空气能热泵热水机组无线监控系统的研究

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1、学校代码10459学号或申请号201322182206密级专业硕士学位论文空气能热泵热水机组无线监控系统的研究作者姓名：崔孟丹导师姓名：毛晓波教授专业学位名称：控制工程培养院系：电气工程学院完成时间：2016年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchontheWirelessMonitoringSystemofAirSourceHeatPumpWaterHeaterUnitByMengdanCuiSupervisor:Pro

2、f.XiaoboMaoControlEngineeringSchoolofElectricalEngineeringMay,2016学位论文原创性声明：本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研巧所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，巧已在文中明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：裝ＩｌＳＨ期：年＾月７Ｈ学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的

3、论文及和关的实物作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学脊关保留、使用学位论文的规定，間意学校保留或向菌家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被査闽和借阅；本人授权郑巧大学可臥将本学位论文的全部或部分编入有关数扼库进行檢索，可采巧影印、缩印或者巧他复制手段保巧论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学一位论文或与该学位论义直接相关的学术论文或成果时，第署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：丹餐畫口期：＞〇衫年＾月３Ｈ摘要空气能是一种新

4、型能源，目前，已有多家电器厂商研制出了空气能热泵热水机组系列产品，以满足对热水需求度高的酒店或者学校等公共场所。但机组往往一台主机配带多台从机，数量较多，占地面积大，通常都是置于大楼顶部，不利于实时监测机组运行状态，且给工作人员的检测及运维带来不便。同时机组的出水温度、液位等靠人为控制，其控制精度、智能化水平及可维护性均需进一步提高。基于以上问题，本文研究设计了空气能热泵热水机组无线智能监控系统。主要工作包括：（1）介绍了空气能热泵热水机组的应用特点和现状，以及空气能热泵的工作原理。综合分析了影响热泵机组制热性能和消

5、耗功率的各项因素，经研究、对比和实测后发现，减小蒸发温度或者提高冷凝温度均会使制热性能系数COP减小，功耗增大；周围环境温度俞高制热性能愈好，但回水温度愈大则制热性能愈差。（2）为使机组制热性能最优化，提出使用模糊PID控制的方法，提高蒸发温度，减小冷凝温度，自动设定适当的回水温度，以解决出水温度的控制问题。基于LabVIEW建立了模糊PID模型，选择适当的隶属函数以及模糊规则。仿真实验和现场调试表明，模糊PID控制有效解决了超调大、过渡时间长等问题，实现了对水温的智能控制。（3）对空气能热泵热水机组的主机与从机的通

6、讯方式进行了研究和改进，设计了机组外的主控制板，增加了非接触液位测量模块，实现了出水温度、水箱液位、压缩机电流、化霜温度以及环境温度等状态参数的实时采集与传输。（4）为解决热水机组运行参数不易实时观察及有线通讯方式存在的问题，设计了远程无线通讯方案，采用无线射频收发模块实现远程无线传输，将机组各状态参数信号实时传输到工作室的上位机进行显示，开发了以LabVIEW为平台的上位机界面来实时监控机组运行状态，再利用模糊PID控制运算与无线监控系统相结合，对系统进行进一步集成、优化与完善。现场实验与测试表明，本无线远程监控系

7、统运行良好，满足了用户的需求。I关键词：空气能热泵热水机组；无线监控；模糊PID控制；LabVIEWIIAbstractAirenergyisanewtypeofenergy.Atpresent,manyelectronicsmanufacturershavedevelopedaseriesofproductsofair-sourceheatpumpwaterheaterunitstomeetthedemandofplentyofhotwaterforpublicplacessuchashotelsandschool

8、s.Butaunitisoftencomposedofonehostandmultipleslavemachines.Duetolargequantitiesandbiggroundoccupationarea,theunitsareusuallyinstalledontheroof,whichbringsoperatorsinconvenie