杨军红

基于PLC的水源CO2热泵控制系统设计

杨军红

（昆明船舶设备研究试验中心 昆明 650200）

水源CO2热泵是一种高效、环保的制热设备，在热泵制热过程中如何快速、高效、稳定的获取高温热水是热泵控制的关键，结合水源CO2热泵的实际应用，阐述如何利用PLC、变频器及触摸屏来进行热泵控制系统的设计。

热泵；PLC；触摸屏；变频；PID控制

0 引言

水源CO2热泵是一种以CO2作为冷媒的水源（工业废水、地下水等）余热回收设备，其与传统的热泵相比具有绿色环保、COP高、出水温度高等特点。水源CO2热泵是一种遵循逆卡诺原理能量转换设备[1]，工作时消耗小部分电能，就能从工业废水、地下水等水源中吸收大量余热，然后通过压缩机做功输出高温热能，从而达到水源余热回收利用的目的。

水源CO2热泵主要由蒸发器、压缩机、冷疑器、膨胀装置四部分组成，热泵制热过程中通过让CO2冷媒不断完成蒸发（冷媒吸收热量）→压缩→冷疑（冷媒释放热量）→节流→再蒸发的热力循环过程[2]，从而对工业废水、地下水等水源中的热量进行回收利用，热泵原理如图1所示。

图1 水源CO2热泵原理图

1 控制系统方案

水源CO2热泵运行的最终目的是通过压缩机做功将工业废水、地下水等热源中的热量转移到生活用水中，如何快速、高效、稳定的获取高温热水是热泵控制的关键。在水源CO2热泵的实际使用过程中，由于工业废水、地下水等水源的温度及冷水温度相对稳定，若作为热量来源的水源流量也相对稳定（水源泵定频运行），则热泵热力循环转移的热量也是一定的，因此可通过对水源CO2热泵的冷水泵进行变频控制，利用变频技术调节冷水泵水流量（冷水进水流量）来快速稳定、调节热水出水温度[3,4]。……