快速发展速度的根本之一。然则跟着经济领域的快速增大，越来越暴露出了非可再生能源来源的缺乏、经济布局的不适当、环境被破坏得越发严重等阻挠国家发展的困境。我国在未来几年的发展规划中，将会按照时下的形势来调整我国的经济架构以及减少经济发展造成的总能源耗量和CO2排放等都将成为以后几年我国经济发展规划中的重中之重。被这种恶劣的情势所迫，我们有需要也必须去全力推动可再生能源的发展。随着科技的不断发展以及今后各个国家经济发展的迫切需求，能源问题越来越被人们重视，然而很多不可再生能源随着人们不科学的使用以及采集，越来越少，甚至是枯竭，比如说石油、煤炭等等，这个时期出现的节能技术就越凸显其重要地位了，节能技术的种类有很多，现下最热门的一种是热泵技术，这种应用也在节能技术中扮演着非常重要的角色。热泵的作用是把低温位的热能传送到高温位的热能，从而不会浪费存在于地热中、空气中甚至工业废水中的大量热量，从而减少社会发展，人民生活造成的的非可再生能源的消耗。由于节能技术的不断提高以及发电效率和热泵效率的快速提高，热泵的二氧化碳减排潜在能力将超过百分之十六。这吸引了很多国家的目光，越来越多的国家使用热泵应用技术来降低二氧化碳的排放。中国是一个有担当的大国，有必要走在世界的前列来建设节能环保的社会，实现人们绿色环保的生活，不放过身边的每一件事。近年来我国迅速发展国民经济，快速提高人们的生活质量，有舒适的室内环境以及供应生活用热水已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，而其中供应热水节能是节能减排中非常重要的一部分。据调查显示，卫生热水的能源耗损比例如下：写字楼占有百分之二点七、商场占有百分之十点七、饭店占有百分之三十一、医院占有百分之四十一点八；随着人民生活水平的提高，越来越多的人用上了热水器，就最新的统计结果来看，我国城镇中大部分家庭都用上了热水器，大约占到七成，根据我国现有的人口基数，按照最低人均消耗热水标准，整个中国一年的电费将要超过4500亿元，一个天文数字。因此，热水供应的节能政策势在必行[1]。
2006年2月16日,旨在防止全球变暖、限制排放温室气体的《京都议定书》开始奏效，极力推广并应用节能无污染的新能源以及新能源相应的产物被当局认为是一种极为有利的补救措施，而为各国政府接受。但是伴随着限制用电、燃气电费的上涨、能源的缺乏一系列问题的出现，使得人们不得不重新考虑未来的出路，而部署新的更加有效的能源应用战略。这导致人们越来越侧重于开发和利用新型能源，并且淘汰了许多落后高能耗的传统家庭电子产品。近年来,随着节能技术的发展和热泵应用技术的不断先进，在国内已经出现空气源热泵热水器，利用空气源热泵来加热生活用热水。热泵热水水器的出现顺应着时代的需求，它使用方便，绿色环保，节约能源，危险性低，使用寿命较长，可以很大程度上缓解能源紧缺，环境污染等问题，因而得到相关部门的重视，并有意将之推广。近来，因为热泵热水器绿色环保有效节能创新，表现得十分抢眼，因而被国家科技部门列入了“火炬计划”。据统计，由于太阳能热水器在城市中使用存在着明显的缺陷，而空气源热泵热水器能够弥补这一缺憾，所以热泵热水器在城市中的发展将会进一步加快，也会越来越多的占有原来太阳能热水器的市场；大约估计在五年后热泵热水器的销售总额将超过四百亿元，同时占有市场大约百分之十到百分之二十的位置；在未来5年内,空气能热泵热水器将成为中国家庭特别是商品楼房的热水设备首选产品[2]。2008 年 9 月 11 日，在欧盟ITRE一项旨在规定各种热泵技术都看作为可再生能源技术的提案的通过了。跟着可再生能源技术的快速发展，出现了很多种不同类型的热泵，有利用环境空气的空气源热泵，利用水源的水源热泵，利用地热的第热源热泵等，另外提案也该强制规定欧盟成员国加大热泵应用技术这种可再生能源技术的使用率，促进了欧盟热泵市场的占有率。按有关规定，2020年，在欧盟地区住宅的热能需求中，以可再生能源满足的比例将不低于 15％；利用太阳能热水器或热泵与电热水器或燃气热水器混合配置，是目前实施可再生能源指令最常见的方案[3]。
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