【導(dǎo)讀】能源的利用問題更成為我們面臨的重要課題。熱泵正好以其節(jié)能、清潔無污染而受到了人們的重視，從而在近些年得到了迅猛的發(fā)展。地源熱泵是一種利用淺層地?zé)豳Y源向建筑物供熱、空調(diào)的裝鼉。和諧并存的要求。通過熱泵技術(shù)，可以達(dá)到節(jié)能和提高能量使用效。但是，這又依賴于熱泵機(jī)組的穩(wěn)定、安全、可靠、高效。除了機(jī)組本身合理的設(shè)計(jì)之外，對(duì)熱泵機(jī)組的各部件以及。行必不可少的條件。動(dòng)停機(jī)的電氣控制方案。本文首先通過對(duì)地源熱泵機(jī)。以通過串口與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)時(shí)顯示各檢測點(diǎn)數(shù)據(jù)。定規(guī)律變化，對(duì)裝置自動(dòng)控制。本項(xiàng)目位于揚(yáng)州市順達(dá)路以東，開發(fā)西路以北。交匯處，占地萬平米，總建筑面積約21萬平米。項(xiàng)目周邊高檔樓盤云集，

　　

【正文】 ，容易實(shí)現(xiàn)，但對(duì)系統(tǒng)管網(wǎng)特性有一定的要求。對(duì)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€(gè)水系統(tǒng)循環(huán)泵進(jìn)行變流量控制，特別是對(duì)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(jì)說明書 22 6 控制方案的 制定 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(fù)荷相差不大，空調(diào)末端管網(wǎng)特性相對(duì)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(jī)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(duì)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(jī)組工作狀況相結(jié)合的控制方式。對(duì)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 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(hào)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(dòng)范圍內(nèi)；輸出信號(hào)的類型有電流信號(hào)（如 4～ 20MA） ,電壓信號(hào)（如 0～ 5V）和電阻信號(hào)（如鉑電阻 46～ 100Ω ）。一般來說電流電壓信號(hào)易受周圍環(huán)境的干擾，但對(duì)接受信號(hào)的板卡要求不高；而電阻信號(hào)不易受周圍環(huán)境的干擾，但對(duì)江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 接受信號(hào)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(hào) 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(hào) 4～ 20MA；流量采集采用 1151DP差壓變送器，精度1％，測量范圍 ～ ，輸出信號(hào) 4～ 20MA。 熱泵機(jī)組冷凝器端電動(dòng)閥選取 本工程采用的熱泵機(jī)組有三臺(tái)壓縮機(jī)對(duì)應(yīng)三個(gè)冷凝器，熱泵機(jī)組可以根據(jù)蒸發(fā)器和冷凝器的進(jìn) /出口水溫和通過的水流量對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行多級(jí)卸載。如果在壓縮機(jī)停止工作的情況下，與其對(duì)應(yīng)的冷凝器還有水流通過時(shí)，會(huì)造成能源的浪費(fèi)。 假設(shè)冬 季某一時(shí)刻 1， 2號(hào)壓縮機(jī)停止工作， 3號(hào)壓縮機(jī)正常工作下，設(shè)冷凝器流量 G， 1， 2， 3號(hào)冷凝器流量都為 G/3,冷凝器進(jìn)口溫度 T1，出口溫度 T2， 3號(hào)冷凝器吸熱量 Q， 3號(hào)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(gè)冷凝器出口處安裝電動(dòng)閥，與熱泵機(jī)組壓縮機(jī)聯(lián)動(dòng)，壓縮機(jī)工作與其對(duì)應(yīng)的冷凝器上電動(dòng)閥打開，壓縮機(jī)停在工作與其對(duì)應(yīng)的冷凝器上電動(dòng)閥關(guān)閉 。 變頻器選擇 變頻器 選擇主要是其功率的選擇。變頻器功率一般按泵功率的 。這樣選取會(huì)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*=器，按額定電流選取功率大于 W2=*380*101= .最后選取功率大于 。 本工程選取變頻器 FRN45P11S4CX和 FRN75P11S4CX兩臺(tái)。 控制設(shè)備選 取 采用 ADVANTECH工控機(jī) ,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(hào) ,并且還能拓展采集路數(shù)。 軟件系統(tǒng)采用 INTELLUTION基江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 于 PC機(jī)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(dòng)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(bào)警、控制、數(shù)據(jù)歸檔和報(bào)表等功能。不僅能夠顯示數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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(diǎn) ,軟件系統(tǒng)的開放式結(jié)構(gòu)為我們編寫解 決自動(dòng)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(jìn)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(hào)轉(zhuǎn)換成 12位數(shù)字信號(hào)，直接供計(jì)算機(jī)接受。實(shí)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(jì)算機(jī)送來的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，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(hào)。 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(hào)，并輸入到模擬量輸入接口板中進(jìn)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(hào)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(hào)。 開關(guān)量輸出調(diào)理板 1塊，主要是對(duì)現(xiàn)場開 /關(guān)控制進(jìn)行。 線性電源 4塊，用于給儀表和板卡送電。 全隔離信號(hào)變送器 3個(gè)，主要用于對(duì)現(xiàn)場輸入輸出信號(hào)進(jìn)行隔離，防止電磁干擾。 控制參數(shù)的獲取 /外循環(huán)泵流量 G與控制信 電流 I關(guān)系 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 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(jì)說明書 26 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(jì)說明書 27 溫差變流量控制，必須保證熱泵機(jī)組正常工作。一般機(jī)組在非正常工作下會(huì)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(jìn)水溫度過高故障，蒸發(fā)器進(jìn)水溫度失效，蒸發(fā)器出水溫度失效，壓縮機(jī)高壓故障和壓縮機(jī) 低壓故障等故障。 土壤源熱泵在冬季變流量運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保證機(jī)組不出現(xiàn)蒸發(fā)器結(jié)冰故障，壓縮機(jī)高壓故障，壓縮機(jī)低壓故障。當(dāng)機(jī)組蒸發(fā)器出口溫度低于機(jī)組蒸發(fā)器最低出口溫度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)蒸發(fā)器結(jié)冰故障；當(dāng)冷凝器流量低于機(jī)組最小冷凝器流量時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)壓縮機(jī)高壓故障；當(dāng)蒸發(fā)器流量低于機(jī)組最小蒸發(fā)器流量時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)壓縮機(jī)低壓故障；因而在變流量運(yùn)行時(shí)應(yīng)對(duì)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(jìn)行設(shè)置。 蒸發(fā)器出口最低溫度的設(shè)置參照機(jī)組說明，熱泵機(jī)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(jī)組出現(xiàn)壓縮機(jī)低壓故障。此時(shí)蒸發(fā)器的流量就是機(jī)組允許的蒸發(fā)器最小流量。通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率直到機(jī)組出現(xiàn)壓縮機(jī)低壓故障此時(shí)蒸發(fā)器流量為 。 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(jī)組出現(xiàn)壓縮機(jī)高壓故障。此時(shí)冷凝器的流量機(jī)組允許的冷凝器最小流量。通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率直到機(jī)組出現(xiàn)壓縮機(jī)高壓故障此時(shí)冷凝器流量為 。 土壤源熱泵在夏季變流量運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保證機(jī)組不出現(xiàn)蒸發(fā)器進(jìn)水溫度過高故障，壓縮機(jī)高壓故障，壓縮機(jī)低壓故障。當(dāng)機(jī)組蒸發(fā)器進(jìn)口溫度低于機(jī)組蒸發(fā)器最低進(jìn)口溫度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn) 蒸發(fā)器進(jìn)水溫度過高故障；熱泵機(jī)組允許蒸發(fā)器進(jìn)口最低溫度為 21℃ 。通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率直到機(jī)組出現(xiàn)壓縮機(jī)低壓故障此時(shí)蒸發(fā)器流量 。 通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率直到機(jī)組出現(xiàn)壓縮機(jī)高壓故障此時(shí)冷凝器流量 。 軟件編程 繪制系統(tǒng) 流程圖，利用 FIX自帶的編程工具進(jìn)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(jì)說明書 28 圖 圖 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 29 總結(jié) 頻器應(yīng)按照水泵的額定電流和水泵功率相結(jié)合選取。 ，必須保證熱泵機(jī)組正常工作。一般機(jī)組在非正常工作下會(huì)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(jìn)水溫度過高故障，蒸發(fā)器進(jìn)水溫度失效，蒸發(fā)器出水溫度失效，壓縮機(jī)高壓故障和壓縮機(jī)低壓故障等故障。 /外循環(huán)泵內(nèi)循環(huán)采用供 /回水溫差 ,內(nèi)循環(huán)供水溫度和機(jī)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(jì)說明書 30 參考文獻(xiàn) [1]希普，《熱泵》，張?jiān)诿髯g，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(jī)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(jī)械工業(yè)出版社， 1999: [4]庫伯，《熱泵的理論與 實(shí)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， 2021年出版。 [6]姜麗榮主編，《建筑概論》，中國建筑工業(yè)出版社， 2021年出版。 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 31 致謝 一個(gè)學(xué)期馬上就要結(jié)束了，我也即將畢業(yè)，在這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中， 從最初選題，到設(shè)計(jì)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(jì) ，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行的非常順利。還有電氣教研室的其他老師，他們?cè)谡n余給我們開設(shè)專業(yè)講座。令我們的設(shè)計(jì)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(jiān)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