某实验楼地源热泵控制系统设计与实现

摘要

建筑节能是我国节能减排一项重要举措，可再生能源利用是解决建筑节能的重要途径。地源热泵是近年来兴起的优质可再生能源之一，设计一个科学合理的自动化控制系统对保障其高效工作具有重要意义。 本文针对某被动式建筑实验楼地源热泵系统，设计并实现了其自动控制系统，具体内容如下： 首先，对该建筑及其地源热泵的工艺原理进行了深入研究分析，采用双冷源温湿分控空调系统，地源热泵作为冷热源承担系统全部显热负荷负责室内温度控制；带热回收双冷源新风机组承担系统潜热负荷负责室内湿度以及空气质量控制，并承担夏季预冷解决地源热泵启动制冷缓慢的不足。 其次，根据该系统对控制的需求，设计了总体控制系统方案，给出了控制点表并完成硬件设备选型。现场控制器选用澳大利亚何欣公司的BCU系列控制器以及BG-Modbus通讯模块等设备，并通过Viewlogic软件对其进行逻辑编程。 再次，研究了地源热泵空调系统及双冷源新风系统的控制规律，利用MATLAB对系统复合模糊PID控制算法进行仿真。通过Webtalk软件完成了控制系统组态软件设计，包括工艺流程图形组态；现场控制器功能组态、历史曲线以及相关参数实时显示等功能组态。 最后，经对地源热泵以及新风系统安装与调试，该系统在夏季和冬季各种工况下均运行稳定可靠，性能良好，验证了本文控制系统设计的合理性。

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