制冷装置自动化课程设计计算说明书
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1.3 热泵空调装置自动控制系统的特点
热泵空调装置是为完成某种工艺介质的温度、湿度等一系列要求的机器或设 备。他包括两大部分，一是完成冷媒循环的制冷、制热工艺系统，一是实现装置 的安全稳定运行的自动控制系统。充分认识空调装置自动控制系统的特点，是自 动实现制冷、制热工艺系统热工参数调节和控制，以及装置正常工作的保证。
3．温度与湿度的相关性和空调系统的整体控制性 制冷空调系统中主要是 对温度和相对湿度进行控制，这两个参数常常是在一个控制对象里同时进行调节 的两个被调量，两个参数在控制过程中相互影响。如房间温度升高时，在含湿量 不变的情况下，则相对湿度下降，因此在自控中要充分考虑到温、湿度的相关性。 空调自控系统是以空调房间的温、湿度控制为中心，通过工况转换与空气处理过 程，每个环节紧密联系在一起的整体控制系统，任意环节有问题，都将影响空调 房间的温、湿度控制，甚至整个系统无法工作等。
1．可实现区域控制，便于物业管理。 2．环保无污染 土壤源热泵利用地下土壤作为冷热源，既没有燃烧、排烟， 也没有空气源热泵的噪音和热污染，同时，也不需要堆放燃料和废弃物的场所。 3．符合可持续发展的要求 土壤源热泵是利用地下土壤能源资源作为热泵 低品位能源进行能源转换的供暖、空调装置。 4．一机多用、用途广泛、使用寿命长 该热泵机组既可供暖，亦可空调，同 时还能提供生活用热水，一机多用。此外，机组寿命长，平均可运行 20 年以上。 5．结构紧凑，节省机房面积 不需大型冷冻机房和锅炉房，不需冷却塔，不 影响建筑美观。小规格机组形式多样，可直接安装在室内，与室内装修融为一体。 6．节能效果显著、机组性能系数高、维修费用低 地下土壤温度一年四季相 对稳定（约为 1 22 0℃），冬季比外界环境空气温度高，夏季比环境温度低， 运行效率高，节省运行费用。运行稳定、可靠。
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目录 前言.............................................................................................................................. II 1.土壤源热泵概况........................................................................................................ 2
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1.土壤源热泵概况
1.1 土壤源热泵的定义
热泵是一种从低温热源汲取热量，使其在较高的温度下作为可以利用的有用 热能的装置。
土壤源热泵是一种利用地下浅层低温地热资源(常温土壤或地下水)的既可 供热又可制冷的高效节能热泵系统。
1.2 土壤源热泵ห้องสมุดไป่ตู้技术特点
土壤源热泵利用地下土壤吸热和排热，研究表明：在地下 5m 以下的土壤温 度基本上不随外界环境变化而改变，且约等于当地年平均气温，可以分别在冬、 夏两季提供较高的蒸发温度较低的冷凝温度；因此，土壤是一种比空气更理想的 热泵热（冷）源，与空气源热泵相比，土壤源热泵主要有以下技术优势。
1.4 土壤源热泵应用的控制器现状
目前，由于土壤源热泵机组在我国应用的还不广泛，所以，专门针对土壤源 热泵机组的控制器还不多。为了保证机组的稳定、可靠运行，一般是采用用于制 冷空调中的通用可编程控制器。由于这种控制器是针对制冷空调设备的，故其与 热泵机组不一定能达到很好的匹配。输入、输出控制端也不尽相同，且由于其设 计的通用性，也带来了价格昂贵，操作复杂等缺点，这些均不利于热泵，特别是 小型、户型热泵的推广。
本文首先通过对土壤源热泵（土壤—水）机组工作原理的分析，根据土壤源 热泵机组各部件运行特点，提出了对小型土壤源热热水器的整体控制方案,并接 合当代高速发展的微电子技术，考虑控制器的经济性、稳定性、可靠性，采用单 片机嵌入式系统设计开发了针对土壤源热泵机组的控制系统。通过该控制系统可 以实现热泵机组的自动运行，空调房间温度的自动控制和机组各部件的运行保 护。该控制系统可以通过串口与计算机连接，实时显示各检测点数据。然后结合 当前小型土壤源热泵的应用特点，设计开发了附加的远程控制系统，可以通过用 户电话线实现远程控制。
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2.土壤源热泵机组及其控制原理
4.1.1 压缩机的能量调节............................................................................. 9 4.1.2 压缩机的保护控制............................................................................. 9 4.2 四通阀控制................................................................................................... 10 4.3 流量调节....................................................................................................... 11 4.4 温度控制...................................................................................................... 11 4.5 压力控制...................................................................................................... 12 4.6 压力保护....................................................................................................... 12 5 总结........................................................................................................................... 13 参考文献...................................................................................................................... 14 附录.............................................................................................................................. 14
1.1 土壤源热泵的定义......................................................................................... 2 1.2 土壤源热泵的技术特点................................................................................. 2 1.3 热泵空调装置自动控制系统的特点............................................................. 3 1.4 土壤源热泵应用的控制器现状..................................................................... 3 2.土壤源热泵机组及其控制原理................................................................................ 4 2.1 土壤源热泵机组工作原理............................................................................. 4 2.2 热泵系统工作原理......................................................................................... 5 3.地源热泵空调机组的自动控制................................................................................ 6 3.1 热泵装置的自动控制内容............................................................................. 6 3.2 热泵装置的自控目标..................................................................................... 6 3.3 热泵装置的控制方式..................................................................................... 6 3.4 空调房间系统的自动调节............................................................................. 7 4.热泵机组内部制冷剂回路装置的控制.................................................................... 8 4.1 压缩机控制..................................................................................................... 8
1.3 热泵空调装置自动控制系统的特点
热泵空调装置是为完成某种工艺介质的温度、湿度等一系列要求的机器或设 备。他包括两大部分，一是完成冷媒循环的制冷、制热工艺系统，一是实现装置 的安全稳定运行的自动控制系统。充分认识空调装置自动控制系统的特点，是自 动实现制冷、制热工艺系统热工参数调节和控制，以及装置正常工作的保证。
3．温度与湿度的相关性和空调系统的整体控制性 制冷空调系统中主要是 对温度和相对湿度进行控制，这两个参数常常是在一个控制对象里同时进行调节 的两个被调量，两个参数在控制过程中相互影响。如房间温度升高时，在含湿量 不变的情况下，则相对湿度下降，因此在自控中要充分考虑到温、湿度的相关性。 空调自控系统是以空调房间的温、湿度控制为中心，通过工况转换与空气处理过 程，每个环节紧密联系在一起的整体控制系统，任意环节有问题，都将影响空调 房间的温、湿度控制，甚至整个系统无法工作等。
1．可实现区域控制，便于物业管理。 2．环保无污染 土壤源热泵利用地下土壤作为冷热源，既没有燃烧、排烟， 也没有空气源热泵的噪音和热污染，同时，也不需要堆放燃料和废弃物的场所。 3．符合可持续发展的要求 土壤源热泵是利用地下土壤能源资源作为热泵 低品位能源进行能源转换的供暖、空调装置。 4．一机多用、用途广泛、使用寿命长 该热泵机组既可供暖，亦可空调，同 时还能提供生活用热水，一机多用。此外，机组寿命长，平均可运行 20 年以上。 5．结构紧凑，节省机房面积 不需大型冷冻机房和锅炉房，不需冷却塔，不 影响建筑美观。小规格机组形式多样，可直接安装在室内，与室内装修融为一体。 6．节能效果显著、机组性能系数高、维修费用低 地下土壤温度一年四季相 对稳定（约为 1 22 0℃），冬季比外界环境空气温度高，夏季比环境温度低， 运行效率高，节省运行费用。运行稳定、可靠。
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目录 前言.............................................................................................................................. II 1.土壤源热泵概况........................................................................................................ 2
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1.土壤源热泵概况
1.1 土壤源热泵的定义
热泵是一种从低温热源汲取热量，使其在较高的温度下作为可以利用的有用 热能的装置。
土壤源热泵是一种利用地下浅层低温地热资源(常温土壤或地下水)的既可 供热又可制冷的高效节能热泵系统。
1.2 土壤源热泵ห้องสมุดไป่ตู้技术特点
土壤源热泵利用地下土壤吸热和排热，研究表明：在地下 5m 以下的土壤温 度基本上不随外界环境变化而改变，且约等于当地年平均气温，可以分别在冬、 夏两季提供较高的蒸发温度较低的冷凝温度；因此，土壤是一种比空气更理想的 热泵热（冷）源，与空气源热泵相比，土壤源热泵主要有以下技术优势。
1.4 土壤源热泵应用的控制器现状
目前，由于土壤源热泵机组在我国应用的还不广泛，所以，专门针对土壤源 热泵机组的控制器还不多。为了保证机组的稳定、可靠运行，一般是采用用于制 冷空调中的通用可编程控制器。由于这种控制器是针对制冷空调设备的，故其与 热泵机组不一定能达到很好的匹配。输入、输出控制端也不尽相同，且由于其设 计的通用性，也带来了价格昂贵，操作复杂等缺点，这些均不利于热泵，特别是 小型、户型热泵的推广。
本文首先通过对土壤源热泵（土壤—水）机组工作原理的分析，根据土壤源 热泵机组各部件运行特点，提出了对小型土壤源热热水器的整体控制方案,并接 合当代高速发展的微电子技术，考虑控制器的经济性、稳定性、可靠性，采用单 片机嵌入式系统设计开发了针对土壤源热泵机组的控制系统。通过该控制系统可 以实现热泵机组的自动运行，空调房间温度的自动控制和机组各部件的运行保 护。该控制系统可以通过串口与计算机连接，实时显示各检测点数据。然后结合 当前小型土壤源热泵的应用特点，设计开发了附加的远程控制系统，可以通过用 户电话线实现远程控制。
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2.土壤源热泵机组及其控制原理
4.1.1 压缩机的能量调节............................................................................. 9 4.1.2 压缩机的保护控制............................................................................. 9 4.2 四通阀控制................................................................................................... 10 4.3 流量调节....................................................................................................... 11 4.4 温度控制...................................................................................................... 11 4.5 压力控制...................................................................................................... 12 4.6 压力保护....................................................................................................... 12 5 总结........................................................................................................................... 13 参考文献...................................................................................................................... 14 附录.............................................................................................................................. 14
1.1 土壤源热泵的定义......................................................................................... 2 1.2 土壤源热泵的技术特点................................................................................. 2 1.3 热泵空调装置自动控制系统的特点............................................................. 3 1.4 土壤源热泵应用的控制器现状..................................................................... 3 2.土壤源热泵机组及其控制原理................................................................................ 4 2.1 土壤源热泵机组工作原理............................................................................. 4 2.2 热泵系统工作原理......................................................................................... 5 3.地源热泵空调机组的自动控制................................................................................ 6 3.1 热泵装置的自动控制内容............................................................................. 6 3.2 热泵装置的自控目标..................................................................................... 6 3.3 热泵装置的控制方式..................................................................................... 6 3.4 空调房间系统的自动调节............................................................................. 7 4.热泵机组内部制冷剂回路装置的控制.................................................................... 8 4.1 压缩机控制..................................................................................................... 8
