地源熱泵中央空調(diào)實訓設備，熱泵空調(diào)實訓裝置
2024-05-26 06:46 地源熱泵（Geothermal heat pump）是一種利用地球表面淺層地熱資源（通常為地下數(shù)十米到數(shù)百米深處）作為冷熱源，進行能量轉(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：室外的地熱交換系統(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)吸收熱量并通過地熱交換系統(tǒng)將熱量排放到地下，實現(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，使得壓縮機可以在更高的效率點工作，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熱部分沒有運動部件，維護需求低，系統(tǒng)壽命長。
- 綜合成本低：雖然初始投資較高，但由于運行成本低，長期來看總成本較低。
地源熱泵系統(tǒng)根據(jù)地熱能交換系統(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)吸收熱量并通過地熱交換系統(tǒng)將熱量排放到地下，實現(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，使得壓縮機可以在更高的效率點工作，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熱部分沒有運動部件，維護需求低，系統(tǒng)壽命長。
- 綜合成本低：雖然初始投資較高，但由于運行成本低，長期來看總成本較低。
地源熱泵系統(tǒng)根據(jù)地熱能交換系統(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)實訓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。夏季機組冷卻水系統(tǒng)反向運行，把室內(nèi)的余熱取出來，再釋放到地下或水中，以達到空調(diào)降溫的目地，而且夏季可儲藏能量，冬季釋放。
一、地源熱泵中央空調(diào)實訓設備概述
地源熱泵中央空調(diào)實訓設備是一種領先的空調(diào)技術(shù)，它可以實現(xiàn)水源熱泵系統(tǒng)的諸多優(yōu)點，并且還能節(jié)省相當可觀的運行費用。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熱泵機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)的安裝和使用不會改變建筑的外觀和結(jié)構(gòu)。地源熱泵系統(tǒng)是通過導熱介質(zhì)溶液在埋入地下的循環(huán)系統(tǒng)中流動，實現(xiàn)與大地之間的熱交換。系統(tǒng)是一個密閉的閉路循環(huán)系統(tǒng)，他是一項可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能新技術(shù)。
二、地源熱泵中央空調(diào)實訓設備技術(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)風量：700m3/h；制冷劑：R22；
7、漏電動作電流：≤30mA；安全保護措施：具有過壓、過流、過載、漏電、接地四種保護措施，符合國家相關標準。
三、系統(tǒng)功能特點
1、工程化概念強--實訓裝置的整套控制系統(tǒng)大部分采用工業(yè)現(xiàn)場實際應用的部件。
2、技術(shù)先進--控制系統(tǒng)部分應用了代表當今中央空調(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)的可擴展性和與樓宇其他子系統(tǒng)的兼容性。
3、開放性好--整套實訓裝置采用透明化、開放式設計，實訓者能夠直觀清晰地了解整個裝置的工作過程，系統(tǒng)控制部分源代碼完全開放，實訓者可自行添加或修改，進行創(chuàng)新性、設計性實訓。
4、土-氣型地源熱泵機組室內(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室內(nèi)空氣的降溫或升溫實現(xiàn)的，增加熱水附件可以全年提供生活熱水。機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)風送到每個空調(diào)房間內(nèi)的風管、風閥、風閥等風系統(tǒng)。地源熱泵機組可以吊裝在衛(wèi)生間內(nèi)或布放在儲物間內(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，實現(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、夏季制冷時系統(tǒng)運行；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，同時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)實訓裝置系統(tǒng)組成
設備整體與實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、PLC編程軟件、中央空調(diào)組態(tài)監(jiān)控軟件組成。
1、地源熱泵制機組
由壓縮機、電磁四能閥板,式冷凝器、板式蒸發(fā)器、儲液罐、熱力膨脹閥、視液鏡、干燥過濾器等組成，管路中還設有控制閥等實訓所必需的部件，管路中視液鏡可觀察制冷劑狀態(tài)等設備組成。制冷機組主要完成制冷工作，制冷劑為R22。
雙向流量控制模塊：通過自動調(diào)節(jié)提高冷媒流量，可以有效降低壓縮機的排氣溫度，擴大壓縮機高效做功區(qū)。采用雙向控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)雙向熱泵功能、冷庫控制，空用制冷機組，變頻機組、中央空調(diào)機組的的節(jié)能控制和流量自動調(diào)整。
★嵌入式觸摸屏主機流量控制與軟件：系統(tǒng)由顯示模塊、功能模塊、上們機軟件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，采用觸摸屏控制,可直接進入系統(tǒng)調(diào)節(jié)，電壓5-36V/50HZ，帶開機語音功能，尺寸5寸，內(nèi)存156M,電容式。
1）、可顯示壓縮機排氣溫度、壓縮機吸氣溫度、蒸發(fā)器溫度、冷凝溫度。
2)、上位機軟件同時在線同時監(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：可顯示溫度實時曲線
4）、具有上位機調(diào)節(jié)和手動調(diào)節(jié)功能
5)、可自行制冷系統(tǒng)制冷劑流量設定最小開度。
6）、自動調(diào)節(jié)：設備運行時有斷電記憶功能，保持當前值不變。確保制冷/熱泵/冷庫/水機等狀態(tài)下的流量開度。
7)、開度實時顯示：控制對象為最大 5000 開度設定。
8）、軟件控制，能在線控制系統(tǒng)的溫度，讀取機組在最佳溫度系統(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)，以文本的形式實時顯示當前機組的運行數(shù)據(jù)。在界面右側(cè)的上半部分，是對通訊信息的顯示，包括通訊角色及通訊端口的設定值以及對當前通訊狀態(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)、可自動制冷系統(tǒng)中冷媒，如： R134A\R22\R410A 等其它冷媒。
10)、手動4 路實時溫度顯示：控制器同時檢測系統(tǒng)的制冷多點溫度，來控制機組過冷/過熱度。
11）、顯示界面上29 路參數(shù)控制參數(shù)設置/查詢：控制器內(nèi)所有與控制相關的溫度參數(shù)、時間參數(shù)、控制參數(shù)、等29個參數(shù)都可以調(diào)整，以適應制冷/熱泵/冷庫/水機等設備。
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定，可模擬制冷主機組在各個溫度條件下，閥的開度狀態(tài)來積累大量數(shù)據(jù)，從而根據(jù)每一個制冷機組的特點來設定的標準開度值。
13）、F)、多達 8 路設備運行監(jiān)控：在線監(jiān)控機組的壓縮機、膨脹閥、各點溫度、保護動作電路等運行狀態(tài)。
14)、過冷/熱度控制范圍：2-15 攝氏度�？勺孕性O定制冷主機的過/冷、過熱度為設計提供數(shù)據(jù)。
15)、手動設定溫度和開度可顯示查詢/設置：控制器所有檢測到的溫度都可以被查詢開度也可以實時查詢顯示
16)、手動設定調(diào)節(jié)功能：在機組開發(fā)和調(diào)試階段，可以通過控制器手動調(diào)節(jié)功能，取得有效的試驗數(shù)據(jù)
9.在蒸發(fā)器不同壓力下，實現(xiàn)壓縮機在不同制冷量的測試，具有壓縮機過冷/過熱自動調(diào)節(jié)
17.★改變了機械式節(jié)流裝置在實驗過程中難以調(diào)節(jié)和損壞,讓學生在實驗過程中學習電子控制的方法，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. 動畫模式:觸摸屏或軟件連接模式下:可顯示壓縮機排氣溫度、吸氣溫度、冷凝溫度、蒸發(fā)溫度，可根據(jù)溫度實時調(diào)節(jié)機組過冷度。過熱度。
控制軟件
2、地/水源水系統(tǒng)
系統(tǒng)由1個不銹鋼水箱、1臺地耦水泵、電子流量開關、2P地耦管、電磁閥，2個不銹鋼換熱器組成，主要完成制冷機組冷卻熱交換，為機組提供適當?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: 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臺熱水泵、電子流量開關、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: 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、風機盤管、中央空調(diào)控制器、閥門，一臺水泵、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)送風風機轉(zhuǎn)速可調(diào)）,主要完成制冷機組冷卻熱交換，為室內(nèi)提供適當?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: 電子式：最大次數(shù)5000次，電壓24V，電流0.1A
4.4、風機盤管: 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。四進一出, 閥: DN15，材質(zhì)：銅
4.7、集水器：材質(zhì)：304不銹鋼。四進一出, 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:風速度：三擋, 電壓220V/50HZ.
5、模擬房間
由1套風機盤管、1套溫度控制器及風量調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，主要完成房間的溫度設定與空氣調(diào)節(jié)作用。兩側(cè)由有機玻璃組成，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，由計算機通過通信總線與PLC進行通信，控制整個中央空調(diào)的運行�？照{(diào)的運行參數(shù)由各類傳感器進行采集，并通過通信總線送入計算機中，通過專用中央空調(diào)組態(tài)控制軟件進行實時監(jiān)控。在現(xiàn)場控制柜上可顯示中央空調(diào)的所有運行數(shù)據(jù)，可進行全手動和自動運行操作。
6.1控制柜：鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)堅固。前門采用透明設計，可觀察到中央控制器、接觸器、熱保護器等控制元件。面板上面有控制開關旋鈕、工作狀態(tài)指示燈、系統(tǒng)流程圖及PLC主機單元及測試點。
6.2、交流電源控制單元：三相四線制AC 380V電源供電，并設有漏電保護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、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)壓縮機低壓側(cè)和高壓側(cè)的壓力變化，對壓縮機起到保護作用。
7、該裝置可實現(xiàn)手動控制和計算機控制兩種控制方式：
7.1、手動控制按鈕在控制柜的門上，這些控制按鈕接入到PLC各個相應的輸入變量上，可直接對整個中央空調(diào)進行控制；
7.2、計算機控制則采用組態(tài)技術(shù)建立計算機與PLC之間的穩(wěn)定通訊，從而控制整個中央空調(diào)，并實現(xiàn)對空調(diào)運行數(shù)據(jù)的顯示、分析等各種功能，同時也可通過網(wǎng)絡升級建立遠程計算機與現(xiàn)場計算機的通訊，實現(xiàn)對中央空調(diào)的遠程控制
* 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，控制面板上在對應的元器件上噴繪有標識，字體，流程圖并配有對對應的相關器件工作指示燈，開啟或關閉對應的部件時，相應的狀態(tài)指示燈亮或關閉。