基于虚拟仪器的太阳能热泵多功能复合机监测系统的研究设计

论文摘要

太阳能是新能源和可再生能源中最引人注目,是开发研究最多,应用最广的清洁能源,因此可以说,未来全球能源的主流就是太阳能。太阳能热泵结合了太阳能的清洁性、可再生性和热泵的节能性,是一种节能、无污染的能源利用系统。将太阳能热泵技术应用到别墅和居民采暖中将成为未来人们缓解建筑能耗大幅攀升的有效手段和节约能源、保护环境的重要途径。本文设计了太阳能热泵监控实验系统台,在给出了工作原理的基础上,根据系统检测与控制要求,给出了监控方案。监控系统以采集卡为核心,设计了信号调理电路采集温度、压力、流量等参量,利用采集卡设计了接口电路以控制电磁阀、电子膨胀阀、四通换向阀和压缩机。软件采用LabVIEW软件编写,包括登陆,采集,控制,数据分析,数据报表等。登陆设置了用户名和密码,需要具有一定权限才能进入;采集的各量设计了即时显示功能,可随时查看系统运行情况;控制程序根据即时的采集量,计算温差等参数,以PID控制器为核心,来调节输出信号,实现电子膨胀阀和压缩机的优化运行;数据分析包括计算COP指数,曲线分析等;数据报表设计了保存、打印等功能,可方便保存所需数据,调取以前数据,需要时可即时打印报表。本文通过实验数据分析的结果来验证了本监控系统,实现了预期的功能,本课题的研究对热泵在我国的推广与应用具有一定的实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 太阳能热泵技术概述
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题研究的实际应用价值
• 1.4 本课题研究内容
• 2 系统总体方案
• 2.1 热泵工作原理
• 2.2 硬件组成及原理
• 2.3 系统控制原理
• 3 系统监测的实现
• 3.1 数据采集系统的设计
• 3.2 电源的设计
• 3.3 人机交换界面的设计
• 4 系统的自动控制
• 4.1 电磁阀的控制
• 4.2 电子膨胀阀的控制
• 4.3 压缩机的控制
• 5 实验数据的分析处理
• 5.1 系统的实验数据与曲线
• 5.2 系统COP指数的计算
• 5.3 数据存储与报表打印
• 6 总结和展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 附录1 系统电路图