CN107726659A - 空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置。该空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置包括自动控制***、制冷制热***、冷热水***、空调控制器、室内风机盘管以及供水***，空调控制器与室内风机盘管相连；供水***能够通过冷热水***向制冷制热***供水；制冷制热***、冷热水***、空调控制器以及供水***均与自动控制***相连，自动控制***上设有网络模块；制冷制热***与冷热水***相连，冷热水***与室内风机盘管相连。本发明成本低，使得学员不需要在工业现场上进行实训操作，在本实训考核装置上就能反复拆装实训，从而提高学员的理解及动手能力。
Description
技术领域
本发明涉及教学设备技术领域，特别涉及空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置。
背景技术
为了推动大中院校对相关专业建设和课程改革，便于演示实验使得更多的人能够更好的了解空气源热泵/太阳能热泵***，培养出更多空气源热泵/太阳能热泵***行业的发展需要，空气源热泵/太阳能热泵***教学研究用装置的研发变得更加重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于教学的空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置，可以解决上述现有技术问题中的一个或多个。
根据本发明的一个方面，提供了空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置，包括自动控制***、制冷制热***、冷热水***、空调控制器、室内风机盘管以及供水***，空调控制器与室内风机盘管相连；
供水***能够通过冷热水***向制冷制热***供水；
制冷制热***、冷热水***、空调控制器以及供水***均与自动控制***相连，自动控制***上设有网络模块；
制冷制热***与冷热水***相连，冷热水***与室内风机盘管相连。
本发明的有益效果在于：本发明通过模拟一个空气源热泵/太阳能热泵***，将自动控制***、制冷制热***、冷热水***、空调控制器和室内风机盘管集中在一个操作台上，通过自动控制***控制制冷制热***产生冷水/热水，然后通过冷热水***把冷水/热水输送至室内风机盘管并通过空调控制器的控制吹出冷风/热风，具有成本低的优点，使得学员不需要在工业现场上进行实训操作，在本实训考核装置上就能反复拆装实训，从而提高学员的理解及动手能力。此外，由于自动控制***上设有网络模块，可通过网络控制整个装置的运行状态，完成网络控制软件的设计与编写。通过网络可进行故障设置与考核，从而大大便于对学员进行培训与考核。
在一些实施方式中，制冷制热***包括压缩机、气液分离器、空调地暖换热器、室外换热器/太阳能集热器、四通阀、节流膨胀阀、单向阀组、经济器、储液罐和干燥过滤器；
压缩机上设有压缩机出口和压缩机进口，压缩机出口通过管道与四通阀的第一接口连通，四通阀的第二接口通过管道与室外换热器/太阳能集热器相连，四通阀的第三接口通过气液分离器与压缩机进口相连，四通阀的第四接口通过空调地暖换热器与单向阀组的第一接口连通；
单向阀组的第一接口通过由管道依次连通的储液罐、经济器、干燥过滤器和节流膨胀阀与单向阀组的第二接口连通，单向阀组的第二接口通过管道与室外换热器/太阳能集热器相连；
四通阀的第二接口通过室外换热器/太阳能集热器与单向阀组的第三接口连通，单向阀组的第三接口通过管道与储液罐相连；
节流膨胀阀通过单向阀组的第四接口与空调地暖换热器相连。
由此，在制热时，制冷剂的流程为：压缩机排气口→四通阀的第一接口→四通阀的第四接口→空调地暖换热器→单向阀组的第一接口→储液罐→经济器→干燥过滤器→节流膨胀阀→室外换热器/太阳能集热器→四通阀的第二接口→四通阀的第三接口→气液分离器→压缩机进口。在制冷时，制冷剂的流程为：压缩机出口→四通阀的第一接口→室外换热器/太阳能集热器→单向阀组的第三接口→储液罐→经济器→干燥过滤器→节流膨胀阀→单向阀组的第四接口→空调地暖换热器→四通阀的第四接口→四通阀的第三接口→气液分离器→压缩机进口。
在一些实施方式中，压缩机上还设有增焓接口，经济器和干燥过滤器之间的连通管道上并联有增焓膨胀阀，经过干燥过滤器的制冷剂的一部分通过管道流向节流膨胀阀，经过干燥过滤器的制冷剂的另一部分通过增焓膨胀阀流过经济器并最终通过管道经增焓接口流入压缩机。由此，在超低温或超高温时，通过膨胀制冷的方式来稳定液态制冷剂，以提高压缩机的容量和效率，延长压缩机的使用寿命。
在一些实施方式中，节流膨胀阀和增焓膨胀阀均为电子膨胀阀。由于电子膨胀阀具有热力膨胀阀无法比拟的优良特性，采用电子膨胀阀，有利于本发明实现自动化与智能化，便于教学与实训操作。
在一些实施方式中，节流膨胀阀和单向阀组的第二接口连通的管道上设有视液镜。由此，通过设置视液镜，可以查看制冷剂是处于气体状态还是处于液体状态，由此可以提高本发明的操作性及调节性。
在一些实施方式中，冷热水***包括进水口和出水口，进水口的一端能够通过循环泵与空调地暖换热器的空调回水口相连，出水口的一端能够通过管道与空调地暖换热器的空调出水口相连；供水***能够通过进水口向制冷制热***供水，出水口的另一端通过管道与室内风机盘管相连。由此，通过冷热水***的出水口向室内风机盘管传输冷水/热水，以实现制冷/制热，同时也可以通过冷热水***的进水口向空调地暖换热器供水。
在一些实施方式中，室内风机盘管通过管道与蓄能水箱相连，供水***通过蓄能水箱与冷热水***的进水口相连。由此，通过设置蓄能水箱，可以起到缓存冷水/热水的效果，从而可以确保当压缩机停机时，通过蓄能水箱向室内风机盘管提供冷水/热水，以达到短时制冷/制热的效果。
在一些实施方式中，蓄能水箱通过由管道依次连通的膨胀水罐、循环水泵、单向阀和过滤器与冷热水***的进水口相连。由此，可以进一步提高本发明的使用效果，便于操作，通过设置过滤器，可以对水质进行过滤，从而可以延长本发明的使用寿命。
在一些实施方式中，冷热水***的出水口通过由管道依次连通的水压表、第一手阀、第二手阀、第一水流开关和第三手阀与室内风机盘管相连，水压表和第一手阀连通的管道上设有闸阀，闸阀通过管道与排污管相连，第二手阀的两端通过管道并联有第四手阀和第五手阀，第四手阀和第五手阀之间设有电加热锅炉，室内风机盘管与蓄能水箱之间连有第六手阀。由此，此种设计可以提高本发明的稳定性，通过设置与排污管连通的闸阀，可以及时排掉装置中产生的污水，从而可以提高本发明的使用寿命。
在一些实施方式中，供水***通过由管道依次连通的减压阀、自动补水阀和第二水流开关与蓄能水箱相连，自动补水阀与蓄能水箱相连的管道上设有排水阀，排水阀通过管道与下水管相连。由此，通过设置自动补水阀，可以提高本发明的自动化，增强本发明的安全性能。
附图说明
图1为本发明一实施方式的空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置的整体结构示意图；
图2为图1所示空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置中的制冷制热***的结构示意图；
图3为图1所示空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置中的冷热水***的结构示意图；
图4为图1所示空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置中的回水***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1至图4示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置。如图所示，该装置包括自动控制***1、制冷制热***2、冷热水***3、空调控制器4、室内风机盘管5以及供水***6，空调控制器4与室内风机盘管5相连。
其中，供水***6能够通过冷热水***3向制冷制热***2供水，制冷制热***2与冷热水***3相连，冷热水***3与室内风机盘管5相连，制冷制热***2、冷热水***3、空调控制器4以及供水***6均与自动控制***1相连，自动控制***1上设有网络模块7。本发明通过模拟一个空气源热泵/太阳能热泵***，将自动控制***1、制冷制热***2、冷热水***3、空调控制器4、供水***6和室内风机盘管5集中在一个操作台上，通过自动控制***1控制制冷制热***2产生冷水/热水，然后通过冷热水***3把冷水/热水输送至室内风机盘管5并通过空调控制器4的控制吹出冷风/热风，具有成本低的优点，使得学员不需要在工业现场上进行实训操作，在本实训考核装置上就能反复拆装实训，从而提高学员的理解及动手能力。此外，由于自动控制***1上设有网络模块7，由此可通过网络控制整个装置的运行状态，完成网络控制软件的设计与编写。通过网络可进行故障设置与考核，从而大大便于对学员进行培训与考核。。
为了提高本发明的可操作性及安全性，自动控制***1可包括控制主板、触摸屏、交流接触器、热过载保护器、电流互感器、电压表、压缩机电容。
制冷制热***2可包括压缩机21、气液分离器22、空调地暖换热器23、室外换热器/太阳能集热器24、四通阀25、节流膨胀阀26、单向阀组27、经济器28、储液罐29和干燥过滤器210；压缩机21上设有压缩机出口2101和压缩机进口2102，压缩机出口2101通过管道与四通阀25的第一接口连通，四通阀25的第二接口通过管道与室外换热器/太阳能集热器24相连，四通阀25的第三接口通过气液分离器22与压缩机进口2102相连，四通阀25的第四接口通过空调地暖换热器23与单向阀组27的第一接口连通；单向阀组27的第一接口通过由管道依次连通的储液罐29、经济器28、干燥过滤器210和节流膨胀阀26与单向阀组27的第二接口连通，单向阀组27的第二接口通过管道与室外换热器/太阳能集热器24相连；四通阀25的第二接口通过室外换热器/太阳能集热器24与单向阀组27的第三接口连通，单向阀组27的第三接口通过管道与储液罐29相连；节流膨胀阀26通过单向阀组27的第四接口与空调地暖换热器23相连。
由此，在制热时，制冷剂的流程为：压缩机21排气口→四通阀25的第一接口→四通阀25的第四接口→空调地暖换热器23→单向阀组27的第一接口→储液罐29→经济器28→干燥过滤器210→节流膨胀阀26→室外换热器/太阳能集热器24→四通阀25的第二接口→四通阀25的第三接口→气液分离器22→压缩机进口2102。在制冷时，制冷剂的流程为：压缩机出口2101→四通阀25的第一接口→四通阀25的第二接口→室外换热器/太阳能集热器24→单向阀组27的第三接口→储液罐29→经济器28→干燥过滤器210→节流膨胀阀26→单向阀组27的第四接口→空调地暖换热器23→四通阀25的第四接口→四通阀25的第三接口→气液分离器22→压缩机进口2102。
进一步地，压缩机21上还设有增焓接口2103，经济器28和干燥过滤器210之间的连通管道上并联有增焓膨胀阀211，经过干燥过滤器210的制冷剂的一部分通过管道流向节流膨胀阀26，经过干燥过滤器210的制冷剂的另一部分通过增焓膨胀阀211流过经济器28并最终通过管道经增焓接口2103流入压缩机21。由此，在超低温或超高温时，通过膨胀制冷的方式来稳定液态制冷剂，以提高压缩机21的容量和效率，提高压缩机21的使用寿命。
节流膨胀阀26和增焓膨胀阀211最好均为电子膨胀阀。由于电子膨胀阀具有热力膨胀阀无法比拟的优良特性，采用电子膨胀阀，有利于本发明实现自动化与智能化，便于教学与实训操作。
为了提高本发明的可靠性，节流膨胀阀26和单向阀组27的第二接口连通的管道上设有视液镜212。由此，通过设置视液镜212，可以可以查看制冷剂是处于气体状态还是处于液体状态，由此可以提高本发明的操作性及调节性。
为了提高本发明的安全性能，空调地暖换热器23上可通过管道连接防冻开关2303。
作为一种优选，冷热水***3包括进水口3101和出水口3102，进水口3101的一端能够通过循环泵32与空调地暖换热器23的空调回水口2301相连，出水口3102的一端能够通过管道与空调地暖换热器23的空调出水口2302相连；供水***6能够通过进水口3101向制冷制热***2供水，出水口3102的另一端通过管道与室内风机盘管5相连。由此，通过冷热水***3的出水口3102向室内风机盘管5传输冷水/热水，以实现制冷/制热，同时也可以通过冷热水***3的进水口3101向空调地暖换热器23供水。
进一步地，室内风机盘管5通过管道与蓄能水箱33相连，供水***6通过蓄能水箱33与冷热水***3的进水口3101相连。由此，通过设置蓄能水箱33，可以在满足制冷制热的条件下时，将室内风机盘管5中多余的冷水/热水储存在蓄能水箱33中，可以起到缓存冷水/热水的效果，从而可以确保当压缩机21停机时，通过蓄能水箱33向室内风机盘管5提供冷水/热水，以达到短时制冷/制热的效果，以确保压缩机21停机后，以保持室内的温度，使室内温度在短时间内不会发生很大变化。
为了改善本发明在使用时的使用环境，本装置还包括回水***8，回水***8用于收集实训时的泄漏水并经过滤后回至供水***6，回水***8包括集水水箱81，集水水箱81通过由管道依次连通的回水过滤器82、回水单向阀83和回水循环水泵84与供水***6相连。由此，通过设置回水***8，可以便于供水或试压时产生的泄漏水的回收。
蓄能水箱33可通过由管道依次连通的膨胀水罐34、循环水泵35、单向阀36和过滤器37与冷热水***3的进水口3101相连。由此，可以进一步提高本发明的使用效果，便于操作，通过设置过滤器37，可以对水质进行过滤，从而可以延长本发明的使用寿命。
冷热水***3的出水口3102可通过由管道依次连通的水压表312、第一手阀313、第二手阀314、第一水流开关315和第三手阀316与室内风机盘管5相连，水压表312和第一手阀313连通的管道上设有闸阀317，闸阀317通过排污管318与集水水箱81相连，第二手阀314的两端通过管道并联有第四手阀319和第五手阀320，第四手阀319和第五手阀320之间设有电加热锅炉321，第一水流开关315和第三手阀316之间连通的管道上设有安全阀327，安全阀327通过下水管与集水水箱81相连，室内风机盘管5与蓄能水箱33之间连有第六手阀322，增焓膨胀阀211和干燥过滤器210连通的管道上设有第七手阀223。由此，此种设计可以提高本发明的稳定性，通过设置与排污管318连通的闸阀317，可以及时排掉装置中产生的污水，并通过回水***8回收过滤后回至供水***6，从而可以节约水源，改善本发明的使用环境。
供水***6可通过由管道依次连通的减压阀38、自动补水阀39和第二水流开关338与蓄能水箱33相连，自动补水阀39与蓄能水箱33相连的管道上设有排水阀310，排水阀310通过下水管311与集水水箱81相连。通过设置自动补水阀39，可以提高本发明的自动化，增强本发明的安全性能。
本发明可以同时使用多台空调，可以在室内风机盘管5与冷热水***3的出水口311连通的管道上设置空调分水器328，空调分水器328上连有多个第八手阀329，每一个室内风机盘管5均可以通过管道与其中的一个第八手阀329相连，由此，可以通过冷热水***3为多台空调提供冷水/热水。同时也可以在蓄能水箱33与室内风机盘管5之间设置空调集水器330，空调集水器330上连有多个第九手阀331，每一个室内风机盘管5均可以通过管道与其中的一个第九手阀331相连，由此每个室内风机盘管5中多余的冷水/热水可以通过空调集水器330传输给蓄能水箱33进行储存。
为了进一步提高本发明的可操作性，冷热水***3的出水口311与室内风机盘管5连通的管道上可设有第一热电偶324，过滤器37与单向阀36连通的管道上设有第二热电偶325，室外换热器/太阳能集热器24上设有第四热电偶213，气液分离器22和四通阀25的第三接口连通的管道上设有第五热电偶214，节流膨胀阀26和单向阀组27的第二接口连通的管道上设有第六热电偶217，压缩机21和四通阀25的第一接口连通的管道上设有第七热电偶218。由此，通过设置多个热电偶，可以测量不同部件的温度，从而可以便于学员的考核与实训。
为了进一步提高本发明在使用过程中的安全性能，气液分离器22和四通阀25的第三接口连通的管道上设有第一压力开关219和第一压力表220，压缩机21和四通阀25的第一接口连通的管道上设有第二压力开关221和第二压力表222，膨胀水罐34和循环水泵35连通的管道上设有第三压力表326。
在本发明提供的空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置中，所有的管道连接均采用螺纹口进行连接，由此便于部件的拆卸与连接。
本发明还可配合生活热水组件使用，生活热水换热器224串联在压缩机出口2101和四通阀25的第一接口之间。本发明还可以配合地暖组件使用，电暖盘管/暖气片332可以通过管道与冷热水***3的出水口3102相连。本发明可以同时为多台地暖组件进行供暖，电暖盘管/暖气片332与出水口3102相连的管道上可设有地暖分水器333，地暖分水器333设有多个连接口，每一电暖盘管/暖气片332均可以通过管道与其中的一个连接口相连，由此通过冷热水***3可以为多个电暖盘管/暖气片332提供热水。地暖分水器333和冷热水***3的出水口3101连通的管道上设有第十手阀334和混合水泵335。电暖盘管/暖气片332与蓄能水箱31连通的管道上设有地暖集水器336和第十一手阀337，地暖集水器336上设有多个连接口，每一电暖盘管/暖气片332均可以通过管道与其中的一个连接口相连，由此可以将电暖盘管/暖气片332中多余的热水通过地暖集水器336传输给蓄能水箱33进行缓存。
由此，通过配套使用空调组件、地暖组件和生活热水组件，可以实现“高温制冷、低温采暖、生活热水”的空气源热泵/太阳能热泵***的设备安装与调试，便于教学和对学员进行实训与考核。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置，其特征在于，包括自动控制***(1)、制冷制热***(2)、冷热水***(3)、空调控制器(4)、室内风机盘管(5)以及供水***(6)，所述空调控制器(4)与所述室内风机盘管(5)相连；
所述供水***(6)能够通过所述冷热水***(3)向所述制冷制热***(2)供水；
所述制冷制热***(2)、冷热水***(3)、空调控制器(4)以及供水***(6)均与所述自动控制***(1)相连，所述自动控制***(1)上设有网络模块(7)；
所述制冷制热***(2)与所述冷热水***(3)相连，所述冷热水***(3)与所述室内风机盘管(5)相连。
2.根据权利要求1所述的空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置，其特征在于，所述制冷制热***(2)包括压缩机(21)、气液分离器(22)、空调地暖换热器(23)、室外换热器/太阳能集热器(24)、四通阀(25)、节流膨胀阀(26)、单向阀组(27)、经济器(28)、储液罐(29)和干燥过滤器(210)；
所述压缩机(21)上设有压缩机出口(2101)和压缩机进口(2102)，所述压缩机出口(2101)通过管道与所述四通阀(25)的第一接口连通，所述四通阀(25)的第二接口通过管道与所述室外换热器/太阳能集热器(24)相连，所述四通阀(25)的第三接口通过所述气液分离器(22)与所述压缩机进口(2102)相连，所述四通阀(25)的第四接口通过所述空调地暖换热器(23)与所述单向阀组(27)的第一接口连通；
所述单向阀组(27)的第一接口通过由管道依次连通的储液罐(29)、经济器(28)、干燥过滤器(210)和节流膨胀阀(26)与所述单向阀组(27)的第二接口连通，所述单向阀组(27)的第二接口通过管道与所述室外换热器/太阳能集热器(24)相连；
所述四通阀(25)的第二接口通过所述室外换热器/太阳能集热器(24)与所述单向阀组(27)的第三接口连通，所述单向阀组(27)的第三接口通过管道与所述储液罐(29)相连；
所述节流膨胀阀(26)通过所述单向阀组(27)的第四接口与所述空调地暖换热器(23)相连。
3.根据权利要求2所述的空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置，其特征在于，所述压缩机(21)上还设有增焓接口(2103)，所述经济器(28)和所述干燥过滤器(210)之间的连通管道上并联有增焓膨胀阀(211)，经过所述干燥过滤器(210)的制冷剂的一部分通过管道流向所述节流膨胀阀(26)，经过所述干燥过滤器(210)的制冷剂的另一部分通过所述增焓膨胀阀(211)流过所述经济器(28)并最终通过管道经所述增焓接口(2103)流入所述压缩机(21)。
4.根据权利要求3所述的空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置，其特征在于，所述节流膨胀阀(26)和所述增焓膨胀阀(211)均为电子膨胀阀。
5.根据权利要求2所述的空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置，其特征在于，所述节流膨胀阀(26)和所述单向阀组(27)的第二接口连通的管道上设有视液镜(212)。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置，其特征在于，所述冷热水***(3)包括进水口(3101)和出水口(3102)，所述进水口(3101)的一端能够通过循环泵(32)与所述空调地暖换热器(23)的空调回水口(2301)相连，所述出水口(3102)的一端能够通过管道与所述空调地暖换热器(23)的空调出水口(2302)相连；
所述供水***(6)能够通过所述进水口(3101)向所述制冷制热***(2)供水，所述出水口(3102)的另一端能够通过管道与所述室内风机盘管(5)相连。
7.根据权利要求6所述的空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置，其特征在于，所述室内风机盘管(5)通过管道与蓄能水箱(33)相连，所述供水***(6)通过所述蓄能水箱(33)与所述冷热水***(3)的进水口(3101)相连。
8.根据权利要求7所述的空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置，其特征在于，所述蓄能水箱(33)通过由管道依次连通的膨胀水罐(34)、循环水泵(35)、单向阀(36)和过滤器(37)与所述冷热水***(3)的进水口(3101)相连。
9.根据权利要求7所述的空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置，其特征在于，所述供水***(6)通过由管道依次连通的减压阀(38)、自动补水阀(39)和第二水流开关(338)与所述蓄能水箱(33)相连，所述自动补水阀(39)与所述蓄能水箱(33)相连的管道上设有排水阀(310)，所述排水阀(310)通过管道与下水管(311)相连。
10.根据权利要求6所述的空气源热泵/太阳能热泵***安装与调试实训考核装置，其特征在于，所述冷热水***(3)的出水口(3102)通过由管道依次连通的水压表(312)、第一手阀(313)、第二手阀(314)、第一水流开关(315)和第三手阀(316)与所述室内风机盘管(5)相连，所述水压表(312)和所述第一手阀(313)连通的管道上设有闸阀(317)，所述闸阀(317)与排污管(318)相连，所述第二手阀(314)的两端通过管道并联有第四手阀(319)和第五手阀(320)，所述第四手阀(319)和所述第五手阀(320)之间设有电加热锅炉(321)，所述室内风机盘管(5)与所述蓄能水箱(33)之间连有第六手阀(322)。
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