丙烷用于直膨式太阳能热泵实验系统设计
发布时间：2021-08-29 07:27
针对碳氢化合物作为制冷剂的可燃性问题,该文基于微通道传热技术,设计了一种以丙烷为制冷剂的直膨式太阳能热泵实验系统。该系统主要由微通道太阳能集热/蒸发器、定频压缩机、微通道冷凝器、蓄热水箱、电子膨胀阀、数据采集及控制系统等组成。开发了基于组态王的数据监控系统,实现了对温度、压力、太阳辐射强度、环境风速、功率等参数的在线监测、实时数据动态显示、历史数据记录查询、自动控制和远程访问等功能。实践表明,实验系统将太阳能集热器直接用作热泵蒸发器,有效提高了系统总效率,可以开发出一系列综合性、设计性和研究性实验,有助于发挥学生的主观能动性,培养学生的综合、创新能力,满足专业教学和科研需要。
【文章来源】：实验科学与技术. 2019,17(03)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图２微通道扁管换热单元（单位：ｍｍ）??
８３５?Ｗ。冷凝器由２１根微通道扁管换热单元组成。??每个扁管换热单兀的外形尺寸为１?４５０?ｍｍ＞＜２５?ｍｍＸ??２ｍｍ，设置１８个微通道，微通道当量直径为１ｍｍ。??冷凝器基材为工业纯铝，单面有效换热面积为??０．７６?ｍ２。蓄热水箱采用承压式不锈钢内胆设计，??微通道冷凝器盘绕在内胆外侧并与之紧密接触，??外壁选用聚氨酯发泡剂作为保温材料，水箱净容??量２００?Ｌ。电子膨胀阀采用直流１２?Ｖ供电，四相步??进电机驱动，全闭到全开步数为５００个脉冲。实验??平台实物照片如图３所示。??图３实验平台实物图??考虑到丙烷作为制冷剂的可燃性问题，为保??证实验平台使用安全性，系统全部安装在室外，??并且丙烷充注量不超过３００?ｇ。同时，将丙烷浓度??检测装置安装在实验平台附近，当丙烷发生泄漏??达到轻微浓度时，便将系统强制断电，并发出??警报。??
．２ｍ／ｓ。??５）压缩机耗功由ＴＤ９６多功能电力仪测量，??可输出电功率和耗电量，测量范围为电压２２０?Ｖ、??电流５Ａ，精度为±（０．５％＋１）。??组态王（ｋｉｎｇｖｉｅｗ）是一种建立在人机界面的工??业监控软件，具有良好的二次开发功能和可移植??性，能与多种通信协议互联Ｕ５＿ｌ７］。本实验平台的??数据采集及控制系统就是基于组态王开发而成的，??能够实现对各参数的在线监测、实时数据动态显??示、历史数据记录査询、自动控制和远程访问等??功能，其动态实时交互式监控界面如图４所示。??图４实验系统动态实时交互式监控界面??测量的参数数据送入控制器中，控制器为??Ｍｏｄｂｕｓ?ＲＴＵ模块，并通过ＲＳ４８５通信接口与计算??机连接，组态王将数据以动态实时曲线方式显示??在监控界面上并存储。实验过程中，学生可以通??过计算机向电子膨胀阀发送开度命令，控制器将??此命令转化为〇？５?Ｖ的电压信号，然后传送至电子??膨胀阀驱动器，达到实时调节电子膨胀阀开度的??目的，进而控制集热／蒸发器出口过热度。另外，??本系统具有超限报警功能，主要用于压缩机排气??温度过高、压缩机过载、或压缩机吸气过热度过??低等异常情况发生时。??３实验系统的主要功能??１）?了解、使用和安装常见的温度、压力、太??阳辐射强度等热工测量仪器，掌握其工作原理和??测量方法。??２）熟悉和掌握直膨式太阳能热杲技术的工作??特点和运行模式，以及碳氢化合物丙烷作为制冷??剂用于热泵系统的热物性，并与ＨＣＦＣｓ类或ＨＦＣｓ??类制冷剂对比分析。??３）两相流微通道集热／蒸发器的热性能测试。??通过测量太阳辐射强度、环境温度、丙烷的温度
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Matlab与组态王的智能控制实验平台设计[J]. 盖文东,张宁,张婧,高宏岩. 实验科学与技术. 2017(04)
[2]基于组态王的PLC电镀生产线仿真实训系统设计[J]. 余剑,王刚,牛绿原,袁飞. 实验室研究与探索. 2017(04)
[3]直膨式太阳能热泵制热性能的对比研究[J]. 季杰,赵方亮,黄文竹,蔡靖雍. 太阳能学报. 2016(10)
[4]低碳制冷剂研究及应用最新进展[J]. 陈光明,高能,朴春成. 制冷学报. 2016(01)
[5]低GWP制冷剂研究现状综述[J]. 肖学智,周晓芳,徐浩阳,张子琦,陈江平. 制冷技术. 2014(06)
[6]微通道换热器在家用空调上的应用研究[J]. 汪年结,王颖,李峰,汪峰,葛方根,徐博,陈江平. 制冷技术. 2014(02)
[7]基于组态王的温湿度远程监测系统的设计[J]. 肖乾虎,翁绍捷,唐荣年,贺芳. 中国农机化学报. 2013(06)
[8]制冷剂替代技术研究进展及发展趋势[J]. 李连生. 制冷学报. 2011(06)
本文编号：3370185
【文章来源】：实验科学与技术. 2019,17(03)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图２微通道扁管换热单元（单位：ｍｍ）??
８３５?Ｗ。冷凝器由２１根微通道扁管换热单元组成。??每个扁管换热单兀的外形尺寸为１?４５０?ｍｍ＞＜２５?ｍｍＸ??２ｍｍ，设置１８个微通道，微通道当量直径为１ｍｍ。??冷凝器基材为工业纯铝，单面有效换热面积为??０．７６?ｍ２。蓄热水箱采用承压式不锈钢内胆设计，??微通道冷凝器盘绕在内胆外侧并与之紧密接触，??外壁选用聚氨酯发泡剂作为保温材料，水箱净容??量２００?Ｌ。电子膨胀阀采用直流１２?Ｖ供电，四相步??进电机驱动，全闭到全开步数为５００个脉冲。实验??平台实物照片如图３所示。??图３实验平台实物图??考虑到丙烷作为制冷剂的可燃性问题，为保??证实验平台使用安全性，系统全部安装在室外，??并且丙烷充注量不超过３００?ｇ。同时，将丙烷浓度??检测装置安装在实验平台附近，当丙烷发生泄漏??达到轻微浓度时，便将系统强制断电，并发出??警报。??
．２ｍ／ｓ。??５）压缩机耗功由ＴＤ９６多功能电力仪测量，??可输出电功率和耗电量，测量范围为电压２２０?Ｖ、??电流５Ａ，精度为±（０．５％＋１）。??组态王（ｋｉｎｇｖｉｅｗ）是一种建立在人机界面的工??业监控软件，具有良好的二次开发功能和可移植??性，能与多种通信协议互联Ｕ５＿ｌ７］。本实验平台的??数据采集及控制系统就是基于组态王开发而成的，??能够实现对各参数的在线监测、实时数据动态显??示、历史数据记录査询、自动控制和远程访问等??功能，其动态实时交互式监控界面如图４所示。??图４实验系统动态实时交互式监控界面??测量的参数数据送入控制器中，控制器为??Ｍｏｄｂｕｓ?ＲＴＵ模块，并通过ＲＳ４８５通信接口与计算??机连接，组态王将数据以动态实时曲线方式显示??在监控界面上并存储。实验过程中，学生可以通??过计算机向电子膨胀阀发送开度命令，控制器将??此命令转化为〇？５?Ｖ的电压信号，然后传送至电子??膨胀阀驱动器，达到实时调节电子膨胀阀开度的??目的，进而控制集热／蒸发器出口过热度。另外，??本系统具有超限报警功能，主要用于压缩机排气??温度过高、压缩机过载、或压缩机吸气过热度过??低等异常情况发生时。??３实验系统的主要功能??１）?了解、使用和安装常见的温度、压力、太??阳辐射强度等热工测量仪器，掌握其工作原理和??测量方法。??２）熟悉和掌握直膨式太阳能热杲技术的工作??特点和运行模式，以及碳氢化合物丙烷作为制冷??剂用于热泵系统的热物性，并与ＨＣＦＣｓ类或ＨＦＣｓ??类制冷剂对比分析。??３）两相流微通道集热／蒸发器的热性能测试。??通过测量太阳辐射强度、环境温度、丙烷的温度
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Matlab与组态王的智能控制实验平台设计[J]. 盖文东,张宁,张婧,高宏岩. 实验科学与技术. 2017(04)
[2]基于组态王的PLC电镀生产线仿真实训系统设计[J]. 余剑,王刚,牛绿原,袁飞. 实验室研究与探索. 2017(04)
[3]直膨式太阳能热泵制热性能的对比研究[J]. 季杰,赵方亮,黄文竹,蔡靖雍. 太阳能学报. 2016(10)
[4]低碳制冷剂研究及应用最新进展[J]. 陈光明,高能,朴春成. 制冷学报. 2016(01)
[5]低GWP制冷剂研究现状综述[J]. 肖学智,周晓芳,徐浩阳,张子琦,陈江平. 制冷技术. 2014(06)
[6]微通道换热器在家用空调上的应用研究[J]. 汪年结,王颖,李峰,汪峰,葛方根,徐博,陈江平. 制冷技术. 2014(02)
[7]基于组态王的温湿度远程监测系统的设计[J]. 肖乾虎,翁绍捷,唐荣年,贺芳. 中国农机化学报. 2013(06)
[8]制冷剂替代技术研究进展及发展趋势[J]. 李连生. 制冷学报. 2011(06)
本文编号：3370185
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3370185.html
