地下水源热泵控制系统设1 (自动保存的).doc

地下水源热泵控制系统设计 摘 要 地下水源热泵技术是一种有益于环境保护和可持续发展的技术，当下正大力提倡低碳环保科技，地下水源热泵正好以其节能、清洁无污染而受到了人们的重视，近些年得到了迅猛发展。因此，地下水源热泵将是21世纪最受欢迎的采暖空调方式，而要让整个地下水源热泵系统安全 、高效﹑节能的运行，并有良好的控制性效果，这就需要设计一个良好的控制系统对其进行控制。 本文分析了地下水源热泵系统的组成和工作原理，同时阐述了该系统的节能方式以及变频技术在系统中的应用。分析了模糊控制理论和PID控制理论的原理，然后结婚水源热泵系统的特点优化组合了模糊算法和PID算法并应用为系统的控制算法，这种算法的控制效果良好而且适应性较强。 本设计是基于51单片机的地下水源热泵空调系统，控制系统小而功能灵活，较PLC设计的控制系统价格便宜。系统是根据用户端进回水温差来调节室内温度，温度测量是通过温度采集转换电路完成的。并通过LCD1602显示温度等参数。该系统可以实现热泵机组的自行运行，空调房间温度的自动控制和机组各部件的运行保护。该控制系统可以通过串口与计算机连接，实时显示各监测点数据来达到良好的控制效果。 关键词 水源热泵；单片机；组合模糊PID；ADC0809 第 1 章 绪 论 选题背景及研究意义 能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。今天,全球经济的增长和人口增多导致对能源的需求与日俱增能源的重要性被提到了一个前所未有的高度,能源和环境问题在世界各国引起了广泛的关注。 近年来,经济的高速发展与低效率的能源使用之间的矛盾使得我国的能源形势日趋严峻,盲目追求经济增长速度!不注重环保,使得我国的生态环境不堪重负因此,在当前形势下,调整和改善能源结构的任务十分艰巨,而提高能源利用率!大力开发利用可再生能源是解决我国能源与环境问题的重要途径之一。 为了满足人们对室内空气的舒适性要求,现代建筑中越来越多地使用了中央空调系统中央空调是由一台主机通过风道过风或冷热水管连接多个末端的方式来控制不同房间以达到室内空气调节目的的空调系统。中央空调的概念起源于美国,因其设备性能稳定、寿命长、舒适度高,逐渐得到了推广应用。中央空调气流组织好,送风温差小,室内温度分布均匀,加上可以方便引入新风,可以有效预防夏季“空调病”的发生,及避免出现冬季室内空气过于干燥的情况。先进的自动控制技术可保证中央空调系统按照最佳的负荷匹配比高效率运行,节能省电。地下水源热泵是以地下水作为夏季热泵制冷的冷却源（冬季采暖供热的低温热源），实现制冷、供热的热泵空调系统。该系统所使用的热泵设备为水源热泵机组。 随着经济的发展和人民生活水平的提高，公共建筑和住宅的供热及空调已成为普遍的需求，由此带来的能源供应紧张已经成为当今世界各国面临的一个共性问题。空调系统需要消耗大量的电能和燃料，据调查表明在发达国家中，供热和空调所消耗的能源占到社会总能耗的25%~30%（美国，日本），有的国家甚至达到总能耗的40%（瑞典），并且空调消耗的能量持续以4%~5%的速度增长，因此空调系统的节能始终是建筑环境与设备领域的重要研究课题之一。 在我国，家用空调器拥有量已经超过一亿台，同时每年以21%的速度增长，商业中央空调和家用空调变得更加普及。空调所消耗的电能占城市消耗的总电能正在逐年上升，已经成为电网负荷增长过快的重要因素。我国的能源结构是主要依靠矿石燃料，特别是煤炭。而矿石燃料在燃烧过程中会产生大量的污染物，包括大量SO2、CO、NOX等有害气体，以及CO2等温室气体。因此，在我国经济持续发展的今天，空调普及所带来的节能与环境问题，已经成为我国社会经济发展的一个重要议题。 地下水源热泵技术是以“开发和强化高质能源利用率的重要手段”，同时也是“获得可再生能源及维护生态平衡的有效途径之一”。该技术越来越受到全世界的关注，因为地下水源热泵可以利用自然界低品位能源（地下水）作为其冷热源，还可以回收建筑物内部的热量及各种余热，这些热源的温度较低，一般的工业过程和生活过程中很难利用起来，可是通过热泵系统就可以提高，从而向生活和生产过程中提供有用的热量。而且热泵机组以电力驱动，采用热泵原理吸收大地的热量供热（吸收室内热量制冷），消除了常规锅炉供暖中所造成的环境污染，因此地下水源热泵是一种清洁、低碳、高效、节能的空调产品。 而所谓热泵,其实是一种能量提升装置,它能实现能量从低温热源到高温热源的转移。地下水源热泵系统通过输入少量的高品位能源(如电能),来提取蕴藏在地下的低品位地热能源,提升品位之后加以利用,以实现对建筑物的供热、制冷及热水供应。冬季的时候,它从地能中“取”出热量