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大连交通大学2012届本科生毕业设计(论文)

闭式纵缝陶土灭弧罩,并配有强磁吹弧回路。

④其它部分:有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等。 (1)工作原理:

当接触器电磁圈不得电时,弹簧的反作用力和衔铁铁芯的自重使主处触点保持断开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压(一般为额定电压)时,电磁力克服弹簧的反作用力将磁铁吸向静铁心,带动主处触点闭合,接通电路,复主触点随之动作。

1.3.4变频器的原理

主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分,变频器的主电路大体

上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电感。它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的“整流器”,吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”,以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。

(1)整流器

最近大量使用的是二极管的变频器,它把工频电源换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器,由于其功率方向可逆,可以进行再生运转。

(2)平波回路

在整流器整流后的直流电压中,含有电源6倍频率的脉动电压,此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动,采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时,如果电源和主电路构成器件有余量,可以省去电感采用简单的平波回路。

(3)逆变器

同整流器相反,逆变器是将直流功率变换为所要求的交流功率,所以确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压型pwm逆变器为例示出开关时间和电压波形。

控制电路是给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路,它有频率、电压的“运算电路”,主电路的“电压、电流检测电路”,电动机的“速度检测电路”,将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”,以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。

1.4小结

本章主要介绍中国热泵技术发展的历史与现状,热泵循环的热力学原理中的洛伦兹

循环、逆卡诺循环,此外还介绍了本系统风源热泵的工作原理,西门子S7-200的工作原理,电磁式交流接触器的结构与原理,变频器的原理等。

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第二章 小型别墅风源热泵系统的总体设计

2.1 风源热泵系统设计

图2-1 风源热泵系统流程图

此套热泵系统工作原理图如图2-1所示,该系统主要由一台热泵机组,两台风机,,

四个水循环泵,一个空气-水热交换器,一个热水水池和一个普通水池组成。当制热时,电磁换向阀1、4、5、8通电,起动两个水源循环泵,起动热泵,起动风扇这时,热交换器将吸收空气中的热量,通过空气-水热交换器把空气中热量传送到水中,再经过热泵系统的加热就可以达到需求的水温。这时,开启风机1,就可以使室内的温度升高,达到加热室内温度的目的。当制冷时,电磁换向阀2、3、6、7通电,也起动两个水源循环泵,起动热泵,这时,同样将空气中的热量传送到水中,热量将从右侧传送到左侧的热泵中,在经过热泵系统的制冷就可以达到需求的水温。这时,开启风机2,就可以降低室内的温度,达到制冷的目的。当需求热水或冷水使用时,我们可以开启阀9,起动抽水泵,把水抽到热水池。此外,两个备用循环泵是控制系统的流量的,当系统流量降低到规定流量以下时,打开备用水循环泵,当流量超过规定流量的上限时,关闭备用水循环泵。

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2.2 风源热泵系统的选型 2.2.1风源热泵机组的选型

采暖热负荷=单位面积热指标X建筑面积,得出采暖的设计热负荷Q(瓦),用公式

2表示为:Q=qfF。式中qf为单位建筑面积热指标(W/m);F为只建筑面积,也可采用3每立方米建筑体积在室外温差为一摄氏度时热指标qv[W/m??C]。本系统我们采用前

一种方法计算热负荷。

表2-1 民用建筑供暖单位面积热指标(W/m)

建筑名称 住宅 图书馆 旅馆 热指标 45~70 45~70 60~70 建筑名称 医院 商店 单层住宅 热指标 65~80 63~85 80~105 建筑名称 影剧场 食堂、餐厅 体育场 热指标 95~115 115~140 115~165 2 因为我们所设计的供暖建筑是别墅,属于单层建筑,由表2-1可知,所以我们选择热指标的范围是80~105,但为了保证有足够的供暖量,我们选择的热指标是100,假设建筑面积是200平方米,得出的热负荷为:

22 Q=qfF=100W/mX200m=20000W,即制热量是20KW

冷负荷=单位面积冷指标X建筑面积,得出采暖的设计冷负荷Q(瓦),用公式表示

2为:Q=qfF。式中qf为单位建筑面积热指标(W/m);F为只建筑面积,也可采用每立3方米建筑体积在室外温差为一摄氏度时冷指标qv[W/m??C]。

本系统我们采用前一种方法计算冷负荷。

表2-2 民用建筑供暖单位面积冷指标(W/m)

建筑名称 住宅 图书馆 旅馆 冷指标 45~70 75~100 80~110 建筑名称 医院 商店 单层住宅 冷指标 80~110 150~250 80~90 建筑名称 影剧场 食堂、餐厅 体育场 冷指标 180~350 200~350 120~250 2 制冷量与制热量的计算公式是一样的,所以我们根据表2-2得出冷指标为80,所以

22可以算得冷负荷。Q=qfF=80W/mX200m=16000W,即为16KW。

所以我们选择的风源热泵为天龙HWP235,制热量为23.3KW,制冷量为23.1KW,额

定功率为5.9KW,COP的值为3.9额定最低流量为1.18L/s,额定压力为8MPa。

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2.2.2抽水泵和循环水泵选型

循环水泵的选型:正常涌水量:Qz?4.5m/hQB?QZ?1.2X4.5?5.4m/hQmax?1.2X8?9.6m/h33,最大涌水量:

Qmax?8m/h3,排水

高度:从+1水平至+6水平总计5米。正常涌水期,水泵必须的排水能力

3,最大涌水期,水泵必须的排水能力

,水泵必须的扬程HB?(5?5)X(1.25~1.35)?12.5m~13.5m,根,额定扬程为He=12.5m,额定效率为0.53,额定功率为0.75KW。

据涌水量QB和排水高度HB,查泵产品目录选取型号为ISG32-100立式管道离心泵,其额定流量

Q??6.3m/h3 抽水泵的选型:抽水泵的选择能够达到所需求的扬程,流量即可,所以我们选择型

3号为QY8.4-40浅水泵,该浅水泵的流量是8.4m/h,扬程是40m,达到所需要求。

2.2.3风机的选型

因为我们事先已经算得所需的制热量为20KW,制冷量为16KW,所以我们选择辅助加热室内温度的风机为劳特斯LFC-3-1800,该风机的制热量为25KW,制冷量为15.8KW,满足要求。该风机的额定功率为0.83KW,耗电量小。噪音值为59.0dB,不会影响人们的正常生活,盘管内的热(冷)媒水为水源热泵的循环水。

2.2.3接触器的选择

1.额定工作电压的选择

指主处头所在电路的电源电压。一只接触器常规几个额定工作电压,同时列出相应的额定工作电流或额定控制功率。常用额定工作电压等级为:交流接触器220,380,660,1140V;在这里我们选择380V。

2.额定工作电流的选择

指主触头的额定电流。常用额定工作电流等级为5,10,20,40,60,100,150,250,400,600A。在本系统中,热泵的额定电流为15.5A,风机功率为2.1A,抽水泵电流为5.7A,则我们选择接触器的额定电流有20A,5A和10A。

3.线圈额定电压的选择

在正常工作时,接触器线圈上所加的电压值。一般该电压不标在接触器外壳铭牌上,而是连同线圈的匝数、线径等数据标于线包上。常用线圈额定电压等级为:交流线圈24,48,110,220V。在这里我们选择220V交流电。

综上所述,选择的交流接触器有CJ20AC-2003、CJ20AC-503、CJ20AC-1003。

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