太阳能冷热暖三联供热泵机组监控系统的设计与实验研究

【摘要】：太阳能热泵系统是一种可以实现夏季制冷、冬季制热并同时提供全年生活热水的技术,该技术由于最大限度地利用太阳能光热及空气源低品位热源,系统COP系数大幅度提高,解决了室外换热器翅片冬季低温条件下表面结霜问题。此项技术可以将技术趋于成熟、商品化程度很高的热泵节能技术与太阳能热利用技术有机地结合起来,弥补了两者单独工作时的不足,具有结构紧凑、形式多样、运行可靠、节能明显、寿命长等优点。因此,本文提出了一种新型的太阳能冷热暖三联供热泵机组,基于该机组的工作特点,开发一套监控系统,用以实现上述三种工况的转换,实验数据的采集、显示、存储等。 首先,本文给出了新型太阳能冷热暖三联供热泵系统的组成和工作原理,然后在此基础上,根据系统的检测与控制要求,设计了比较适宜的监控方案,监控系统主要由人机界面、PLC、检测系统组成。接着,详细介绍了系统的热物理参数(温度、压力)的检测原理与仪器选型方案,阐述了系统控制方案、压缩机能量调节方案、人机界面和PLC的选型方案,最后对所选的触摸屏和PLC进行相应的程序编写。触摸屏不仅用以实现工况选择、温度压力的数据实时显示、实时曲线显示、历史记录等,而且作为监控系统的核心,分析判断从系统中采集到的参数数据,再将控制信号传递给PLC,由PLC驱动各开关、设备执行动作,完成一套完整的控制路线。 本文采用和利时的可编程控制器PLC与昆仑通态MCGS组态软件嵌入式触摸屏构建一套监控系统,对太阳能冷热暖三联供热泵系统进行监控,经过系统的运行与实验监测的结果表明该监控系统对此热泵机组的监控效果良好,说明监控系统设计的合理性,为本课题后续进一步研究奠定了研究基础。 【关键词】：太阳能热泵 监控 PLC MCGS组态软件
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK511.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 绪论13-18
• 1.1 课题研究背景13-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.2.1 国内的研究现状与趋势14-15
• 1.2.2 国外的研究现状与趋势15-16
• 1.3 本文的主要研究工作16-18
• 第2章 太阳能冷热暖三联供热泵系统的工作原理18-30
• 2.1 热泵概述18-21
• 2.1.1 热泵发展概述18-19
• 2.1.2 热泵技术原理19
• 2.1.3 热泵机组控制系统概述19-21
• 2.2 太阳能热泵概述21-23
• 2.2.1 太阳能热泵工作原理21-22
• 2.2.2 太阳能热泵发展趋势22-23
• 2.2.3 新型太阳能热泵系统的提出23
• 2.3 太阳能冷热暖三联供热泵系统的原理23-29
• 2.3.1 系统组成23-24
• 2.3.2 系统各部分功能24-25
• 2.3.3 系统工作原理25-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 太阳能冷热暖三联供热泵系统的监控方案设计30-39
• 3.1 监控系统技术功能背景30
• 3.1.1 太阳能冷热暖三联供热泵监控系统概述30
• 3.1.2 监控系统设计依据30
• 3.2 太阳能热泵监控系统的基本结构与工作原理30-34
• 3.2.1 太阳能热泵监控系统的基本结构30-31
• 3.2.2 监控方案的比较与实现31-34
• 3.3 本监控系统的控制原理34-38
• 3.3.1 监控原理34
• 3.3.2 系统的控制原理34-38
• 3.3.3 故障检测原理38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 太阳能冷热暖三联供热泵监控系统的软硬件设计39-63
• 4.1 监控系统的硬件设计39-44
• 4.1.1 硬件的整体结构39-41
• 4.1.2 硬件的连接41-44
• 4.2 监控系统的软件设计44-62
• 4.2.1 软件总体结构44-45
• 4.2.2 MCGS 软件设计45-58
• 4.2.3 PowerPro 编程软件设计58-62
• 4.3 本章小结62-63
• 第5章 太阳能冷热暖三联供热泵机组监控系统的安装与调试63-69
• 5.1 实验系统的搭建63-65
• 5.1.1 系统平台的搭建63
• 5.1.2 监控系统的安装63-65
• 5.2 实验系统的调试65-68
• 5.2.1 检测设备和电磁阀的调试方法65
• 5.2.2 监控系统的调试65-66
• 5.2.3 主要问题及解决方案66-68
• 5.3 本章小结68-69
• 第6章 太阳能冷热暖三联供热泵机组的实验研究69-77
• 6.1 实验方法69
• 6.2 实验步骤及数据分析69-75
• 6.3 本章小结75-77
• 总结与展望77-78
• 参考文献78-82
• 攻读学位期间发表的学术论文目录82-83
• 致谢83-84
• 附录1 LM 系列PLC 数据区Modbus 地址映射关系84-85
• 大摘要85-89

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