智能化网络监控水源热泵机组的开发

杨松　姜国伟　刘吉宏　曲恩强　雷欢

摘 要：水源热泵是目前空调系统中能效比较高的一种空调系统，在北方的采暖与空调系统中应用也越来越广泛，针对这样的市场需求，我们提出开发一种小型智能化网络监控水源热泵机组。

关键词：中央空调；水源热泵；智能化控制；网络监控

1 概述

小型水源热泵机组应用越来越广泛，如别墅、农村单体建筑等的采暖与空调制冷。为了适应市场需要，我们开出了一种互联网控制技术与水源热泵机组一体化的智能化网络监控水源热泵机组。用户可以通过远程端手机软件或者计算机软件实现远程监控该水源热泵机组。

2 制冷系统流程及方案设计

水源热泵机组主要由压缩机、水源侧换热器、用户侧换热器、热力膨胀阀、四通换向阀及控制系统组成。压缩机是水源热泵机组的心脏，起着压缩和输送循环工质从低温低压到高温高压处的作用。水源侧换热器与用户侧换热器采用套管式换热器，水系统与制冷剂系统形成逆流，传热效率比较高。热力膨胀阀对循环工质起到节流降压作用，并调节进入蒸发器的循环工质流量。根据热力学第二定律，压缩机所消耗的功（电能）起到补偿作用，使循环工质不断地从低温环境中吸收，并向高温环境放热。

本机组制冷系统流程图如图1所示。为了达到系统中设置一个热力膨胀阀，制冷系统中设置了4个单向阀。制冷工况时，从压缩机出来的高温高压制冷剂气体经过四通换向阀从D到C进入水源侧换热器，此时水源侧换热器为冷凝器，高温高压制冷剂气体经过冷凝器将热量传递给水源侧的循环水，同时制冷剂液化成液体，温度降低。制冷剂随后到达单向阀处，由于制冷剂的压力差，单向阀3关闭，制冷剂通过单向阀4后制冷剂液体进入储液器。从储液器出来的常温制冷剂经过干燥过滤器后，制冷系统内可能存在水及杂质被吸收及过滤掉，然后制冷剂液体经过热力膨胀阀，压力降低，制冷剂开始蒸发，温度随之降低。由于压差的关系，单向阀2关闭，制冷剂通过单向阀1进入用户侧换热器，此时用户侧换热器为蒸发器，制冷剂蒸发吸热，降低了用户侧的循环水温度。从用户侧出来的制冷剂经过四通换向阀后进入气液分离器，将多余未蒸发的制冷剂分离，防止压缩机液击，保证压机的安全运行。制热工况时，从压缩机出来的高温高压制冷剂气体经过四通换向阀从D到E进入用户侧换热器，此时用户侧换热器为冷凝器，水源侧换热器为蒸发器，制冷系统工作时将水源侧的热量吸收后，通过制冷剂循环传递给用户侧循环水，使用户侧循环水温度升高。

3 智能化控制系统

现场控制系统结构如图2所示，现场设置一个嵌入式触摸屏控制系统，负责现场整个系统的指挥控制及数据采集存储、故障报警、远程数据发送调度等功能。嵌入式触摸屏下设多功能控制器及GPRS模块。多功能控制器具备设备启停控制、运行状态监控、温度采集、水流信号采集及电量等参数采集等功能。GPRS模块的功能是将现场实时数据传送到远程数据服务器上以便供遠程网络用户数据共享，同时提供手机短信查询、故障短息报警及设备短信控制等功能。

现场系统采用7寸彩色触摸屏嵌入式控制系统作为现场中央数据处理中心，现场嵌入式监控系统软件采用所见即所得的友好图形动态界面，方便用户操作，主界面如图3所示。

4 结束语

本成品采用1.5-20P功率不等的涡旋式压缩机作为水源热泵机组的压缩机，该机组技术参数指标：标准工况下制冷系数为3.8，制热系数为3.2，即压缩机每消耗1KWh电能，输出4.0KWh制冷量，或者3.2KWh制热量。互联网智能化控制技术与水源热泵机组一体化，使水源热泵机组的使用更为便捷，适合目前的市场需求。

参考文献

[1]王恕清，张德超，刘文静.水源热泵机组的优化设计[J].制冷与空调，2011（5）.

[2]崔文智，姜宝石，项勇.水源热泵机组的节能效果[J].暖通空调，2012（2）.

[3]胡晓波，杜娟丽.水源热泵节能控制系统的设计[J].价值工程，2011（10）.

[4]沈卓民.地源热泵控制系统的设计与实现[D].杭州电子科技大学，2013.

作者简介：杨松（1991-），男，贵州黔南州人，本科生在读，就读于辽宁工业大学土木建筑工程学院。