地源热泵中央空调实训设备，热泵空调实训装置
2024-05-26 06:46 地源热泵（Geothermal heat pump）是一种利用地球表面浅层地热资源（通常为地下数十米到数百米深处）作为冷热源，进行能量转换的供暖和制冷系统。地源热泵系统通常由三部分组成：室外的地热交换系统、热泵本身以及室内的空调系统。
地源热泵的工作原理是基于大地在一定深度下温度相对稳定这一特性，通常在10°C到15°C之间。在夏季，热泵从建筑物内吸收热量并通过地热交换系统将热量排放到地下，实现制冷；在冬季，热泵从地下提取热量并将其传递到建筑物内，实现供暖。此外，地源热泵系统还可以提供生活热水。
地源热泵的优点包括：
- 高效节能：地源热泵系统利用地下温度的稳定性，使得压缩机可以在更高的效率点工作，相比传统空调系统能效比（COP）更高。
- 环保：该系统不燃烧化石燃料产生热量，减少了温室气体排放。
- 可靠性高：地下换热部分没有运动部件，维护需求低，系统寿命长。
- 综合成本低：虽然初始投资较高，但由于运行成本低，长期来看总成本较低。
地源热泵系统根据地热能交换系统形式的不同，可分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
地源热泵的工作原理是基于大地在一定深度下温度相对稳定这一特性，通常在10°C到15°C之间。在夏季，热泵从建筑物内吸收热量并通过地热交换系统将热量排放到地下，实现制冷；在冬季，热泵从地下提取热量并将其传递到建筑物内，实现供暖。此外，地源热泵系统还可以提供生活热水。
地源热泵的优点包括：
- 高效节能：地源热泵系统利用地下温度的稳定性，使得压缩机可以在更高的效率点工作，相比传统空调系统能效比（COP）更高。
- 环保：该系统不燃烧化石燃料产生热量，减少了温室气体排放。
- 可靠性高：地下换热部分没有运动部件，维护需求低，系统寿命长。
- 综合成本低：虽然初始投资较高，但由于运行成本低，长期来看总成本较低。
地源热泵系统根据地热能交换系统形式的不同，可分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
地源热泵中央空调实训装置将地源热泵空调系统微型化，完成地源热泵空调系统可制冷、可供暖，还可提供生活卫生热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调两套装置或系统；地源热泵工作原理是根据卡诺循环原理，利用地下水、地表水等，借助压缩机系统，通过消耗少量电能，不断将水中大量的低品位热能取出变成少量的高品位热能，供给室内采暖。夏季机组冷却水系统反向运行，把室内的余热取出来，再释放到地下或水中，以达到空调降温的目地，而且夏季可储藏能量，冬季释放。
一、地源热泵中央空调实训设备概述
地源热泵中央空调实训设备是一种领先的空调技术，它可以实现水源热泵系统的诸多优点，并且还能节省相当可观的运行费用。地源热泵系统解决了水源热泵系统的地下水回灌问题杜绝了地下水资源对热泵机组使用的影响和地下水被污染的可能性。系统占地空间小，并且系统的安装和使用不会改变建筑的外观和结构。地源热泵系统是通过导热介质溶液在埋入地下的循环系统中流动，实现与大地之间的热交换。系统是一个密闭的闭路循环系统，他是一项可持续发展的建筑节能新技术。
二、地源热泵中央空调实训设备技术参数
1、工作电源：三相五线制 AC 380V±10% 50Hz
2、安装尺寸：长×宽×高200×100×250cm
3、整机容量:最大供冷量：7.5kW；
4、最大输入总功率：6.5kW；制冷额定功率：3.8kW； 最大堵转电流：50A；
5、制热额定功率：2.0kW 额定输入电流：7A；
6、循环风量：700m3/h；制冷剂：R22；
7、漏电动作电流：≤30mA；安全保护措施：具有过压、过流、过载、漏电、接地四种保护措施，符合国家相关标准。
三、系统功能特点
1、工程化概念强--实训装置的整套控制系统大部分采用工业现场实际应用的部件。
2、技术先进--控制系统部分应用了代表当今中央空调控制系统技术潮流的PLC控制技术，它充分考虑了系统的可扩展性和与楼宇其他子系统的兼容性。
3、开放性好--整套实训装置采用透明化、开放式设计，实训者能够直观清晰地了解整个装置的工作过程，系统控制部分源代码完全开放，实训者可自行添加或修改，进行创新性、设计性实训。
4、土-气型地源热泵机组室内换热系统, 该种室内换热系统的制冷和供热都是通过对室内空气的降温或升温实现的，增加热水附件可以全年提供生活热水。机组除了有与室外换热系统相连的水管、阀门等水系统外，还有为了将循环风送到每个空调房间内的风管、风阀、风阀等风系统。地源热泵机组可以吊装在卫生间内或布放在储物间内。
5、室外换热系统:采用抛放地耦管换热方式即将盘管放入河水（或湖水）中，盘管与室内循环水换热系统形成闭式系统。地源热泵系统是利用地下水中热量的闭路循环系统，它通过循环液体在封闭地下埋管中的流动，实现系统与大地之间的换热。
6、在冬季制热过程，流体从地下吸取热量，再通过 热泵系统把热量带到室内。
7、夏季制冷时系统运行；即把室内热量带到地下岩土中。因此，地耦管地源热泵系统保持了地下水水源热泵利用大地作为冷热源的优点，同时又不需要抽取地下水作为传热的介质，地耦管地源热泵系统从根本上解决了地下水水源热泵的种种弊端，
8、生活用水：地源热泵系统无论在冬季夏季为家庭提供生活用水.
四、地源热泵中央空调实训装置系统组成
设备整体与实际地源热泵中央空调系统结构相同，采用开放式钢框架结构，各部件布局合理操作方便。控制系统由电控柜、可编程控制器、压力采集模块、温度采集模块、数据采集点、PLC编程软件、中央空调组态监控软件组成。
1、地源热泵制机组
由压缩机、电磁四能阀板,式冷凝器、板式蒸发器、储液罐、热力膨胀阀、视液镜、干燥过滤器等组成，管路中还设有控制阀等实训所必需的部件，管路中视液镜可观察制冷剂状态等设备组成。制冷机组主要完成制冷工作，制冷剂为R22。
双向流量控制模块：通过自动调节提高冷媒流量，可以有效降低压缩机的排气温度，扩大压缩机高效做功区。采用双向控制系统，可实现双向热泵功能、冷库控制，空用制冷机组，变频机组、中央空调机组的的节能控制和流量自动调整。
★嵌入式触摸屏主机流量控制与软件：系统由显示模块、功能模块、上们机软件3部分组成，（出厂根据产品性能，厂家自主配置组合）嵌入式触摸屏主机，采用触摸屏控制,可直接进入系统调节，电压5-36V/50HZ，带开机语音功能，尺寸5寸，内存156M,电容式。
1）、可显示压缩机排气温度、压缩机吸气温度、蒸发器温度、冷凝温度。
2)、上位机软件同时在线同时监控系统的状态（选配）。数码管显示器在线显示开度、温度以及故障代码。数码管显示器在线显示开度和温度以及故障代码.
3)、曲线显示：可显示温度实时曲线
4）、具有上位机调节和手动调节功能
5)、可自行制冷系统制冷剂流量设定最小开度。
6）、自动调节：设备运行时有断电记忆功能，保持当前值不变。确保制冷/热泵/冷库/水机等状态下的流量开度。
7)、开度实时显示：控制对象为最大 5000 开度设定。
8）、软件控制，能在线控制系统的温度，读取机组在最佳温度系统制冷冷媒的流量开度数，调整制冷机组的过热度，过冷度。该文本显示界面的左侧，以文本的形式实时显示当前机组的运行数据。在界面右侧的上半部分，是对通讯信息的显示，包括通讯角色及通讯端口的设定值以及对当前通讯状态的显示。在界面右侧的下半部分"数据信息"中，显示当前接收到哪种数据帧、接收到的数据帧的地址、等信息。
9)、可自动制冷系统中冷媒，如： R134A\R22\R410A 等其它冷媒。
10)、手动4 路实时温度显示：控制器同时检测系统的制冷多点温度，来控制机组过冷/过热度。
11）、显示界面上29 路参数控制参数设置/查询：控制器内所有与控制相关的温度参数、时间参数、控制参数、等29个参数都可以调整，以适应制冷/热泵/冷库/水机等设备。
12）、4路用户模拟环境数据入：在调试中通过软件模拟设定，可模拟制冷主机组在各个温度条件下，阀的开度状态来积累大量数据，从而根据每一个制冷机组的特点来设定的标准开度值。
13）、F)、多达 8 路设备运行监控：在线监控机组的压缩机、膨胀阀、各点温度、保护动作电路等运行状态。
14)、过冷/热度控制范围：2-15 摄氏度。可自行设定制冷主机的过/冷、过热度为设计提供数据。
15)、手动设定温度和开度可显示查询/设置：控制器所有检测到的温度都可以被查询开度也可以实时查询显示
16)、手动设定调节功能：在机组开发和调试阶段，可以通过控制器手动调节功能，取得有效的试验数据
9.在蒸发器不同压力下，实现压缩机在不同制冷量的测试，具有压缩机过冷/过热自动调节
17.★改变了机械式节流装置在实验过程中难以调节和损坏,让学生在实验过程中学习电子控制的方法，操作调节方式，技术参数调整.
18.★外部控制模式：可第二次开发成4-20Ma输入模式、0-5V控制模式。
19.动画模式:触摸屏或软件连接模式下：各自己显示执泵或者制冷工作流程状态，
20. 动画模式:触摸屏或软件连接模式下:可显示压缩机排气温度、吸气温度、冷凝温度、蒸发温度，可根据温度实时调节机组过冷度。过热度。
控制软件
2、地/水源水系统
系统由1个不锈钢水箱、1台地耦水泵、电子流量开关、2P地耦管、电磁阀，2个不锈钢换热器组成，主要完成制冷机组冷却热交换，为机组提供适当的工作温度。
2.1、水箱:尺寸400mm*300mm*400mm,材质：不锈钢
2.2、地耦水泵:220V/50HZ,370w，形式：离心式空调专用泵
2.3、流量开关: 电子式：最大次数5000次，电压24V，电流0.1A
2.3、地耦管: 2P,散热面积6.8M2
2.4、电磁阀: 220V/50HZ,DN15，材质：铜
2.5、换热器：材质：不锈钢。散热量：5000W，B水侧：DN20,A侧：12MM
2.6、阀: DN15，材质：铜
3、热水系统
生活热水系统：由1台热水泵、电子流量开关、阀门、膨胀水箱等组成，主要给家庭提供生活热水。
3.1、水箱:尺寸400mm*300mm*400mm,材质：不锈钢
3.2、阀: DN15，材质：铜
3.3、流量开关: 电子式：最大次数5000次，电压24V，电流0.1A
3.4、地耦管: 2P,散热面积6.8M2
3.5、换热器：材质：不锈钢。散热量：5000W，B水侧：DN20,A侧：12MM
4、空气调节系统
空气调节系统由、模拟房间、风机盘管、中央空调控制器、阀门，一台水泵、不锈钢换热器组等组成，主要完成空气调节作用。（室内送风风机转速可调）,主要完成制冷机组冷却热交换，为室内提供适当的温度
4.1、电磁阀: 220V/50HZ,DN15，材质：铜，三线制
4.2、中央空调水泵:220V/50HZ,370w，形式：离心式空调专用泵
4.3、流量开关: 电子式：最大次数5000次，电压24V，电流0.1A
4.4、风机盘管: 1P,散热面积3.4M2、 220V/50HZ,DN15
4.5、换热器：材质：不锈钢。散热量：5000W，B水侧：DN20,A侧：12MM
4.6、分水器：材质：304不锈钢。四进一出, 阀: DN15，材质：铜
4.7、集水器：材质：304不锈钢。四进一出, 阀: DN15，材质：铜
4.8、中央空调控制器：形式：液晶式，传感器：内置:风速度：三挡, 电压220V/50HZ.
5、模拟房间
由1套风机盘管、1套温度控制器及风量调节系统组成，主要完成房间的温度设定与空气调节作用。两侧由有机玻璃组成，透明可观察内部组成。
模拟房间尺寸：800MM*500MM*500MM
6、控制装置配置
整个中央空调采用FX3U-48PLC可编程控制器及工业总线控制，由计算机通过通信总线与PLC进行通信，控制整个中央空调的运行。空调的运行参数由各类传感器进行采集，并通过通信总线送入计算机中，通过专用中央空调组态控制软件进行实时监控。在现场控制柜上可显示中央空调的所有运行数据，可进行全手动和自动运行操作。
6.1控制柜：铁质双层亚光密纹喷塑结构，结构坚固。前门采用透明设计，可观察到中央控制器、接触器、热保护器等控制元件。面板上面有控制开关旋钮、工作状态指示灯、系统流程图及PLC主机单元及测试点。
6.2、交流电源控制单元：三相四线制AC 380V电源供电，并设有漏电保护器控制控制屏总电源。
6.3测量仪表
6.3.1、电源电压指示单元：提供1只交流电压表和1只交流电流表，用于测量系统电网电压与测量压缩机、冷却水泵、冷冻水泵工作电流。制冷系统压力检测单元：
6.3.2、提供2只真空压力表和1只双组压力控制器，测量范围分别为-0.1——1.5MPa、-0.1——3.5MPa,可显示系统压缩机低压侧和高压侧的压力变化，对压缩机起到保护作用。
7、该装置可实现手动控制和计算机控制两种控制方式：
7.1、手动控制按钮在控制柜的门上，这些控制按钮接入到PLC各个相应的输入变量上，可直接对整个中央空调进行控制；
7.2、计算机控制则采用组态技术建立计算机与PLC之间的稳定通讯，从而控制整个中央空调，并实现对空调运行数据的显示、分析等各种功能，同时也可通过网络升级建立远程计算机与现场计算机的通讯，实现对中央空调的远程控制
* 8、系统原理图：
*为了能更 好的掌握中央空调的控制和系统原理，控制面板上画有制冷系统流程图，控制面板上在对应的元器件上喷绘有标识，字体，流程图并配有对对应的相关器件工作指示灯，开启或关闭对应的部件时，相应的状态指示灯亮或关闭。