智能化網絡監(jiān)控水源熱泵機組的開發(fā)

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(shù)據采集存儲、故障報警、遠程數(shù)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?？刂?、運行狀態(tài)監(jiān)控、溫度采集、水流信號采集及電量等參數(shù)采集等功能。GPRS模塊的功能是將現(xiàn)場實時數(shù)據傳送到遠程數(shù)據服務器上以便供遠程網絡用戶數(shù)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(shù)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(shù)指標：標準工況下制冷系數(shù)為3.8，制熱系數(shù)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。互聯(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。