基于Ⅵ自然冷资源空调调控系统研究

论文摘要

在我国北方地区,冬季的寒冷和夏季的炎热形成鲜明的对比,而冬季又比较漫长。每年夏季,空调环境调控、生鲜农副产品贮藏保鲜等方面需要消耗大量能源。面对日益紧缺的能源危机,人们开始试图寻求更多洁净的新型可再生能源来代替日益萎缩的现有主体不可再生的能源。基于此设计了利用自然冷资源空调环境调控系统。本文通过借鉴国内外自然冷资源环境调控的理论和经验,结合北方气候特点,设计了以LabVIEW软件为开发平台的空调环境自动调控系统及利用自然冷资源的降温加湿装置。基于此。本文研究的主要内容及结论如下:1)通过分析冷量利用技术及空调内温度、湿度、CO2浓度等环境因子的变化范围及耦合关系,建立了空调调控系统的总体模型,设计了整个保鲜库自动控制系统的整体设计方案,选择相应的传感器和执行机构作为测控系统的硬件部分,应用虚拟仪器平台,自适应控制原理,采用分布式控制框架,借助NI-6225采集卡、远端输出量开关模块和计算机等硬件,搭建了整个空调的测量和控制平台。2)分析了虚拟仪器相对于传统仪器的优势,利用采集卡与远程输出模块,将传感器技术、计算机技术、虚拟仪器技术和数据库技术有机结合,设计了基于LabVIEW的空调智能化控制系统,实现对环境参数数据的采集、存储、显示、Web远程监控。利用数据库技术,建立以数据库为中心,通过LabVIEW与Microsoft Access数据库的通讯,实现强大的数据库管理功能,对采集的空调环境参数的数据存储、检索、查询、删除,同时对存储数据的历史查询和历史曲线的回放能功能。利用LabVIEW的Web网络发布工具,将整个测控页面用IE网页的形式发布到互联网上,使远程客户端通过在线浏览器实现对空调环境参数的监控,从而实现真正意义的虚拟仪器技术。3)对整个空调系统电路部分进行全面的分析和线路的合理布局,设计了总线控制电路、执行机构电路和控制电路及手动强制启动部分,使自动系统不能正常工作的情况下,通过强制启动,能够运行这个空调环境系统的执行机构。4)分析了温湿利用技术以及降温加湿的换热过程,利用间接换热原理,设计了以0℃的水作为冷量的载体,冰水混合间接换热降温加湿型交换系统作为整个空调系统温湿调控执行机构,通过理论计算,确定了间接换热冷量交换装置配置参数:风速在3m/s,水流量1.51m3/h,换热器有效换热面积28.35m2左右。并对调试的结果进行了分析,经测试和资料表明,调控运行系统稳定,各功能正常,软件图形界面丰富。实现了空调间温度1.5℃25℃,湿度30%100%的可调范围。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 引言
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 国内外研究的现状
• 1.2.1 国内外自然冷资源研究的现状
• 1.2.2 国内外空调控制技术的研究现状
• 1.3 研究的主要内容和技术路线
• 1.4 课题的来源
• 2 自然冷资源空调系统总体方案设计
• 2.1 自然冷资源空调系统利用技术分析
• 2.1.1 温湿利用技术的分析
• 2.2 环境因素的选取
• 2.3 系统因子的特性及控制方法
• 2.4 系统总体方案的设计
• 2.5 空调调控系统的硬件组成
• 2.5.1 传感器的选用
• 2.5.2 下位机和PC 机选用
• 2.6 软件选取
• 2.7 本章小结
• 3 空调监控系统软件设计及管理
• 3.1 监控软件的总体设计
• 3.2 登陆界面的设计
• 3.3 系统设置模块的设计
• 3.3.1 NI PCI-6225 采集驱动程序设计
• 3.3.2 远端开关量输出模块控制程序设计
• 3.3.3 采集间隔设定
• 3.4 报警范围设定
• 3.5 数据管理模块
• 3.5.1 数据存储
• 3.6 系统帮助模块
• 3.6.1 系统帮助
• 3.6.2 手动部分的设计
• 3.7 基于Web 远程监控的实现
• 3.7.1 LabVIEW 的Web 服务
• 3.7.2 网络远程控制的实现
• 3.8 本章小结
• 4 监控电路设计
• 4.1 总线控制电路设计
• 4.2 执行结构电路设计
• 4.3 控制电路的设计
• 4.4 本章小结
• 5 执行机构设计
• 5.1 降温加湿系统设计
• 5.2 降温加湿型热交换装置设计
• 5.2.1 降温加湿型换热器结构设计
• 5.2.2 降温加湿型换热装置的基本参数计算
• 5.3 辅助设备
• 5.4 本章小结
• 6 系统调试及结果分析
• 6.1 传感器校正
• 6.2 整套系统的调试及实验结果分析
• 6.6 本章小结
• 7 结论及展望
• 7.1 结论
• 7.2 研究特色与创新
• 7.3 讨论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 附录