水源熱泵控制系統(tǒng)

1、水源熱泵掌握體系水源熱泵作為一種用地下恒溫水源代替冷卻塔的高效節(jié)能 空調(diào)，在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用中，為了進(jìn)一步進(jìn)步節(jié)能后果，還應(yīng)盡可能削減主 機(jī).冷凍水泵和冷卻水泵等重要耗能裝備的用能.傳統(tǒng)的空調(diào)水體 TOC o 1-5 h z 系運(yùn)用定流量的運(yùn)行方法，水源熱泵主機(jī)本身具有能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，依據(jù)負(fù)載變更輸出的能量可以在額定值的25%-100 %的規(guī)模內(nèi)調(diào)劑.但是，冷凍水泵和冷卻水泵卻不跟著負(fù)載變更做出響應(yīng)的調(diào)節(jié)，流量保持不變，導(dǎo)致水體系經(jīng)常在大流量.小溫差的工況下運(yùn)行，電 能糟蹋很大.采取定溫差變流量的水體系掌握，可以防止這種糟蹋.采取這種掌握方法，可以把進(jìn)回水的溫差固定在一個(gè)較大的 給定值上，在用戶負(fù)荷較小

2、時(shí)，經(jīng)由過程削減流量來知足用戶請求，如許水泵的能耗可以大大削減.跟著冷機(jī)技巧的進(jìn)步，蒸發(fā)器的流 量可以在額定流量的 60%-100喊模內(nèi)變更，如許就為采取交換變 頻調(diào)速器對(duì)水源熱泵體系中的水泵進(jìn)行變流量節(jié)能掌握供給了技 巧包管.本文將運(yùn)用PLC.觸摸屏和變頻器對(duì)水源熱泵進(jìn)行變頻節(jié) 能掌握.2變頻節(jié)能掌握計(jì)劃采取變頻器合營可編程掌握器構(gòu)成掌握單元，個(gè)中冷卻水泵冷凍水泵均采取溫度主動(dòng)閉環(huán)調(diào)節(jié)，即用溫度傳感器對(duì)冷卻水.冷 凍水的水溫進(jìn)行采樣，并轉(zhuǎn)換成電旌旗燈號(hào)（一般為4-20 mA,0-10V等）后送至PLC,經(jīng)由過程PLC將該旌旗燈號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較再 作PID運(yùn)算后，決議變頻器輸出頻率，以達(dá)到轉(zhuǎn)

3、變冷凍水泵.冷卻水 泵轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到節(jié)能目標(biāo).冷凍水體系體系采取定溫差變流量的方法運(yùn)行，在包管最末尾裝備冷凍 水流量供應(yīng)的情形下，肯定一個(gè)冷凍水泵變頻器工作的最小工作頻 率作為水泵運(yùn)行的下限頻率并鎖定；將電念頭工頻設(shè)定為上限頻率轉(zhuǎn)變變頻器頻率就可以調(diào)節(jié)體系的流量.另一方面，在體系運(yùn)行時(shí),因?yàn)榈蜏乩鋬鏊疁囟热Q于蒸發(fā)器的運(yùn)行參數(shù)，一般冷凍水出水溫度設(shè)定為8- 10 C ,是以，只需掌握高溫冷凍水（回水）的溫度，即可 掌握溫差.為了確保冷凍水的出水回水溫差在設(shè)定的規(guī)模內(nèi)，計(jì)劃采取溫度傳感器在冷凍水進(jìn)口測量水溫T,并與PLC.變頻器及水泵構(gòu)成閉環(huán)掌握體系，將冷凍水回水溫度掌握在 T （一刊S取 5-

4、 7C）.當(dāng)負(fù)荷產(chǎn)生變更，回水溫度跟著變更，掌握體系跟著溫差的 變更調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)體系冷凍水的流量，直到知足新的負(fù)荷對(duì)冷凍水流量和溫差請求.冷凍水體系閉環(huán)掌握框圖當(dāng)水源熱泵體系初次起動(dòng)時(shí),電機(jī)在工頻下全速運(yùn)行，冷凍水體系充分輪回一段時(shí)光，然后再依據(jù)冷凍回水溫度對(duì)頻率進(jìn)行無 級(jí)調(diào)速.其目標(biāo)是促進(jìn)冷凍水的流淌，包管換熱后果.冷卻水體系水源熱泵體系采取溫度不變的地下恒溫水源作為冷凝器的冷卻水源，負(fù)荷變更，冷凝器披發(fā)的熱量也會(huì)變更.取冷凝器兩側(cè)冷 卻水的溫度作為掌握參數(shù)，保持溫差不變，采取溫度傳感器.PLC和 變頻器及冷卻水泵構(gòu)成閉環(huán)掌握體系 ，調(diào)節(jié)冷卻水泵的轉(zhuǎn)速，從而 調(diào)節(jié)冷卻水流量追隨熱負(fù)

5、載變更.體系在知足冷卻須要的前提下， 可以防止水泵全功率運(yùn)行，達(dá)到節(jié)電的目標(biāo).圖2冷卻水體系閉環(huán)掌握框圖3掌握體系設(shè)計(jì)水源熱泵體系裝備以某病院病房水源熱泵體系為例，有兩臺(tái)螺桿緊縮機(jī)，每臺(tái) 輸入功率65kW,Y-起動(dòng)，每臺(tái)緊縮機(jī)帶有3個(gè)能量調(diào)節(jié)電磁閥，使緊縮機(jī)能分離工作在 25%.50%.75%.100%g級(jí).每臺(tái)緊縮機(jī)帶有排氣溫渡過高呵護(hù)，內(nèi)部溫渡過高呵護(hù)，高.低壓力呵護(hù)，油壓差呵 護(hù)，均為開關(guān)量.體系有冷凍水泵兩臺(tái)（1臺(tái)備用），功率均為11kW, 冷卻水泵兩臺(tái)（1臺(tái)備用）,功率均為15kW,每臺(tái)泵各匹配一個(gè)變頻 器.體系設(shè)水流開關(guān)兩個(gè)，一個(gè)用于冷凍水水流，一個(gè)用于冷卻水水 流，兩個(gè)水流開關(guān)中

6、任何一個(gè)在斷時(shí),緊縮機(jī)不克不及起動(dòng).這些裝備和呵護(hù)元件都須要檢測其運(yùn)行狀況和起.停掌握，都是開關(guān)量.掌握體系硬件設(shè)置裝備擺設(shè)依據(jù)體系剖析和掌握請求，體系安然運(yùn)行請求掌握端計(jì)有： 體系啟動(dòng)/停機(jī)按扭2個(gè),緊縮機(jī)排氣溫度呵護(hù)2個(gè)，高.低壓呵護(hù) 4個(gè)，內(nèi)部溫渡過高呵護(hù) 2個(gè)，油壓差呵護(hù)2個(gè)，電機(jī)過流呵護(hù)6個(gè), 水泵電機(jī)呵護(hù)4個(gè)，水流繼電器2個(gè)，出水溫渡過低呵護(hù)1個(gè)，電源 相序呵護(hù)2個(gè)，共請求掌握體系依據(jù)運(yùn)行輸入 27個(gè)開關(guān)量以及4 個(gè)模仿量旌旗燈號(hào)，對(duì)這些旌旗燈號(hào)進(jìn)行處理后，給出的掌握旌旗 燈號(hào)包含：驅(qū)動(dòng)水泵變頻器4個(gè),驅(qū)動(dòng)緊縮機(jī)運(yùn)行6個(gè),驅(qū)動(dòng)緊縮機(jī)能量調(diào)節(jié)電磁閥6個(gè)，驅(qū)動(dòng)水回路電磁閥2個(gè)，共計(jì)輸出

7、開關(guān)量 18個(gè).依據(jù)以上體系請求的輸入/輸出端數(shù)目和體系特征，選擇日 本歐姆龍（OMRON司臨盆的PLC系列產(chǎn)品構(gòu)成掌握體系，包含有 CP1H-XA40DR-蝴號(hào)的 PLC 1 臺(tái),NT5Z-ST121B-EC 型號(hào)的觸摸屏 1 臺(tái),3G3RV系列的變頻器4臺(tái),CPM1A-TS102型號(hào)溫度傳感器單元1 臺(tái)構(gòu)成.個(gè)中觸摸屏和變頻器經(jīng)由過程 RS-485串行通信接口銜接到PLC.溫度傳感器單元經(jīng)由過程其所帶的擴(kuò)大I/O銜接電纜和PLC相連,4路Pt100直接銜接在溫度傳感器單元的接線端.圖3PLC掌握體系構(gòu)成圖掌握體系軟件設(shè)計(jì)計(jì)劃的掌握體系以回水溫度為掌握目標(biāo) ，經(jīng)由過程掌握緊縮 機(jī)的能級(jí)及水泵

8、的流量，把回水溫度掌握在給定值上.基于PLC的 水源熱泵節(jié)能掌握體系程序流程圖如圖 4所示.圖4PLC程序流程圖5模仿量處理流程主程序重要功效為現(xiàn)場運(yùn)行各泵的啟停切換供給旌旗燈號(hào).以及處理模仿量和與觸摸屏通信數(shù)據(jù)等.可以分為4個(gè)部分：體系 初始化.模仿量處理程序.觸摸屏通信程序和主控程序.當(dāng)用戶的負(fù) 荷產(chǎn)生變更時(shí),掌握體系檢測到冷凍水出水和回水的溫差超出觸屏 設(shè)定值之后，程序主動(dòng)跳入到中止處理程序.及時(shí)調(diào)劑變頻器輸出 頻率，調(diào)劑水泵的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變冷凍水流量，使冷負(fù)荷知足新的請求，中心空調(diào)的溫度回到設(shè)定的規(guī)模內(nèi).程序的編制進(jìn)程中要斟酌水泵的 運(yùn)行狀況及互鎖關(guān)系，防止燒壞變頻器.在設(shè)計(jì)中還要留意 PL

9、C和 觸摸屏通信能安然靠得住，要設(shè)定好RS-485端口的屬性值和波特率，確保程序的地址值和觸屏按鈕的地址一一對(duì)應(yīng)，不然經(jīng)由過程 TOC o 1-5 h z 觸屏按鈕就不克不及掌握體系的運(yùn)行.觸摸屏體系重要包含體系初始化設(shè)置.運(yùn)行模式選擇.PID參數(shù)設(shè)置.溫度顯示.故障報(bào)警及復(fù)位等界面構(gòu)成，其構(gòu)造如圖6所 示.從圖6中可以看出一啟動(dòng)觸摸屏，則進(jìn)入觸摸屏主界面，在 主界面里可以經(jīng)由過程運(yùn)行模式的選擇對(duì)水泵電機(jī)進(jìn)行軟啟動(dòng)，經(jīng)由過程小鍵盤設(shè)置適合的PID參數(shù)優(yōu)化掌握，經(jīng)由過程溫度顯示界面顯示進(jìn)出水口的溫度變更，運(yùn)行一旦產(chǎn)生故障，可以從報(bào)警復(fù)位 界面顯示故障地位.觸摸屏體系在運(yùn)行掌握上不單可以進(jìn)行組態(tài)，并且還能監(jiān)控下位機(jī)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)一體化的現(xiàn)場治理.故障報(bào)警及復(fù)位系 統(tǒng) 初 始 化 設(shè)故障報(bào)警及復(fù)位觸摸屏程序構(gòu)造4停滯語實(shí)踐證實(shí)：由PLC.觸摸屏和變頻器構(gòu)成的水源熱泵節(jié)能掌握體系，具有如下長處：(1)依據(jù)現(xiàn)實(shí)須要負(fù)荷的變更主動(dòng)調(diào)節(jié)緊縮機(jī)的能級(jí)和水泵 的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)了從電路到水路的最高效力掌握.(2)采取變頻掌握，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的軟啟動(dòng)和軟停滯，削減對(duì)電 網(wǎng)和裝備的電氣及機(jī)械沖擊，還可以削減