SBZLRX-G77空氣水地源熱泵實驗裝置
一、概述
空氣水地源熱泵實驗裝置，熱能與動力工程專業(yè)實驗室設(shè)備由熱工基礎(chǔ)實驗室、制冷空調(diào)專業(yè)實驗室、熱能工程專業(yè)實驗室和熱能動力工程專業(yè)實習(xí)基地組成，主要承擔(dān)《傳熱學(xué)》、《工程熱力學(xué)》、《工程流體力學(xué)》、《熱工儀表與自動調(diào)節(jié)》、《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》、《泵與風(fēng)機(jī)》等專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)任務(wù)。
1、空氣/水/地源熱泵系統(tǒng)實平臺裝置是能源利用工程技術(shù)，它可以實現(xiàn)空氣源、水源、地源、熱泵等系統(tǒng)組成，并且還能節(jié)省相當(dāng)可觀的運行費用。達(dá)到的優(yōu)點
2、平臺集成：空氣源熱泵系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)。
二、技術(shù)參數(shù)
1.壓縮機(jī)：壓縮機(jī)COP≥3.78（15℃工況）制冷量：≥1700W
2.制冷劑
(1)安全類別：134
3.換熱器
(1)冷凝換熱面積：≥3m?
(2)空氣源換熱面積：≥4m(換熱量約1500w)
(3)水源換熱面積：≥0.3m(換熱量約1500w)
(4)土壤源換熱面積：≥0.3m?(換熱量約1500w)
(5)土壤源管道熱導(dǎo)率：≥7.5W/(m.K)
4.膨脹閥(1)驅(qū)動方式：熱力(2)滯后時間：≤0.5秒
5.溫度(1)最高冷凝溫度：≤85℃
(2)最高出水溫度：≤68℃
6.壓力計量(1)壓力表低壓范圍：-1～16bar(2)壓力表高壓范圍：-1～35bar
(3)預(yù)留壓力采集針型單向閥；
7.流量計量
(1)水流量計：玻璃轉(zhuǎn)子流量計，耐壓耐油，承壓范圍0～10bar，精度≤±3% F.S.
(2)制冷劑流量計：電子式，耐壓耐油，承壓范圍0～25bar，精度≤±3% F.S.
7、工作電源：三相五線制 AC 380V±10% 50Hz
8、安裝尺寸：長×寬×高150×60×170cm
9、最大輸入總功率：2.5kW；制冷額定功率：3.8kW； 最大堵轉(zhuǎn)電流：50A；
三、系統(tǒng)功能特點
1、空氣源熱泵系統(tǒng)：
是基于制冷熱泵壓縮機(jī)高效工作過程中，利用制冷系統(tǒng)中換熱器的熱泵原理與介質(zhì)之間的熱交換來完成，利用水的導(dǎo)熱性來實現(xiàn)熱泵過程。
2、水源熱泵系統(tǒng)：
水源熱泵系統(tǒng)利用的地下水資源對熱泵機(jī)散熱冷卻。實現(xiàn)與大地之間的熱交換，系統(tǒng)是一個密閉的閉路循環(huán)系統(tǒng)，他是一項可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能新技術(shù)。
3、地源熱泵系統(tǒng)：
地源熱泵系統(tǒng)是通過導(dǎo)熱介質(zhì)溶液在埋入地下的循環(huán)系統(tǒng)中流動，實現(xiàn)與大地之間的熱交換，系統(tǒng)是一個密閉的閉路循環(huán)系統(tǒng)，他是一項可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能新技術(shù)
4、制冷熱泵：
是利用工業(yè)化學(xué)機(jī)與械運動，通過制冷系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換，達(dá)到制冷或者制熱的過程。實現(xiàn)與物質(zhì)或者空氣之間的熱交換。
5、土-氣型地源熱泵機(jī)組室內(nèi)換熱系統(tǒng), 該種室內(nèi)換熱系統(tǒng)的制冷和供熱都是通過對室內(nèi)空氣的降溫或升溫實現(xiàn)的。機(jī)組除了有與室外換熱系統(tǒng)相連的水管、閥門等水系統(tǒng)外，還有為了將循環(huán)風(fēng)送到每個空調(diào)房間。
四、系統(tǒng)組成
設(shè)備整體與實際地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，采用開放式鋼框架結(jié)構(gòu)，各部件布局合理操作方便。控制系統(tǒng)由電控柜、可編程控制器、壓力采集模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)采集點、PLC編程軟件、中央空調(diào)組態(tài)監(jiān)控軟件組成。
1、地源熱泵制機(jī)組
由2P壓縮機(jī)、冷凝器、儲液罐、熱力膨脹閥、視液鏡、干燥過濾器等組成。管路中視液鏡可觀察制冷劑狀態(tài)等設(shè)備組成。為整機(jī)系統(tǒng)提供冷源
2、室外熱交換器：
放地耦管換熱方式，盤管與室內(nèi)循環(huán)水換熱系統(tǒng)形成閉式系統(tǒng)。利用地下水中熱量的閉路循環(huán)系統(tǒng)，它通過循環(huán)液體在封閉地下埋管中的流動，實現(xiàn)系統(tǒng)與大地之間的換熱。
4、主機(jī)系統(tǒng)
整個中央空調(diào)采用PLC作為主控機(jī)，由計算機(jī)通過通信線與PLC進(jìn)行通信，從而控制整個空調(diào)的運行，也可通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制?？照{(diào)的運行參數(shù)由傳感器及變送器進(jìn)行采集，并通過A/D模塊轉(zhuǎn)換后送入PLC中，再由PLC送到計算機(jī)中進(jìn)行實時顯示監(jiān)控。
五、冷水機(jī)配置表
序號 | 名稱 | 單位 | 數(shù)量 | 說明 |
1 | 壓縮機(jī)（1P）壓縮機(jī) | 臺 | 1 |
|
2 | 高低壓力控制器 | 只 | 1 |
|
3 | 低壓表 | 只 | 1 | 3.8MP |
4 | 高低壓表 | 只 | 2 |
|
5 | 過濾器 | 個 | 1 |
|
6 | 視液鏡 | 個 | 1 |
|
7 | 低壓表 | 只 | 1 | 1.8MP |
8 | 膨脹閥 | 只 | 1 |
|
9 | 模擬水井（鋼制） | 臺 | 1 | 不銹鋼 |
10 | 冷凝熱器 | 只 | 1 | 不銹鋼 |
11 | 地耦管換熱器 | 個 | 1 | 不銹鋼 |
12 | 熱泵換熱器 | 個 | 1 | 不銹鋼 |
13 | 蒸發(fā)器 |
| 1 | 不銹鋼 |
14 | 水管組件 | 套 | 1 |
|
15 | 水泵 | 臺 | 2 |
|
16 | 制冷劑流量計 |
|
| 4-20MA |
五、實訓(xùn)項目要求
1、空氣熱泵機(jī)組的原理與結(jié)構(gòu)組成
2、地源熱泵機(jī)組的原理與結(jié)構(gòu)組成
3、水源熱泵機(jī)組的原理與結(jié)構(gòu)組成
4、熱泵機(jī)組的原理與結(jié)構(gòu)組成
5、掌握地源熱泵機(jī)組拋放地耦管換熱方式構(gòu)成
6、可測量輸入電功、輸出熱量以及二者之間的轉(zhuǎn)換效率
7、可繪制該實驗裝置在不同蒸發(fā)和冷凝溫度下基于制冷劑的性能曲線
8、可在壓焓圖上繪制實際的蒸發(fā)壓縮循環(huán)曲線并與理想循環(huán)進(jìn)行比較
9、可驗證整個循環(huán)系統(tǒng)中的能量平衡
10、評估壓縮機(jī)的壓比對壓縮效率的影響
11、評估蒸發(fā)器和冷凝器之間的總傳熱系數(shù)
12、當(dāng)定量靜態(tài)水源和不定量流動水源分別作為低溫?zé)嵩磿r，分析其對熱泵效率的影響
13、分析土壤/沙子/水等各種填充物內(nèi)部成分構(gòu)成對熱泵效率的影響
14、分析土壤/沙子等含水量對熱泵效率的影響
