基于GPRS的热能控制装置毕业设计论文

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1、广西大学学士学位论文基于GPRS的热能控制装置前言当今社会，环境污染和能源危机已成为威胁人类生存的头等大事，如何解决这一问题，已成为全人类的课题。在这种背景下，以环保和节能为主要特征的绿色建筑及相应的系统应运而生，而热泵系统正是满足这些要求的新兴系统。热泵供水系统不仅可以通过低品位可再生能源的应用达到节能的目的，还具有使用寿命长，加热速度快，运行稳定和易于操作等优点。特别是其热效率超过300%在目前世界能源普遍缺乏的情况下，将是未来热水系统的主要产品。国外热泵供水系统功能较完备，人机接口良好，调试方便，运行可靠。缺点

2、就是功能单一而且价格昂贵。国内同类系统暴露出一些不足，例如：稳定性、核心硬件和软件算法落后，装置功能单一，不利于广泛推广。智能热泵供水系统主要通过将工业控制现场的温度模拟量通过传感器采集，再经A/D转换成数字量输入计算机，由温度控制系统软件实现存储、处理、显示或打印的过程，相应的系统称为温度控制系统。该系统将温度传感器采集到的温度模拟信号转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机，根据PID算法计算出相应的需要的控制量，然后再由驱动电路输出，控制现场温度变化的系统。该系统采用先进的eCOG1单片机为主要控制核心，它

3、有16位哈佛体系结构的CPU，同时具有16位数据地址空间和24位代码地址空间，主频为100MHz,指令周期短、效率高、功能强大。控制系统采用分布式的结构，由主控制器和加热控制器组成，可实现用水̣、控水无人值守，操作简单，采用菜单式管理方式，设置参数容易，人机界面直观友好，便于工作人员操作和监控。基于GPRS的无线通讯远程监控供热系统的运转（如时间控制、流量控制、水温控制、收款控制），使得该系统管理方便、抗干扰性强。所传输的数据，能在PC机上加以显示，工作人员也能对系统的参数进行远程在线调整。而使用GPRS通信的好处是

4、可以克服一般的嵌入式TCP/IP通信只能局限在局域网内的缺点，使跨地区、跨省的点对点通信成为可能。采用IC卡结合指纹管理收费，方便快捷，特别适合学校、医院、宾馆等单位使用。39广西大学学士学位论文基于GPRS的热能控制装置第一章热泵技术及其工作原理1.1热泵技术简介热泵是一种提高热量温度的机械装置，正如水泵能提高水的压力(或水位)一样。热能根据其温度的高低可分为低品位能源和高品位能源。越接近环境温度的热能品位越低。而高出环境温度幅度越高，则热能品位越高。我们生活所需供应的热水一般在0℃～100℃之间，均为低品位能源。

5、这种低品位可再生能源完全适用于建筑供暖空调用能或生活热水供给的目的。为了实现这一技术目标，必须借助热泵技术的运用。使用热泵系统可同时满足建筑物冬季供暖、夏季制冷和全年的生活热水的要求，不仅可以通过低品位可再生能源的应用达到节能的目的，还具有使用寿命长，运行稳定和易于操作等优点。可以说，热泵技术是实现大规模利用自然能源向建筑物供能的必需技术途径。热泵技术的发展已历经一个多世纪，1824年法国青年工程师卡诺首先提出热力学循环理论，1852年开尔文具体提出了热泵的设计思想，但是由于当时条件所限并未立即投入实际研发。直到19

6、17年德国卡赛伊索达制造厂首次把热泵应用于工业生产，这一技术才引起较大轰动。但是当时热泵的初期投资远远高于其他采暖设备，加上那个时代燃料能源价格低廉，而驱动热泵工作的电能却十分昂贵，因此在经济上并不合算。另外，由于当时压缩机、换热器等核心部件的制造工艺还不成熟，导致该技术并未得到发展和推广。随着工业生产的发展，进入20世纪70年代之后，世界范围内能源危机的爆发，加速了热泵技术的发展与应用，而热泵真正意义的商业应用也只有近十几年的历史。1.2热泵热水器的工作原理热泵热水器的工作原理可以分为两个工作循环，即制冷剂循环回路

7、和水循环回路，其工作流程如图139广西大学学士学位论文基于GPRS的热能控制装置－1所示。在制冷剂的循环回路中，压缩机吸入温度较高的低压制冷剂蒸汽，将其压缩成为高温高压的气体，再将这些高温高压气体送入冷凝器中去进行热量交换。水循环回路中，冷水在水泵的作用下，进入到冷凝器，在冷凝器中与高温高压气体进行热交换，制成热水。同时，冷凝器中的高温高压气体变成了低温低压的气体或液体，送入储液罐。制冷剂从储液罐中输出后，经过滤器、膨胀阀，进入蒸发器从空气中吸热而蒸发。然后，制冷剂蒸汽再次被压缩机吸入，开始下一个循环。通过这样反复的

8、循环工作，从而达到对水箱中的水加热的目的。图1－1空气源热泵热水器原理图它本身消耗一部分电能，即压缩机耗电Qb；同时通过工质循环系统在水冷板式换热器(即冷凝器)中进行放热Qc，根据能量守恒定律有：Qc=Qa+Qb，即热泵输出的能量为压缩机做的功Qb和热泵从环境中吸收的热量Qa之和；通常Qa为Qb的3倍以上，即能源利用效率达300％以上，而通常的