【正文】 用于土壤源熱泵變流量控制。圖 5溫差變流量控制流程圖基本原理：Q為實時負荷量；△T空調(diào)系統(tǒng)供、回水溫差；Q0管網(wǎng)總流量。Q＝Q0△T/ (4)保持△T恒定，Q0隨著Q的變化而變化。溫差變流量控制沒有考慮系統(tǒng)管網(wǎng)特性,可能會造成系統(tǒng)運行不穩(wěn)定。因而只適用于管網(wǎng)特性基本不變或變化不大的空調(diào)系統(tǒng)。由于機組本身具有根據(jù)負荷變化進行自動調(diào)節(jié)的功能,采用該控制方法會出現(xiàn)與機組控制不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象,甚至?xí)绊憴C組的正常工作。 土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)變流量控制通過對壓差變流量控制，溫差變流量控制分析可以看出，壓差變流量控制節(jié)能效果不明顯，控制不容易實現(xiàn)。溫差變流量控制節(jié)能效果明顯，容易實現(xiàn)，但對系統(tǒng)管網(wǎng)特性有一定的要求。對于土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)采用溫差變流量控制能夠?qū)蓚€水系統(tǒng)循環(huán)泵進行變流量控制，特別是對于外循環(huán)泵，由于外循環(huán)管網(wǎng)特性基本穩(wěn)定，S（管網(wǎng)阻抗）基本不變，采用溫差變流量控制方式效果更明顯。江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書216 控制方案的制定 控制方案原理該工程采用DDC(direct digital control)直接數(shù)字化控制系統(tǒng)。由于小區(qū)各支路負荷相差不大，空調(diào)末端管網(wǎng)特性相對穩(wěn)定。冬季末端空調(diào)水系統(tǒng)采用室內(nèi)循環(huán)供/回水溫差,室內(nèi)循環(huán)供水溫度和機組工作狀況相結(jié)合的控制方式，為了保證室內(nèi)溫度要求，控制方案中考慮了室內(nèi)循環(huán)供水溫度。對于地下埋管循環(huán)水系統(tǒng)采用地下埋管供/回水溫差,蒸發(fā)器出口溫度和機組工作狀況相結(jié)合的控制方式。對蒸發(fā)器出口溫度的控制是基于防止地下水溫度過低出現(xiàn)結(jié)冰考慮的。圖 圖 控制設(shè)備選擇 現(xiàn)場儀表選擇儀表選擇應(yīng)注意儀表的精度，測量范圍和輸出信號的類型。儀表精度代表儀表的靈敏程度，根據(jù)所需被測參數(shù)的精度要求選擇；測量范圍應(yīng)在被測參數(shù)的波動范圍內(nèi)；輸出信號的類型有電流信號（如4～20MA）,電壓信號（如0～5V）和電阻信號（如鉑電阻46～100Ω） 。一般來說電流電壓信號易受周圍環(huán)境的干擾，但對接受信號的板卡要求不高；而電阻信號不易受周圍環(huán)境的干江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書22擾，但對接受信號的板卡要求很高。本工程溫度采集采用RWB系列一體化溫度變送器，精度177。5％，測量范圍0～80℃，輸出信號4～20MA；壓力采集采用WQSBP800系列壓力變送器，精度％，測量范圍0～，輸出信號4～20MA；流量采集采用1151DP差壓變送器，精度1％，～，輸出信號4～20MA。 熱泵機組冷凝器端電動閥選取本工程采用的熱泵機組有三臺壓縮機對應(yīng)三個冷凝器，熱泵機組可以根據(jù)蒸發(fā)器和冷凝器的進/出口水溫和通過的水流量對壓縮機進行多級卸載。如果在壓縮機停止工作的情況下，與其對應(yīng)的冷凝器還有水流通過時，會造成能源的浪費。假設(shè)冬季某一時刻1，2號壓縮機停止工作，3號壓縮機正常工作下，設(shè)冷凝器流量G，1，2，3號冷凝器流量都為G/3,冷凝器進口溫度T1，出口溫度T2，3號冷凝器吸熱量Q，3號冷凝器出口溫度T139。.Q=G(T139。T1)/(*3)=G(T2T1)/得T2=(T139。+2T1)因T139。T1,所以T139。因而在三個冷凝器出口處安裝電動閥，與熱泵機組壓縮機聯(lián)動，壓縮機工作與其對應(yīng)的冷凝器上電動閥打開，壓縮機停在工作與其對應(yīng)的冷凝器上電動閥關(guān)閉。 變頻器選擇變頻器選擇主要是其功率的選擇。這樣選取會造成變頻器選取不當(dāng)，變頻器可能在泵在額定電流下不能正常工作，出現(xiàn)電流過載的故障。應(yīng)按照水泵的額定電流和水泵功率相結(jié)合選取。如水泵功率為55KW，額定電流為101A，按泵功率選取功率大于W1=55*=頻器，按額定電流選取功率大于W2=*380*101=。本工程選取變頻器FRN45P11S4CX和FRN75P11S4CX兩臺。 控制設(shè)備選取采用ADVANTECH工控機,可采集包括溫濕度、壓力、流量、功率和液位傳感器變送的120路標(biāo)準(zhǔn)信號,并且還能拓展采集路數(shù)。軟件系統(tǒng)采用INTELLUTION江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書23基于PC機的分布式處理客戶/服務(wù)器的FIX軟件,它是一種分布式自動化和控制軟件。其基本功能是數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理,還具有監(jiān)視、監(jiān)控、報警、控制、數(shù)據(jù)歸檔和報表等功能。不僅能夠顯示數(shù)據(jù)的實時趨勢曲線,而且可以顯示數(shù)據(jù)的歷史趨勢曲線。軟件系統(tǒng)提供了一套VisualBasic語言函數(shù)集,可以讀寫系統(tǒng)中的任一數(shù)據(jù)點,軟件系統(tǒng)的開放式結(jié)構(gòu)為我們編寫解決自動控制問題的軟件提供了工具,可以用VisualBasic快速開發(fā)與現(xiàn)場數(shù)據(jù)相關(guān)的應(yīng)用程序。其處理能力可以滿足各種類型的配置和處理策略,并可方便地進行分布式處理或集中式處理。模擬量輸入接口板1塊，主要用于將模擬量輸入調(diào)理板調(diào)理的現(xiàn)場模擬信號轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字信號，直接供計算機接受。實現(xiàn)A/D模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。供顯示器顯示現(xiàn)場采集的溫度，壓力和流量數(shù)據(jù)。模擬量輸出接口板1塊，主要用于接受計算機送來的二進制數(shù)字信號，直接經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成模擬電壓輸出給模擬量輸出調(diào)理板，用于輸出控制變頻器的電流信號。模擬量輸入調(diào)理板3塊，主要用于接受現(xiàn)場輸來的電流信號，并輸入到模擬量輸入接口板中進行模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。模擬量輸出調(diào)理板1塊，主要用于接受模擬量輸出接口板的電壓信號輸?shù)阶冾l器的控制端。開關(guān)量輸入調(diào)理板1塊，主要用于接受現(xiàn)場的開/關(guān)信號。開關(guān)量輸出調(diào)理板1塊，主要是對現(xiàn)場開/關(guān)控制進行。線性電源4塊，用于給儀表和板卡送電。全隔離信號變送器3個，主要用于對現(xiàn)場輸入輸出信號進行隔離，防止電磁干擾。 控制參數(shù)的獲取和軟件編程 控制參數(shù)的獲取江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書24圖 圖 內(nèi)循環(huán)流量G與頻率N關(guān)系：F=a+bG（a=，b=） （5）外循環(huán)流量G與頻率N關(guān)系：F=a+bG+cG2(a=,b=,c=) （6）江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書25圖 圖 內(nèi)循環(huán)頻率N與控制電流I關(guān)系：I=a+bF（a=，b=） （7）外循環(huán)頻率N與控制電流I關(guān)系：I=a+bF（a=,b=） （8）由（5） （6） （7） （8）得：內(nèi)循環(huán)泵控制電流I與流量G關(guān)系：I=a+bG,(a=,b=) （9）外循環(huán)泵控制電流I與流量G關(guān)系：I=a+bG+cG2(a=,b=,c=) （10）江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書26溫差變流量控制，必須保證熱泵機組正常工作。一般機組在非正常工作下會出現(xiàn)蒸發(fā)器水流故障，蒸發(fā)器結(jié)冰故障，蒸發(fā)器進水溫度過高故障，蒸發(fā)器進水溫度失效，蒸發(fā)器出水溫度失效，壓縮機高壓故障和壓縮機低壓故障等故障。土壤源熱泵在冬季變流量運行時，應(yīng)保證機組不出現(xiàn)蒸發(fā)器結(jié)冰故障，壓縮機高壓故障，壓縮機低壓故障。當(dāng)機組蒸發(fā)器出口溫度低于機組蒸發(fā)器最低出口溫度時，就會出現(xiàn)蒸發(fā)器結(jié)冰故障；當(dāng)冷凝器流量低于機組最小冷凝器流量時，就會出現(xiàn)壓縮機高壓故障；當(dāng)蒸發(fā)器流量低于機組最小蒸發(fā)器流量時，就會出現(xiàn)壓縮機低壓故障；因而在變流量運行時應(yīng)對蒸發(fā)器出口最低溫度，蒸發(fā)器最小流量和冷凝器最小流量進行設(shè)置。蒸發(fā)器出口最低溫度的設(shè)置參照機組說明，熱泵機組允許蒸發(fā)器出口最低溫度為4℃。蒸發(fā)器最小流量的設(shè)置可通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率直到機組出現(xiàn)壓縮機低壓故障。此時蒸發(fā)器的流量就是機組允許的蒸發(fā)器最小流量。通過調(diào)節(jié) 3/h。冷凝器最小流量的設(shè)置可通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率直到機組出現(xiàn)壓縮機高壓故障。此時冷凝器的流量機組允許的冷凝器最小流量。通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率 3/h。土壤源熱泵在夏季變流量運行時，應(yīng)保證機組不出現(xiàn)蒸發(fā)器進水溫度過高故障，壓縮機高壓故障，壓縮機低壓故障。當(dāng)機組蒸發(fā)器進口溫度低于機組蒸發(fā)器最低進口溫度時，就會出現(xiàn)蒸發(fā)器進水溫度過高故障；熱泵機組允許蒸發(fā)器進口最低溫度為21℃。通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率直到機組出現(xiàn)壓縮機低壓故障 3/h。通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率直到機組出現(xiàn)壓縮機高壓 3/h。 軟件編程繪制系統(tǒng)流程圖，利用FIX自帶的編程工具進行編輯控制程序。江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書27圖 圖 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書28總結(jié)。，必須保證熱泵機組正常工作。一般機組在非正常工作下會出現(xiàn)蒸發(fā)器水流故障，蒸發(fā)器結(jié)冰故障，蒸發(fā)器進水溫度過高故障，蒸發(fā)器進水溫度失效，蒸發(fā)器出水溫度失效，壓縮機高壓故障和壓縮機低壓故障等故障。,內(nèi)循環(huán)供水溫度和機組工作狀況相結(jié)合的控制方式,能夠使內(nèi)/外循環(huán)供/回水溫差顯著提高,節(jié)能效果明顯。江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書29參考文獻[1]希普， 《熱泵 》 ，張在明譯，化學(xué)工業(yè)出版社，1984:1~3[2]希恩《空調(diào)熱泵技術(shù)及應(yīng)用》機械工業(yè)出版社，1986:1~5[3]蔣能照《空調(diào)用熱泵技術(shù)及應(yīng)用》 ，機械工業(yè)出版社，1999:[4]庫伯， 《熱泵的理論與實踐》 ，北京中國建筑工業(yè)出版社，1986,9[5]王立雄主編， 《建筑節(jié)能》 ，中國建筑工業(yè)出版社，2022年出版。[6]姜麗榮主編， 《建筑概論》 ，中國建筑工業(yè)出版社，2022年出版。江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書30致謝一個學(xué)期馬上就要結(jié)束了，我也即將畢業(yè)，在這幾個月的畢業(yè)設(shè)計中，從最初選題，到設(shè)計完成我的導(dǎo)師給了我很大的幫助，讓我能夠順利的完成這次畢業(yè)設(shè)計，使我的畢業(yè)設(shè)計進行的非常順利。還有電氣教研室的其他老師，他們在課余給我們開設(shè)專業(yè)講座。令我們的設(shè)計工作事半功倍，在這里非常感謝建筑設(shè)備工程學(xué)院的老師們的幫助和教導(dǎo)。包括李德路老師，劉志堅老師，侯文寶老師，商利斌老師，沈永躍老師。在江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院期間，學(xué)校里的很多老師，同學(xué)在學(xué)習(xí)以及生活上給予都我很多支持及照顧。使我能夠順利的完成這3年的學(xué)習(xí)生涯。感謝所有關(guān)心、幫助過我的老師、同學(xué)們，謝謝。 丁 飛 二○一一年六月二十日