地源熱泵中央空調(diào)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，熱泵空調(diào)實(shí)訓(xùn)裝置
2024-05-26 06:46 地源熱泵（Geothermal heat pump）是一種利用地球表面淺層地?zé)豳Y源（通常為地下數(shù)十米到數(shù)百米深處）作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖和制冷系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)通常由三部分組成：室外的地?zé)峤粨Q系統(tǒng)、熱泵本身以及室內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)。
地源熱泵的工作原理是基于大地在一定深度下溫度相對(duì)穩(wěn)定這一特性，通常在10°C到15°C之間。在夏季，熱泵從建筑物內(nèi)吸收熱量并通過地?zé)峤粨Q系統(tǒng)將熱量排放到地下，實(shí)現(xiàn)制冷；在冬季，熱泵從地下提取熱量并將其傳遞到建筑物內(nèi)，實(shí)現(xiàn)供暖。此外，地源熱泵系統(tǒng)還可以提供生活熱水。
地源熱泵的優(yōu)點(diǎn)包括：
- 高效節(jié)能：地源熱泵系統(tǒng)利用地下溫度的穩(wěn)定性，使得壓縮機(jī)可以在更高的效率點(diǎn)工作，相比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)能效比（COP）更高。
- 環(huán)保：該系統(tǒng)不燃燒化石燃料產(chǎn)生熱量，減少了溫室氣體排放。
- 可靠性高：地下?lián)Q熱部分沒有運(yùn)動(dòng)部件，維護(hù)需求低，系統(tǒng)壽命長。
- 綜合成本低：雖然初始投資較高，但由于運(yùn)行成本低，長期來看總成本較低。
地源熱泵系統(tǒng)根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式的不同，可分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)。
地源熱泵的工作原理是基于大地在一定深度下溫度相對(duì)穩(wěn)定這一特性，通常在10°C到15°C之間。在夏季，熱泵從建筑物內(nèi)吸收熱量并通過地?zé)峤粨Q系統(tǒng)將熱量排放到地下，實(shí)現(xiàn)制冷；在冬季，熱泵從地下提取熱量并將其傳遞到建筑物內(nèi)，實(shí)現(xiàn)供暖。此外，地源熱泵系統(tǒng)還可以提供生活熱水。
地源熱泵的優(yōu)點(diǎn)包括：
- 高效節(jié)能：地源熱泵系統(tǒng)利用地下溫度的穩(wěn)定性，使得壓縮機(jī)可以在更高的效率點(diǎn)工作，相比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)能效比（COP）更高。
- 環(huán)保：該系統(tǒng)不燃燒化石燃料產(chǎn)生熱量，減少了溫室氣體排放。
- 可靠性高：地下?lián)Q熱部分沒有運(yùn)動(dòng)部件，維護(hù)需求低，系統(tǒng)壽命長。
- 綜合成本低：雖然初始投資較高，但由于運(yùn)行成本低，長期來看總成本較低。
地源熱泵系統(tǒng)根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式的不同，可分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)。
地源熱泵中央空調(diào)實(shí)訓(xùn)裝置將地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)微型化，完成地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)可制冷、可供暖，還可提供生活衛(wèi)生熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)兩套裝置或系統(tǒng)；地源熱泵工作原理是根據(jù)卡諾循環(huán)原理，利用地下水、地表水等，借助壓縮機(jī)系統(tǒng)，通過消耗少量電能，不斷將水中大量的低品位熱能取出變成少量的高品位熱能，供給室內(nèi)采暖。夏季機(jī)組冷卻水系統(tǒng)反向運(yùn)行，把室內(nèi)的余熱取出來，再釋放到地下或水中，以達(dá)到空調(diào)降溫的目地，而且夏季可儲(chǔ)藏能量，冬季釋放。
一、地源熱泵中央空調(diào)實(shí)訓(xùn)設(shè)備概述
地源熱泵中央空調(diào)實(shí)訓(xùn)設(shè)備是一種領(lǐng)先的空調(diào)技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)水源熱泵系統(tǒng)的諸多優(yōu)點(diǎn)，并且還能節(jié)省相當(dāng)可觀的運(yùn)行費(fèi)用。地源熱泵系統(tǒng)解決了水源熱泵系統(tǒng)的地下水回灌問題杜絕了地下水資源對(duì)熱泵機(jī)組使用的影響和地下水被污染的可能性。系統(tǒng)占地空間小，并且系統(tǒng)的安裝和使用不會(huì)改變建筑的外觀和結(jié)構(gòu)。地源熱泵系統(tǒng)是通過導(dǎo)熱介質(zhì)溶液在埋入地下的循環(huán)系統(tǒng)中流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與大地之間的熱交換。系統(tǒng)是一個(gè)密閉的閉路循環(huán)系統(tǒng)，他是一項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能新技術(shù)。
二、地源熱泵中央空調(diào)實(shí)訓(xùn)設(shè)備技術(shù)參數(shù)
1、工作電源：三相五線制 AC 380V±10% 50Hz
2、安裝尺寸：長×寬×高200×100×250cm
3、整機(jī)容量:最大供冷量：7.5kW；
4、最大輸入總功率：6.5kW；制冷額定功率：3.8kW； 最大堵轉(zhuǎn)電流：50A；
5、制熱額定功率：2.0kW 額定輸入電流：7A；
6、循環(huán)風(fēng)量：700m3/h；制冷劑：R22；
7、漏電動(dòng)作電流：≤30mA；安全保護(hù)措施：具有過壓、過流、過載、漏電、接地四種保護(hù)措施，符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
三、系統(tǒng)功能特點(diǎn)
1、工程化概念強(qiáng)--實(shí)訓(xùn)裝置的整套控制系統(tǒng)大部分采用工業(yè)現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用的部件。
2、技術(shù)先進(jìn)--控制系統(tǒng)部分應(yīng)用了代表當(dāng)今中央空調(diào)控制系統(tǒng)技術(shù)潮流的PLC控制技術(shù)，它充分考慮了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和與樓宇其他子系統(tǒng)的兼容性。
3、開放性好--整套實(shí)訓(xùn)裝置采用透明化、開放式設(shè)計(jì)，實(shí)訓(xùn)者能夠直觀清晰地了解整個(gè)裝置的工作過程，系統(tǒng)控制部分源代碼完全開放，實(shí)訓(xùn)者可自行添加或修改，進(jìn)行創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)。
4、土-氣型地源熱泵機(jī)組室內(nèi)換熱系統(tǒng), 該種室內(nèi)換熱系統(tǒng)的制冷和供熱都是通過對(duì)室內(nèi)空氣的降溫或升溫實(shí)現(xiàn)的，增加熱水附件可以全年提供生活熱水。機(jī)組除了有與室外換熱系統(tǒng)相連的水管、閥門等水系統(tǒng)外，還有為了將循環(huán)風(fēng)送到每個(gè)空調(diào)房間內(nèi)的風(fēng)管、風(fēng)閥、風(fēng)閥等風(fēng)系統(tǒng)。地源熱泵機(jī)組可以吊裝在衛(wèi)生間內(nèi)或布放在儲(chǔ)物間內(nèi)。
5、室外換熱系統(tǒng):采用拋放地耦管換熱方式即將盤管放入河水（或湖水）中，盤管與室內(nèi)循環(huán)水換熱系統(tǒng)形成閉式系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)是利用地下水中熱量的閉路循環(huán)系統(tǒng)，它通過循環(huán)液體在封閉地下埋管中的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與大地之間的換熱。
6、在冬季制熱過程，流體從地下吸取熱量，再通過 熱泵系統(tǒng)把熱量帶到室內(nèi)。
7、夏季制冷時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行；即把室內(nèi)熱量帶到地下巖土中。因此，地耦管地源熱泵系統(tǒng)保持了地下水水源熱泵利用大地作為冷熱源的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又不需要抽取地下水作為傳熱的介質(zhì)，地耦管地源熱泵系統(tǒng)從根本上解決了地下水水源熱泵的種種弊端，
8、生活用水：地源熱泵系統(tǒng)無論在冬季夏季為家庭提供生活用水.
四、地源熱泵中央空調(diào)實(shí)訓(xùn)裝置系統(tǒng)組成
設(shè)備整體與實(shí)際地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，采用開放式鋼框架結(jié)構(gòu)，各部件布局合理操作方便�？刂葡到y(tǒng)由電控柜、可編程控制器、壓力采集模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)采集點(diǎn)、PLC編程軟件、中央空調(diào)組態(tài)監(jiān)控軟件組成。
1、地源熱泵制機(jī)組
由壓縮機(jī)、電磁四能閥板,式冷凝器、板式蒸發(fā)器、儲(chǔ)液罐、熱力膨脹閥、視液鏡、干燥過濾器等組成，管路中還設(shè)有控制閥等實(shí)訓(xùn)所必需的部件，管路中視液鏡可觀察制冷劑狀態(tài)等設(shè)備組成。制冷機(jī)組主要完成制冷工作，制冷劑為R22。
雙向流量控制模塊：通過自動(dòng)調(diào)節(jié)提高冷媒流量，可以有效降低壓縮機(jī)的排氣溫度，擴(kuò)大壓縮機(jī)高效做功區(qū)。采用雙向控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)雙向熱泵功能、冷庫控制，空用制冷機(jī)組，變頻機(jī)組、中央空調(diào)機(jī)組的的節(jié)能控制和流量自動(dòng)調(diào)整。
★嵌入式觸摸屏主機(jī)流量控制與軟件：系統(tǒng)由顯示模塊、功能模塊、上們機(jī)軟件3部分組成，（出廠根據(jù)產(chǎn)品性能，廠家自主配置組合）嵌入式觸摸屏主機(jī)，采用觸摸屏控制,可直接進(jìn)入系統(tǒng)調(diào)節(jié)，電壓5-36V/50HZ，帶開機(jī)語音功能，尺寸5寸，內(nèi)存156M,電容式。
1）、可顯示壓縮機(jī)排氣溫度、壓縮機(jī)吸氣溫度、蒸發(fā)器溫度、冷凝溫度。
2)、上位機(jī)軟件同時(shí)在線同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)（選配）。數(shù)碼管顯示器在線顯示開度、溫度以及故障代碼。數(shù)碼管顯示器在線顯示開度和溫度以及故障代碼.
3)、曲線顯示：可顯示溫度實(shí)時(shí)曲線
4）、具有上位機(jī)調(diào)節(jié)和手動(dòng)調(diào)節(jié)功能
5)、可自行制冷系統(tǒng)制冷劑流量設(shè)定最小開度。
6）、自動(dòng)調(diào)節(jié)：設(shè)備運(yùn)行時(shí)有斷電記憶功能，保持當(dāng)前值不變。確保制冷/熱泵/冷庫/水機(jī)等狀態(tài)下的流量開度。
7)、開度實(shí)時(shí)顯示：控制對(duì)象為最大 5000 開度設(shè)定。
8）、軟件控制，能在線控制系統(tǒng)的溫度，讀取機(jī)組在最佳溫度系統(tǒng)制冷冷媒的流量開度數(shù)，調(diào)整制冷機(jī)組的過熱度，過冷度。該文本顯示界面的左側(cè)，以文本的形式實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)。在界面右側(cè)的上半部分，是對(duì)通訊信息的顯示，包括通訊角色及通訊端口的設(shè)定值以及對(duì)當(dāng)前通訊狀態(tài)的顯示。在界面右側(cè)的下半部分"數(shù)據(jù)信息"中，顯示當(dāng)前接收到哪種數(shù)據(jù)幀、接收到的數(shù)據(jù)幀的地址、等信息。
9)、可自動(dòng)制冷系統(tǒng)中冷媒，如： R134A\R22\R410A 等其它冷媒。
10)、手動(dòng)4 路實(shí)時(shí)溫度顯示：控制器同時(shí)檢測系統(tǒng)的制冷多點(diǎn)溫度，來控制機(jī)組過冷/過熱度。
11）、顯示界面上29 路參數(shù)控制參數(shù)設(shè)置/查詢：控制器內(nèi)所有與控制相關(guān)的溫度參數(shù)、時(shí)間參數(shù)、控制參數(shù)、等29個(gè)參數(shù)都可以調(diào)整，以適應(yīng)制冷/熱泵/冷庫/水機(jī)等設(shè)備。
12）、4路用戶模擬環(huán)境數(shù)據(jù)入：在調(diào)試中通過軟件模擬設(shè)定，可模擬制冷主機(jī)組在各個(gè)溫度條件下，閥的開度狀態(tài)來積累大量數(shù)據(jù)，從而根據(jù)每一個(gè)制冷機(jī)組的特點(diǎn)來設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)開度值。
13）、F)、多達(dá) 8 路設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控：在線監(jiān)控機(jī)組的壓縮機(jī)、膨脹閥、各點(diǎn)溫度、保護(hù)動(dòng)作電路等運(yùn)行狀態(tài)。
14)、過冷/熱度控制范圍：2-15 攝氏度�？勺孕性O(shè)定制冷主機(jī)的過/冷、過熱度為設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)。
15)、手動(dòng)設(shè)定溫度和開度可顯示查詢/設(shè)置：控制器所有檢測到的溫度都可以被查詢開度也可以實(shí)時(shí)查詢顯示
16)、手動(dòng)設(shè)定調(diào)節(jié)功能：在機(jī)組開發(fā)和調(diào)試階段，可以通過控制器手動(dòng)調(diào)節(jié)功能，取得有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)
9.在蒸發(fā)器不同壓力下，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)在不同制冷量的測試，具有壓縮機(jī)過冷/過熱自動(dòng)調(diào)節(jié)
17.★改變了機(jī)械式節(jié)流裝置在實(shí)驗(yàn)過程中難以調(diào)節(jié)和損壞,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)習(xí)電子控制的方法，操作調(diào)節(jié)方式，技術(shù)參數(shù)調(diào)整.
18.★外部控制模式：可第二次開發(fā)成4-20Ma輸入模式、0-5V控制模式。
19.動(dòng)畫模式:觸摸屏或軟件連接模式下：各自己顯示執(zhí)泵或者制冷工作流程狀態(tài)，
20. 動(dòng)畫模式:觸摸屏或軟件連接模式下:可顯示壓縮機(jī)排氣溫度、吸氣溫度、冷凝溫度、蒸發(fā)溫度，可根據(jù)溫度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)組過冷度。過熱度。
控制軟件
2、地/水源水系統(tǒng)
系統(tǒng)由1個(gè)不銹鋼水箱、1臺(tái)地耦水泵、電子流量開關(guān)、2P地耦管、電磁閥，2個(gè)不銹鋼換熱器組成，主要完成制冷機(jī)組冷卻熱交換，為機(jī)組提供適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟取?/span>
2.1、水箱:尺寸400mm*300mm*400mm,材質(zhì)：不銹鋼
2.2、地耦水泵:220V/50HZ,370w，形式：離心式空調(diào)專用泵
2.3、流量開關(guān): 電子式：最大次數(shù)5000次，電壓24V，電流0.1A
2.3、地耦管: 2P,散熱面積6.8M2
2.4、電磁閥: 220V/50HZ,DN15，材質(zhì)：銅
2.5、換熱器：材質(zhì)：不銹鋼。散熱量：5000W，B水側(cè)：DN20,A側(cè)：12MM
2.6、閥: DN15，材質(zhì)：銅
3、熱水系統(tǒng)
生活熱水系統(tǒng)：由1臺(tái)熱水泵、電子流量開關(guān)、閥門、膨脹水箱等組成，主要給家庭提供生活熱水。
3.1、水箱:尺寸400mm*300mm*400mm,材質(zhì)：不銹鋼
3.2、閥: DN15，材質(zhì)：銅
3.3、流量開關(guān): 電子式：最大次數(shù)5000次，電壓24V，電流0.1A
3.4、地耦管: 2P,散熱面積6.8M2
3.5、換熱器：材質(zhì)：不銹鋼。散熱量：5000W，B水側(cè)：DN20,A側(cè)：12MM
4、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)
空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)由、模擬房間、風(fēng)機(jī)盤管、中央空調(diào)控制器、閥門，一臺(tái)水泵、不銹鋼換熱器組等組成，主要完成空氣調(diào)節(jié)作用。（室內(nèi)送風(fēng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)）,主要完成制冷機(jī)組冷卻熱交換，為室內(nèi)提供適當(dāng)?shù)臏囟?/span>
4.1、電磁閥: 220V/50HZ,DN15，材質(zhì)：銅，三線制
4.2、中央空調(diào)水泵:220V/50HZ,370w，形式：離心式空調(diào)專用泵
4.3、流量開關(guān): 電子式：最大次數(shù)5000次，電壓24V，電流0.1A
4.4、風(fēng)機(jī)盤管: 1P,散熱面積3.4M2、 220V/50HZ,DN15
4.5、換熱器：材質(zhì)：不銹鋼。散熱量：5000W，B水側(cè)：DN20,A側(cè)：12MM
4.6、分水器：材質(zhì)：304不銹鋼。四進(jìn)一出, 閥: DN15，材質(zhì)：銅
4.7、集水器：材質(zhì)：304不銹鋼。四進(jìn)一出, 閥: DN15，材質(zhì)：銅
4.8、中央空調(diào)控制器：形式：液晶式，傳感器：內(nèi)置:風(fēng)速度：三擋, 電壓220V/50HZ.
5、模擬房間
由1套風(fēng)機(jī)盤管、1套溫度控制器及風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，主要完成房間的溫度設(shè)定與空氣調(diào)節(jié)作用。兩側(cè)由有機(jī)玻璃組成，透明可觀察內(nèi)部組成。
模擬房間尺寸：800MM*500MM*500MM
6、控制裝置配置
整個(gè)中央空調(diào)采用FX3U-48PLC可編程控制器及工業(yè)總線控制，由計(jì)算機(jī)通過通信總線與PLC進(jìn)行通信，控制整個(gè)中央空調(diào)的運(yùn)行�？照{(diào)的運(yùn)行參數(shù)由各類傳感器進(jìn)行采集，并通過通信總線送入計(jì)算機(jī)中，通過專用中央空調(diào)組態(tài)控制軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在現(xiàn)場控制柜上可顯示中央空調(diào)的所有運(yùn)行數(shù)據(jù)，可進(jìn)行全手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行操作。
6.1控制柜：鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。前門采用透明設(shè)計(jì)，可觀察到中央控制器、接觸器、熱保護(hù)器等控制元件。面板上面有控制開關(guān)旋鈕、工作狀態(tài)指示燈、系統(tǒng)流程圖及PLC主機(jī)單元及測試點(diǎn)。
6.2、交流電源控制單元：三相四線制AC 380V電源供電，并設(shè)有漏電保護(hù)器控制控制屏總電源。
6.3測量儀表
6.3.1、電源電壓指示單元：提供1只交流電壓表和1只交流電流表，用于測量系統(tǒng)電網(wǎng)電壓與測量壓縮機(jī)、冷卻水泵、冷凍水泵工作電流。制冷系統(tǒng)壓力檢測單元：
6.3.2、提供2只真空壓力表和1只雙組壓力控制器，測量范圍分別為-0.1——1.5MPa、-0.1——3.5MPa,可顯示系統(tǒng)壓縮機(jī)低壓側(cè)和高壓側(cè)的壓力變化，對(duì)壓縮機(jī)起到保護(hù)作用。
7、該裝置可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)控制兩種控制方式：
7.1、手動(dòng)控制按鈕在控制柜的門上，這些控制按鈕接入到PLC各個(gè)相應(yīng)的輸入變量上，可直接對(duì)整個(gè)中央空調(diào)進(jìn)行控制；
7.2、計(jì)算機(jī)控制則采用組態(tài)技術(shù)建立計(jì)算機(jī)與PLC之間的穩(wěn)定通訊，從而控制整個(gè)中央空調(diào)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)運(yùn)行數(shù)據(jù)的顯示、分析等各種功能，同時(shí)也可通過網(wǎng)絡(luò)升級(jí)建立遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場計(jì)算機(jī)的通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)中央空調(diào)的遠(yuǎn)程控制
* 8、系統(tǒng)原理圖：
*為了能更 好的掌握中央空調(diào)的控制和系統(tǒng)原理，控制面板上畫有制冷系統(tǒng)流程圖，控制面板上在對(duì)應(yīng)的元器件上噴繪有標(biāo)識(shí)，字體，流程圖并配有對(duì)對(duì)應(yīng)的相關(guān)器件工作指示燈，開啟或關(guān)閉對(duì)應(yīng)的部件時(shí)，相應(yīng)的狀態(tài)指示燈亮或關(guān)閉。