一種數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺的製作方法

2023-09-16 00:01:15

專利名稱：一種數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及教學用具領域，更具體地說，涉及一種數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺。
背景技術：
渦旋多聯空調機使用數碼控制技術，因其能量調節範圍寬和回油優越而被廣泛的使用。渦旋壓縮機核心部件是由兩個形狀相同但角相位置相對錯開180°的漸開線渦旋卷體(動靜渦盤)，形成多個月牙形氣腔。當其中一個卷體繞另一卷體旋轉時，月牙形氣腔的形狀大小一直在變化，其密閉容積便逐漸被轉移向固定卷體的中心且不斷縮小，氣體被不斷壓縮而壓力升高。數碼渦旋壓縮機則利用渦旋壓縮機的軸向柔性技術，動靜渦盤能沿軸向脫離分開一段距離實現加載與卸載，即數碼0和1的轉變，當動靜渦盤處於密封狀態時， 壓縮機100%運行；當動靜渦盤軸向脫離時，壓縮機吸-排氣腔導通，壓縮腔內無壓縮，即壓縮機電機雖然運轉，但壓縮機不作功。通過組合0和1狀態的時間，即可實現任意比例的能力輸出。數碼渦旋壓縮機是一種獨特的壓縮機，它回油性能相當優越，數碼渦旋壓縮機靠外接電磁閥的開閉控制壓縮機的卸負載，在卸載周期內，系統內製冷劑流速幾乎為零，離開壓縮機的油很少；在負載周期內，系統內製冷劑流速接近滿負荷流速，足以使管路內的油回到壓縮機。但是，由於數碼壓縮機的周期卸/負載特性，數碼空調機組在運行的大部分區間裡，各項主要參數如高壓、低壓、排氣溫度等都呈現周期性波動，給數碼機組的穩定運行增添了一定的難度，因而，壓縮機與製冷系統的匹配要求與其它壓縮機系統的要求有所不同。 數碼控制技術相對複雜，目前數碼渦旋多聯空調機維修技術掌握跟不上、大部分的技術服務人員缺乏核心技能的掌握，其隱蔽的故障無法排除，導致製冷/熱效果變差。而企業對性能下降也缺乏系統研究。鑑於數碼渦旋空調系統構造複雜，技術服務人員學習其工作原理和準確故障判斷的技巧具有相當難度，而目前還沒有專門的教學用具來解決該困難。2007年10月24日公開了中國實用新型專利CN200620074785. 8 (名稱為製冷空調多功能試驗平臺)，該多功能製冷空調試驗系統由製冷系統，空氣處理系統和控制櫃組成。控制櫃由製冷系統，空氣處理系統的各用電器件的空氣開關，交流接觸器，控制中間繼電器，控制用高精度調節器，執行器，測量儀表，數據採集器，動態模擬顯示低壓電路，數據採集和控制用計算機等構成。可以完成如製冷壓縮機性能測試，冷水機組性能測試，水-水換熱器傳熱，阻力性能測試等多種教學試驗，是一種綜合試驗平臺。但該試驗平臺主要針對實驗室試驗研究方面的需求而開發的，它用於各種工況下定量的分析設備和製冷系統的情況，分析參數對設備和系統運行情況的影響。而對於數碼渦旋空調多聯機的工作原理教學和常見故障的檢測和維修知識的教授，則缺乏直觀性和演示功能，而且該試驗臺需要增加各種控制調節儀器設備、數據採集計算機，需要投入大量資金，不能滿足專業教學實踐的需要
發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一種用於數碼渦旋多聯空調機組製冷原理教學及維修技能綜合訓練的教學訓練臺，可實現直觀式運行機理學習、運行參數監控、運行狀態指示、實時演示、性能跟蹤研究等系列訓練和實驗設計功能，以解決上述現有技術存在的問題。本發明採用的技術方案是一種數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺，由數碼渦旋多聯空調機組和製冷系統操控訓練臺組成，數碼渦旋多聯空調機組包括製冷系統、 電控系統，製冷系統由數碼渦旋壓縮機、定頻壓縮機、主四通閥、輔助四通閥、各類控制電磁閥、冷凝器、節流部件、多聯室內機組組成，電控系統包括傳感器、主控板、數碼渦旋控制器和多個電器執行機構，在所述製冷系統操控訓練臺的正面印製有製冷系統管路結構示意圖，在製冷系統操控訓練臺的正面安裝有顯示實時參數值的熱力參數儀表和電量參數儀表。上述的數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺，在所述製冷系統操控訓練臺設置運行模式轉換開關，包括聯機真實運行模式和脫機仿真運行模式，在製冷系統操控訓練臺上還設有可調的參數模擬器；在真實運行模式下，數碼渦旋多聯空調機組的傳感器與主控板輸入埠連接，操控訓練臺控制主機運行；在仿真運行模式，參數模擬器與主控板輸入埠連接，且主控板控制的輸出埠斷開與數碼渦旋多聯空調機組電器執行機構的連接， 並與電器執行機構指示燈連接。上述的數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺，在所述製冷系統操控訓練臺設置多個電器執行機構的故障設置開關，所述故障設置開關與相應的電器執行機構連接。上述的數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺，在所述製冷系統操控訓練臺正面的製冷系統管路結構示意圖上的多個電器執行機構旁設有電信號測量點，所述電信號測量點由空調機組上相應的電器執行機構電路上引出。上述的數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺，所述製冷系統操控訓練臺上設有反映製冷劑負荷調節的電子膨脹閥開度演示裝置。與現有技術相比，本發明具有以下優點1)本發明的數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺以非常直觀的方式展示了製冷原理及流程，管道系統連接結構與控制特點，為工程技術人員和售後服務人員提供了良好的數碼渦旋多聯空調機組技術綜合學習和訓練手段，並可以對數碼渦旋多聯空調機組的性能進行實驗跟蹤研究。2)該教學訓練臺還可實現聯機和仿真兩種運行模式切換、狀態參數與電參數顯示及檢測、故障設置等功能，教學訓練臺信號演示精確，故障設置、信號測量、運行指示均符合各項設計要求，達到了對製冷系統、管道控制上的多類電磁閥、電子膨脹閥開度實時演示負荷、內外機連接方式等方面進行訓練學習的設計要求，並可以對整機性能數據進行研究分析。3)本教學訓練臺結構簡單、原理直觀，特別適用於針對一般理工科學生而進行的實驗教學。


圖1是本發明的數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺連接示意圖2是圖1所示的製冷系統操控訓練臺結構示意圖；圖3是圖2所示的製冷系統操控訓練臺製冷系統管路結構示意圖；圖4與圖1所示的電控訓練臺印製示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。如圖1-4所示，數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺由數碼渦旋多聯空調機組(也稱主機1)與製冷系統操控訓練臺2組成，並與電控訓練臺3相連接。在主機內安裝數碼渦旋壓縮機、定頻壓縮機、主四通閥、輔助四通閥、冷凝器、節流部件、多聯室內機組， 電控系統的傳感器和各個電器執行機構安裝在主機1上，電控系統的主控板、及部分電氣元件(變壓器、風機電容、繼電器、交流接觸器等電氣元件)安裝在電控訓練臺3上。在製冷系統操控訓練臺2的正面印製有製冷系統管路結構示意圖11，並在製冷系統操控訓練臺的正面安裝有三相電流表、220V電源電流表、三相電源電壓表、220V電源電壓表、室外機管溫表、室外環境溫度表、室內溫度表、定頻壓機排氣管溫表、數碼渦旋壓機排氣管溫表、室內蒸發器出口溫度表、室內蒸發器中部溫度表，以及顯示製冷系統壓力值的壓縮機排氣壓力表、 高壓壓力表、低壓壓力表等。上述的儀表安裝在儀表區12內並均顯示實時參數值的熱力參數儀表和電量參數儀表。如圖2所示，在製冷系統操控訓練臺2的正面上，還設有設障區13、真實與仿真運行模式轉換操作區15、模擬參數設置區14。在模式轉換操作區15內設有設置運行模式轉換開關，在模擬參數設置區14內設置可人工調整參數值的參數模擬器，在真實運行模式，主機1內的傳感器與電控訓練臺3上的主控板輸入埠連接；當運行模式轉換開關在仿真運行模式狀態時，參數模擬器與主控板輸入埠連接，且主控板的輸出埠斷開與主機1內的電器執行機構的連接。模擬設置的參數包括室外環境溫度、室外機管溫、室內環境溫度、 數碼渦旋壓機排氣溫度、定頻壓機排氣溫度、室內蒸發器中部管溫等。在模擬工作狀態下， 操控訓練臺的各執行機構工作狀態顯示燈連接電路板的輸出埠，電路板處理模擬信號並輸出控制信號給各執行機構工作狀態顯示燈，由顯示燈表示在模擬狀態下，執行機構的工作狀態。為了加強空調機組故障排查的訓練，在製冷系統操控訓練臺2設置多個電器執行機構的故障設置開關，並設有關鍵的電器執行機構的電信號測量點16。故障設置開關與需要設障的電器執行機構聯接，設障開關包括「閉合」、「斷開」兩種狀態。電信號測量點由空調機組上相應的電器執行機構電路上引出，電信號測量點設在製冷系統管路結構示意圖上的圖示的電器執行機構旁。例如，當打開輔助四通閥ST2的故障設置開關時，輔助四通閥ST2 斷電，製冷劑的流向不能選擇，且不能檢測到輔助四通閥ST2的電信號值，學生通過故障設置的訓練，可迅速提高現場處理問題的能力。如圖3所示，本發明的數碼渦旋多聯空調機組製冷系統的製冷工作過程如下定頻/數碼渦旋壓縮機排氣一主四通閥STl —輔助四通閥ST2(可供選擇流向兩個冷凝器)一冷凝器一單向閥一電子膨脹閥一消音器一儲液管一分歧管一多聯室內機組一節流部件一蒸發器一低壓球閥一主四通閥STl —壓縮機；當系統制熱時，主四通閥STl改變管道流向， 使從壓縮機出來的高溫製冷劑先流向多聯室內機組，再經過節流、在室外冷凝器內蒸發、回到壓縮機。
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如圖4，在電控訓練臺3的正面上印製室外機主控板31、室內機主控板32、風機電容等電控元件的連接接線圖，並在相應的位置上安裝上述的電氣元件，在訓練臺正面的右側設置示波器33，在訓練臺正面左下角設置執行機構狀態顯示區34，在該區域內裝有數碼渦旋壓縮機、定頻壓縮機、多個電磁閥、主四通閥、輔助四通閥等多個關鍵部件的工作狀態顯示燈，使各部件的實時運行狀態一目了然。本發明針對數碼渦旋多聯空調機組的製冷系統原理的教學，通過繪製系統管路控制與連接走向的路線圖，使學生直觀認識製冷和制熱工作狀態的製冷劑走向，從而讓學生自行通過學習實踐進行讀取和判斷，培養學生的動手能力，提升技能，熟悉了設備結構。本發明的教學訓練臺可以在製冷系統操控訓練臺上進行仿真操作、遠程控制真實運行兩種模式，並實現信號測量、故障設置、負荷調節實時演示、等系統綜合學習、訓練和實驗設計功能，還可利用本訓練臺對數碼渦旋多聯空調機組的工作原理和電控原理進行深入的研究， 功能強大，實用性強。作為另一種簡單化的實施方式，當僅作製冷系統教學使用時，在上述實施例的基礎上，將顯示製冷系統結構的製冷系統操控訓練臺直接與主機連接，而將電控訓練臺的主控板、部分電氣元件(變壓器、風機電容、繼電器、交流接觸器等電氣元件)放回到主機內， 從而減少系統的接線，節省訓練臺的佔用空間，減少設備成本。
權利要求
1.一種數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺，由數碼渦旋多聯空調機組和製冷系統操控訓練臺組成，數碼渦旋多聯空調機組包括製冷系統、電控系統，製冷系統由數碼渦旋壓縮機、定頻壓縮機、主四通閥、輔助四通閥、各類控制電磁閥、冷凝器、節流部件、多聯室內機組組成，電控系統包括傳感器、主控板、數碼渦旋控制器和多個電器執行機構，其特徵在於在所述製冷系統操控訓練臺的正面印製有製冷系統管路結構示意圖，在製冷系統操控訓練臺的正面安裝有顯示實時參數值的熱力參數儀表和電量參數儀表。
2.根據權利要求1所述的數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺，其特徵在於在所述製冷系統操控訓練臺設置運行模式轉換開關，包括聯機真實運行模式和脫機仿真運行模式，在製冷系統操控訓練臺上還設有可調的參數模擬器；在真實運行模式下，數碼渦旋多聯空調機組的傳感器與主控板輸入埠連接，操控訓練臺控制主機運行；在仿真運行模式， 參數模擬器與主控板輸入埠連接，且主控板控制的輸出埠斷開與數碼渦旋多聯空調機組電器執行機構的連接，並與電器執行機構指示燈連接。
3.根據權利要求1或2所述的數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺，其特徵在於 在所述製冷系統操控訓練臺設置多個電器執行機構的故障設置開關，所述故障設置開關與相應的電器執行機構連接。
4.根據權利要求3所述的數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺，其特徵在於在所述製冷系統操控訓練臺正面的製冷系統管路結構示意圖上的多個電器執行機構旁設有電信號測量點，所述電信號測量點由空調機組上相應的電器執行機構電路上引出。
5.根據權利要求4所述的數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺，其特徵在於所述製冷系統操控訓練臺上設有反映製冷劑負荷調節的電子膨脹閥開度演示裝置。
全文摘要
本發明公開了一種數碼渦旋多聯空調機製冷系統教學訓練臺，由數碼渦旋多聯空調機組和製冷系統操控訓練臺組成，數碼渦旋多聯空調機組包括製冷系統、電控系統，製冷系統由數碼渦旋壓縮機、定頻壓縮機、主四通閥、輔助四通閥、各類控制電磁閥、冷凝器、節流部件、多聯室內機組組成，電控系統包括傳感器、主控板、數碼渦旋控制器和多個電器執行機構，在所述製冷系統操控訓練臺的正面印製有製冷系統管路結構示意圖。在製冷系統操控訓練臺的正面安裝有顯示實時參數值的熱力參數儀表和電量參數儀表。通過仿真及真實運行兩種模式，實現運行機理學習、信號測量、故障設置及診斷、信號採集並實時演示、性能跟蹤研究等綜合學習訓練和實驗等設計功能。
文檔編號G09B25/02GK102184672SQ20111014231
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月29日 優先權日2011年5月29日
發明者餘華明, 李東洺, 王啟祥, 鄭兆志, 黎綿昌 申請人:順德職業技術學院