Разработка автономного электроснабжения для теплонасосной установки
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
5 подает воду из колодца по шлангу 11 к тройнику 12, имеющему два выводных шланга. По шлангу 13 вода подается в ТНУ, а по шлангу 14 - в накопительный бак.
5.5 Расположение солнечных элементов в опытной ТНУ
Теплонасосная установка имеет три контура (рис. 4.1):
I - питательный; II - основной; III - отопительный.
Автономное электроснабжение обеспечивается от солнечных элементов 9, которые могут располагаться либо на крыше и стенах помещения ТНУ, либо по периметру территории в качестве забора.
В данной работе предполагается применение солнечных элементов, выпускаемых уже промышленностью и доступных для широкого применения.
Практическое применение термогенераторов 11 пока еще сдерживается, они находятся в стадии разработки.
Рис. 5.2 Колодец в качестве источника низкопотенциального тепла
- стенки скважины; 2 - дно колодца; 3 - упор штока 4 насоса 5; 6 - нижнее положение уровня воды; 8 - микропереключатель; 9 - провода от микропереключателя в схему управления; 10 - кабель питания насоса; 11 - шланг подачи воды от насоса 5 к тройнику 12; 13 - шланг подачи воды в ТНУ; 14 - шланг подачи воды в накопительный бак.
Рис. 5.3 Расположение солнечных элементов в опытной ТНУ
- насос; 2 - трубопровод подачи воды от насоса в испаритель 3 питательного контура I; 4 - трубопровод подачи обратной воды после испарителя в колодец; 5 - компрессор; 6 - сужающее устройство(дроссель); 7 - конденсатор; 8 - трубопровод отопительного контура III; 9 - солнечные панели; 10 - электрощит и схема управления; 11 - печь с термоэлементами; 12 - помещение ТНУ; 13 - периметр территории; 14 - датчик верхнего уровня; 15 - датчик нижнего уровня.
.6 Система автоматизации ТНУ с автономным электроснабжением
Основные функции системы автоматизации заключаются в обеспечении автоматического режима работы всех технологических процессов ТНУ, т.е. в трех контурах: питательном, основном и отопительном.
Автоматизация осуществляется с помощью датчиков - первичных преобразователей (рис. 4.1).
В питательном контуре контролируются параметры: верхний и нижний уровни воды в колодце (датчики уровня ДУ1, ДУ2), температура воды на уровнях t1 и t2 (датчики температуры ДТ1 и ДТ2); расход извлекаемой из колодца воды Q1 (датчик расхода ДР1); давление нагнетания воды Р1 из колодца от глубины насоса ГН1 (датчик расхода ДР1); температура охлаждающей воды при возврате ее из питательного контура обратно в скважину t4 (датчик температуры ДТ4).
В основном контуре контролируются параметры: температура агента (фреона) t5 при подаче в компрессор К после испарителя (датчик температуры ДТ5); давление агента на входе компрессора Р2 (датчик давления ДД2); давление РСУ и температура tСУ после сужающего устройства СУ на входе в испаритель (датчик давления ДД-СУ и датчик температуры ДТ-СУ); мощность Nпр, потребляемая компрессором К (счетчик электроэнергии СУ1).
В отопительном контуре контролируются параметры: температура t7 (датчик температуры ДТ7), расход нагретой воды G3 (датчик расхода ДР3), давление (датчик давления ДДок), энергопотребление насосов в отопительном контуре (Нок).
В устройстве автономного электроснабжения (рис. 4.2) контролируются следующие параметры: постоянное напряжение Uфп и ток Iфп фотопреобразователя; постоянное напряжение Uтп и ток Iтп термопреобразователя; постоянное напряжение Uд и ток Iд на входе двигателя постоянного тока; переменное напряжение U=220 В и мощность N, потребляемая всеми потребителями.
В простейшем случае для контроля перечисленных параметров могут быть применены отдельные приборы для каждого параметра.
Для автоматизации всех процессов может применена схема на основе структурной схемы (рис. 5.4), основанная на интерфейсе RS-485, позволяющего выполнить локальную сеть до 1000 м.
Рис. 5.4 Локальная сеть на основе интерфейса RS 485 (витая пара)
Обмен ведущего устройства (ПЭВМ, контроллера) с периферийными измерительными преобразователями ИП1 и ИПN осуществляется через устройство связи УС, представляющее преобразователь интерфейсов RS 485 / RS 232. В качестве кабеля локальной сети используется витая пара провод в экране (RS 485). На конце линии установлено сопротивление Rт-терминатор, сопротивлением 120-150 Ом.
Ведущее устройство (ПЭВМ) запрограммировано на скорость обмена 9600 Бод при формате:
Ведущее устройство передает данные через RS 485 / RS 232 в сеть интерфейса RS 485 с теми же параметрами последовательного обмена, т.е. скорость обмена 9600 Бод при формате 1 старт-бит, 8 бит данных, 2 стоп-бита.
Ведомое устройство (измерительный преобразователь) распознает команды, адресованные отдельному измерительному преобразователю, и отвечает на них.
Ответ ведомого устройства (ИП) через RS 485 / RS 232 передается в порт ведущего устройства.
ПЭВМ (контроллер) программируется на выполнение операции автоматизации всего технологического цикла ТНУ.
Выводы по главе 5
Рассмотрен пример применения ТНУ с автономным электроснабжением. Дан расчет фотопреобразователя на заданную электрическую нагрузку. Приведено расположение солнечных элементов в ТНУ. Рассмотрена структурная схема системы автоматизации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1.Рассмотрены перспективы применения теплонасосных установок в теплоснабжении в РФ. Отмечаются недостатки централизованного теплоснабжения.
2.Приведены принципы действия теплонасосных установок.
.Обосновывается целесообразность разра