太陽能熱泵多功能復(fù)合機（SAHPM）計算機監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)方法研究

【摘要】：熱泵已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到工業(yè)、商業(yè)、民用等各類建筑物中。風(fēng)冷熱泵機組在冬季供熱工況運行時，存在的缺陷之一是當(dāng)室外溫度較低，機組的蒸發(fā)溫度低于0℃時，室外側(cè)空氣盤管換熱器翅片表面會結(jié)霜，熱泵機組供熱COP性能系數(shù)低及其系統(tǒng)供熱模式工作穩(wěn)定性能差是目前制冷屆的熱點話題。針對這一問題，不少學(xué)者進行了許多卓有成效的理論探導(dǎo)與實驗研究。本文提出了太陽能輔助熱泵空調(diào)及熱水(SAHP)系統(tǒng)，可以用于夏季制冷、冬季供熱，并同時提供全年生活熱水。該技術(shù)由于最大限度地利用太陽能光熱及空氣源低品位熱源，系統(tǒng)COP系數(shù)大幅度提高，解決了室外側(cè)空氣盤管換熱器翅片冬季低溫條件下表面結(jié)霜問題。此項技術(shù)可以將技術(shù)趨于成熟、商品化程度很高的熱泵節(jié)能技術(shù)與太陽能熱利用技術(shù)有機地結(jié)合起來，彌補了兩者單獨工作時的不足，具有結(jié)構(gòu)緊湊、形式多樣、運行可靠、節(jié)能明顯、壽命長等優(yōu)點。 山東科技大學(xué)楊前明教授針對上述問題提出一種新型太陽能熱泵多功能復(fù)合機(SAHPM)。本文針對SAHPM系統(tǒng)特點，開發(fā)了一套監(jiān)控系統(tǒng)，用以實現(xiàn)SAHPM三種工況的轉(zhuǎn)換，實驗數(shù)據(jù)的采集、顯示、存儲等。 本文在給出了SAHPM工作原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)檢測與控制要求，給出了監(jiān)控方案?？刂葡到y(tǒng)由PLC主控模塊、模擬量輸入模塊、溫度輸入模塊組成。在詳細介紹了SAHPM系統(tǒng)熱物理參數(shù)溫度、濕度、壓力、流量檢測原理與選型方案，給出了SAHPM控制方案、壓縮機能量調(diào)節(jié)方案、人機界面的選型方案。SAHPM-CAT系統(tǒng)用以實現(xiàn)SAHPM工況選擇、設(shè)定值的輸入以及溫度、壓力、流量等的實時數(shù)字顯示、實時曲線顯示、歷史記錄等。本文采用豐富的硬件抗干擾技術(shù)，并結(jié)合軟件抗干擾，使SAHPM系統(tǒng)運行更加準確可靠。SAHPM-CAT系統(tǒng)運行與實驗測試結(jié)果表明：SAHPM熱泵COP系數(shù)較普通熱泵有大幅度提高，CAT測試系統(tǒng)設(shè)計合理，為本課題后續(xù)進一步研究奠定了研究平臺。 在實驗的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)毛細管節(jié)流難以滿足工質(zhì)流量調(diào)節(jié)的要求。本文從理論上分析了電子膨脹閥的PID的控制，并通過MATLAB進行尋優(yōu)仿真。為后續(xù)電子膨脹閥的PID控制進行了必要的理論探討。 實際的使用、運行結(jié)果表明，本控制系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了預(yù)期的功能。本項目對于熱泵在我國的推廣與應(yīng)用具有一定的實用價值和意義。 【關(guān)鍵詞】：太陽能熱泵 監(jiān)控 PLC 人機界面
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TP277
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-21
• 1.1 熱泵概述12-16
• 1.2 太陽能熱泵概述16-20
• 1.3 本課題研究對象、內(nèi)容與方法20-21
• 2 新型太陽能熱泵多功能復(fù)合機實驗系統(tǒng)組成與原理21-27
• 2.1 SAHPM組成及工作原理21-23
• 2.2 系統(tǒng)工作原理23-26
• 2.3 小結(jié)26-27
• 3 SAHPM實驗系統(tǒng)監(jiān)控原理與實現(xiàn)方法27-50
• 3.1 監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)功能背景27-29
• 3.2 SAHPM實驗機監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理29-30
• 3.3 SAHPM實驗機監(jiān)控方案比較與實現(xiàn)30-43
• 3.4 監(jiān)控系統(tǒng)原理43-47
• 3.5 故障報警及檢測系統(tǒng)47-48
• 3.6 SAHPM實驗機監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定性的實現(xiàn)48-49
• 3.7 本章小結(jié)49-50
• 4 電子膨脹閥PID控制實現(xiàn)與計算機仿真50-66
• 4.1 電子膨脹閥控制特點及控制方法概述50-53
• 4.2 數(shù)字PID控制53-56
• 4.3 改進數(shù)字PID控制算法56-58
• 4.4 電子膨脹閥的PID控制58-65
• 4.5 小結(jié)65-66
• 5 SAHPM監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計66-76
• 5.1 軟件總體結(jié)構(gòu)66-68
• 5.2 模擬量輸入的處理68-71
• 5.3 人機界面的處理71-75
• 5.4 小結(jié)75-76
• 6 SAHPM監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試與運行76-87
• 6.1 控制系統(tǒng)的安裝76-77
• 6.2 控制系統(tǒng)調(diào)試77-79
• 6.3 實驗數(shù)據(jù)及分析79-86
• 6.4 小結(jié)86-87
• 7 結(jié)論與展望87-89
• 參考文獻89-93
• 致謝93-94
• 研究生期間發(fā)表論文94
• 研究生期間所做課題94-95
• 中文詳細摘要95-113

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