針對(duì)碳?xì)浠衔镒鳛橹评鋭┑目扇夹詥栴},該文基于微通道傳熱技術(shù),設(shè)計(jì)了一種以丙烷為制冷劑的直膨式太陽(yáng)能熱泵實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由微通道太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器、定頻壓縮機(jī)、微通道冷凝器、蓄熱水箱、電子膨脹閥、數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)等組成。開發(fā)了基于組態(tài)王的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度、壓力、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、環(huán)境風(fēng)速、功率等參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示、歷史數(shù)據(jù)記錄查詢、自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程訪問等功能。實(shí)踐表明,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)將太陽(yáng)能集熱器直接用作熱泵蒸發(fā)器,有效提高了系統(tǒng)總效率,可以開發(fā)出一系列綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn),有助于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的綜合、創(chuàng)新能力,滿足專業(yè)教學(xué)和科研需要。 

【文章來(lái)源】：實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù). 2019,17(03)

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

圖２微通道扁管換熱單元（單位：ｍｍ）??

８３５?Ｗ。冷凝器由２１根微通道扁管換熱單元組成。??每個(gè)扁管換熱單兀的外形尺寸為１?４５０?ｍｍ＞＜２５?ｍｍＸ??２ｍｍ，設(shè)置１８?jìng)�(gè)微通道，微通道當(dāng)量直徑為１ｍｍ。??冷凝器基材為工業(yè)純鋁，單面有效換熱面積為??０．７６?ｍ２。蓄熱水箱采用承壓式不銹鋼內(nèi)膽設(shè)計(jì)，??微通道冷凝器盤繞在內(nèi)膽外側(cè)并與之緊密接觸，??外壁選用聚氨酯發(fā)泡劑作為保溫材料，水箱凈容??量２００?Ｌ。電子膨脹閥采用直流１２?Ｖ供電，四相步??進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，全閉到全開步數(shù)為５００個(gè)脈沖。實(shí)驗(yàn)??平臺(tái)實(shí)物照片如圖３所示。??圖３實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)物圖??考慮到丙烷作為制冷劑的可燃性問題，為保??證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使用安全性，系統(tǒng)全部安裝在室外，??并且丙烷充注量不超過３００?ｇ。同時(shí)，將丙烷濃度??檢測(cè)裝置安裝在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)附近，當(dāng)丙烷發(fā)生泄漏??達(dá)到輕微濃度時(shí)，便將系統(tǒng)強(qiáng)制斷電，并發(fā)出??警報(bào)。??

．２ｍ／ｓ。??５）壓縮機(jī)耗功由ＴＤ９６多功能電力儀測(cè)量，??可輸出電功率和耗電量，測(cè)量范圍為電壓２２０?Ｖ、??電流５Ａ，精度為±（０．５％＋１）。??組態(tài)王（ｋｉｎｇｖｉｅｗ）是一種建立在人機(jī)界面的工??業(yè)監(jiān)控軟件，具有良好的二次開發(fā)功能和可移植??性，能與多種通信協(xié)議互聯(lián)Ｕ５＿ｌ７］。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的??數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)就是基于組態(tài)王開發(fā)而成的，??能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯??示、歷史數(shù)據(jù)記錄査詢、自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程訪問等??功能，其動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交互式監(jiān)控界面如圖４所示。??圖４實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交互式監(jiān)控界面??測(cè)量的參數(shù)數(shù)據(jù)送入控制器中，控制器為??Ｍｏｄｂｕｓ?ＲＴＵ模塊，并通過ＲＳ４８５通信接口與計(jì)算??機(jī)連接，組態(tài)王將數(shù)據(jù)以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)曲線方式顯示??在監(jiān)控界面上并存儲(chǔ)。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可以通??過計(jì)算機(jī)向電子膨脹閥發(fā)送開度命令，控制器將??此命令轉(zhuǎn)化為〇？５?Ｖ的電壓信號(hào)，然后傳送至電子??膨脹閥驅(qū)動(dòng)器，達(dá)到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電子膨脹閥開度的??目的，進(jìn)而控制集熱／蒸發(fā)器出口過熱度。另外，??本系統(tǒng)具有超限報(bào)警功能，主要用于壓縮機(jī)排氣??溫度過高、壓縮機(jī)過載、或壓縮機(jī)吸氣過熱度過??低等異常情況發(fā)生時(shí)。??３實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主要功能??１）?了解、使用和安裝常見的溫度、壓力、太??陽(yáng)輻射強(qiáng)度等熱工測(cè)量?jī)x器，掌握其工作原理和??測(cè)量方法。??２）熟悉和掌握直膨式太陽(yáng)能熱杲技術(shù)的工作??特點(diǎn)和運(yùn)行模式，以及碳?xì)浠衔锉樽鳛橹评??劑用于熱泵系統(tǒng)的熱物性，并與ＨＣＦＣｓ類或ＨＦＣｓ??類制冷劑對(duì)比分析。??３）兩相流微通道集熱／蒸發(fā)器的熱性能測(cè)試。??通過測(cè)量太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、環(huán)境溫度、丙烷的溫度

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Matlab與組態(tài)王的智能控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)[J]. 蓋文東,張寧,張婧,高宏巖.  實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù). 2017(04)
[2]基于組態(tài)王的PLC電鍍生產(chǎn)線仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 余劍,王剛,牛綠原,袁飛.  實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2017(04)
[3]直膨式太陽(yáng)能熱泵制熱性能的對(duì)比研究[J]. 季杰,趙方亮,黃文竹,蔡靖雍.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2016(10)
[4]低碳制冷劑研究及應(yīng)用最新進(jìn)展[J]. 陳光明,高能,樸春成.  制冷學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]低GWP制冷劑研究現(xiàn)狀綜述[J]. 肖學(xué)智,周曉芳,徐浩陽(yáng),張子琦,陳江平.  制冷技術(shù). 2014(06)
[6]微通道換熱器在家用空調(diào)上的應(yīng)用研究[J]. 汪年結(jié),王穎,李峰,汪峰,葛方根,徐博,陳江平.  制冷技術(shù). 2014(02)
[7]基于組態(tài)王的溫濕度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 肖乾虎,翁紹捷,唐榮年,賀芳.  中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2013(06)
[8]制冷劑替代技術(shù)研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 李連生.  制冷學(xué)報(bào). 2011(06)



本文編號(hào)：3370185