摘要：氣源熱泵熱水系統(tǒng)是一新型節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目。本文介紹了森蘭變頻器在此系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1 引言

熱泵對(duì)于中國大多數(shù)的人來說還是個(gè)陌生的名詞，但熱泵理論在19世紀(jì)的歐洲已經(jīng)問世——卡諾循環(huán)。隨著能源的日益緊缺，致使人們開始把目光放在節(jié)能環(huán)保的戰(zhàn)略上，開始關(guān)注和開發(fā)與生活相關(guān)的熱水設(shè)備。而其中的空氣能熱泵熱水系統(tǒng)，在中小型熱水系統(tǒng)中很受廣大用戶推崇。

空氣源熱水系統(tǒng)是根據(jù)卡諾循環(huán)原理，通過工質(zhì)汽化吸收空氣或其他低溫?zé)嵩粗袩o法直接利用的太陽能潛熱、生活及工業(yè)排放的廢熱，用少量的電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)形成高溫氣體進(jìn)入熱交換器把熱能釋放到水中將水加熱。工質(zhì)冷凝并液化并回到吸收端，周而復(fù)始開始循環(huán)。

2 方案比較

一般的氣源熱水系統(tǒng)主要由三部分組成，熱水機(jī)組、循環(huán)水泵、保溫水箱和電氣控制系統(tǒng)組成。而在一些較大熱水系統(tǒng)（比如，泳池、淋浴澡堂、酒店熱水系統(tǒng)）往往由幾臺(tái)甚至幾十臺(tái)熱泵機(jī)組并聯(lián)工作，才能生產(chǎn)足夠量的熱水。現(xiàn)在把此類熱水系統(tǒng)中，不使用變頻控制和使用變頻控制的兩種方案進(jìn)行比較。

2.1 不使用變頻控制，系統(tǒng)圖1如下：

圖1 不用變頻器控制的情況
1#—4#熱泵是否開啟受環(huán)境溫度和熱水量的控制，與熱泵對(duì)應(yīng)采用4臺(tái)2.2KW的循環(huán)水泵，循環(huán)水泵的開啟與熱泵相對(duì)應(yīng)，并受系統(tǒng)熱水量的控制。

2.2 使用變頻器控制，系統(tǒng)圖2如下：

圖2 用變頻器控制的情況
在變頻器控制系統(tǒng)中，同樣是1#—4#熱泵工作，生產(chǎn)熱水。采用一臺(tái)11KW的循環(huán)水泵。基本原理是：由PLC收集熱泵工作狀態(tài)、環(huán)境溫度和所需熱水量，發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)和速度指令給變頻器，變頻器調(diào)節(jié)循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速。這樣使循環(huán)水的流量自動(dòng)適應(yīng)系統(tǒng)要求的變化。

從兩種方案比較來看，采用變頻控制的方案更有優(yōu)勢：循環(huán)水泵由四臺(tái)變?yōu)橐慌_(tái)，減少管路、減少安裝量和占地空間；提高系統(tǒng)自動(dòng)化程度、增加控制精度、和穩(wěn)定性，并能產(chǎn)生連續(xù)的熱水；經(jīng)濟(jì)性明顯提高，節(jié)約了成本。

3 變頻控制實(shí)現(xiàn)

在產(chǎn)品選型上，充分考慮系統(tǒng)將來升級(jí)，以適應(yīng)系統(tǒng)通訊方面的要求，比如RS485串口。此系統(tǒng)選用性價(jià)比較高的森蘭SB60G11，電壓三相380V，功率11KW。PLC還是選用大家比較熟悉的西門子S7-200系列。部分控制電路如圖3所示：

圖3 變頻控制示意圖
PLC采集信號(hào)有熱泵運(yùn)行狀態(tài)、流量開關(guān)、熱水溫度、系統(tǒng)壓力等，經(jīng)過PLC邏輯控制后，輸出控制信號(hào)和指令信號(hào)給變頻器。變頻器按多段數(shù)運(yùn)行。
變頻器主要參數(shù)設(shè)定：

F004 “1”外控端子控制
F500 “0”多段頻率端子X1
F501 “1”多段頻率端子X2
F502 “2”多段頻率端子X3
F503 “3”多段頻率端子X4
F504 “13”正轉(zhuǎn)輸入
F616 “28.00”多段頻率1
F617 “35.00”多段頻率2
F618 “42.00”多段頻率3
F619 “48.00”多段頻率4

其余參數(shù)出廠值即可，如要修改，可調(diào)相關(guān)參數(shù)項(xiàng)。

4 結(jié)束語

氣源熱泵熱水系統(tǒng)本身就是一節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目。而增添了變頻控制，能起到兩方面的效果：從技術(shù)上來說，系統(tǒng)更加科學(xué)合理，提高了系統(tǒng)的綜合性能指標(biāo)；從節(jié)能方面來說，變頻器在水泵調(diào)速中的節(jié)電效果是很明顯的，就循環(huán)水泵來看，比原系統(tǒng)節(jié)電30%以上。(end)