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    水源熱泵空調系統是利用湖水、河水、地下水、礦井水等自然水源作為冷熱源的空調系統。“熱泵”這一術語是借鑒“水泵”一詞得來。在自然環境中，水往低處流動，熱向低溫位傳遞。水泵將水從低處泵送到高處利用。而熱泵可將低溫位熱能“泵送”（交換傳遞）到高溫位提供利用。

     隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，公共建筑和住宅的供熱和空氣調節已成為普遍的需求。在發達國家中，供熱和空調的能耗可占到社會總能耗的25-30%。我國的能源結構主要依靠礦物燃料，特別是煤炭。礦物燃料燃燒產生的大量污染物，包括大量SO2、NOX等有害氣體以及CO2等溫室效應氣體。由于水源熱泵節能環保的特征，已經在發達國家得到了廣泛的應用，目前，我國在采暖及空氣調節行業也開始大力推廣水源熱泵技術。

    工藝原理

    水源熱泵工程是一項系統工程，一般由水源系統、水源熱泵機房系統和末端散熱系統三部分組成。水源系統包括水源、取水構筑物、輸水管網和水處理設備等；水源熱泵機房系統包括壓縮機、冷凝器、蒸發器、膨脹閥、水泵機組、檢測及控制系統，其中可編程控制器是整個水源熱泵機房系統的控制核心；末端散熱系統主要是風機盤管和一些空氣處理設備。

        

    1.壓縮機  壓縮機是空調器制冷系統的動力核心，它可將吸入的低溫、低壓制冷劑蒸氣通過壓縮提高溫度和壓力，讓里面的冷媒動起來，并通過熱功轉換達到制冷的目的。

    2.冷凝器  冷凝器是放出熱量的設備，將蒸發器中吸收的熱量連同壓縮機功所轉化的熱量一起傳遞給冷卻介質帶走。

    3.蒸發器  蒸發器是吸收熱量的設備，將冷媒中的熱量吸收掉。

    4.膨脹閥  膨脹閥起節流降壓的作用，經冷凝器冷凝后的高壓制冷劑液體經過節流閥時，因受阻而使壓力下降，導致部分制冷劑液體氣化，同時吸收氣化潛熱，其本身溫度也相應降低，成為低溫低壓的濕蒸汽，然后進入蒸發器。

    5.水泵機組  水泵機組主要的作用是提供流經蒸發器和冷凝器的水，在井水源熱泵系統中，主要包括井水泵和空調水循環泵。

    6.檢測及控制系統  檢測系統主要包括溫度檢測、壓力檢測、油位檢測、油壓差檢測、水流檢測、三相電壓檢測、缺錯相檢測等；控制系統包括可編程控制器（PLC）、觸摸屏和上位計算機。

    控制功能

    水源熱泵控制系統分為三層控制結構，優先級最高的是本地手動控制、其次是本地人機界面控制、再次是遠程計算機控制。控制系統實現熱泵機組工作模式切換、溫度控制及能量調節、溫度保護、故障保護及處理、壓縮機頻繁啟停保護等數學、邏輯運算及控制功能實現，其中主要控制任務包括以下方面。

    1.工作模式切換  控制系統分為四種模式，夏季制冷+熱回收模式、冬季制熱+熱回收模式、夏季制熱水模式和冬季制熱水模式。

    溫度控制及能量調節  需要檢測的溫度有蒸發器入水溫度、冷凝器入水溫度、蒸發器出水溫度、冷凝器出水溫度、熱水箱溫度、環境溫度等。

    2.溫度保護   溫度保護主要有冷凝器出水溫度保護、蒸發器出水溫度保護、排氣溫度保護等。

          

    3.故障保護及處理   故障保護主要包括冷凝器水流斷流故障、蒸發器水流斷流故障、熱水水流斷流故障、壓縮機排氣壓力過高保護、壓縮機吸氣壓力過低保護、壓縮機油位保護、壓縮機機內保護、油壓差保護、壓縮機過載保護等。

    4.壓縮機頻繁啟停保護  主要限制壓縮機的單位時間啟停次數，壓縮機啟動單位時間內不能停止，壓縮機停止后單位時間內不能啟動。

    5.壓縮機均衡運行  壓縮機的啟停采取先啟先停、后啟后停、先停先啟、后停后啟的控制原則，從而增加壓縮機的使用壽命。

    6.水泵機組控制  主要完成井水泵、熱水泵、空調泵在不同模式下及不同負載狀態下的啟停切換。

    7.定時開關機  熱泵系統的定時啟停分為三種時間模式，即工作日模式（周一到周五）、周六模式和周日模式，每個模式開始分別設定三個開關機的時間段。

    典型配置

    水源熱泵系統采用了HOLLiAS LM PLC作為控制裝置，包括CPU模塊LM3109、熱敏電阻信號輸入模塊LM3314和人機界面，實現了水源熱泵機組各種功能的控制要求。其配置圖如右圖所示。

        

    經過實際工程驗證，LM PLC作為水源熱泵的控制系統具有以下優點：

    熱敏電阻信號采集模塊可以直接接入NTC型熱敏電阻，并且能夠同時采集8個通道，在保證溫度采集精度的同時有效降低了用戶成本。

    編程軟件PowerPro較其它PLC的編程軟件具有極大優勢，其方便的離線、在線仿真功能及完善的視圖功能，使用戶在進行具有復雜邏輯的熱泵程序調試時非常快捷簡便，能夠大大節省現場施工時間。

    LM PLC體積小巧緊湊，安裝方式提供面板安裝和DIN導軌安裝兩種方式，接線方面采用了WAGO專利的接線端子，接線牢靠，不易松動、脫線，使整個熱泵控制系統的性能更加穩定。

    通過HOLLiAS LM PLC對熱泵中央空調機組的控制，良好地發揮了熱泵中央空調機組制冷、制熱以及空調機組保護等各種性能，其穩定可靠的工作特性，為整個熱泵機組進行節能環保的正常運行提供了可靠保證。