一种用于海洋气候环境模拟平台的智能温度控制系统技术方案

一种用于海洋气候环境模拟平台的智能温度控制系统，所述控制系统包括：实验舱体，所述实验舱体为双层结构，实验舱体内实验用水为海水，实验舱体外侧夹层中的用水为淡水，在实验舱体外侧夹层中设置三个水平横向隔板以将外侧夹层分为四个温度层，每个温度层可通入不同温度的水源，以对实验舱体内的实验用水进行分层控温；冷热源热泵机组循环组件，所述冷热源热泵机组循环组件用于在实验舱体内形成热源循环或冷源循环，以调节实验舱体内部海水的温度，所述冷热源热泵机组循环组件包括相配合设置的冷热源热泵机组、热源循环回路和冷源循环回路。回路。回路。

An intelligent temperature control system for marine climate environment simulation platform

【技术实现步骤摘要】
一种用于海洋气候环境模拟平台的智能温度控制系统

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[0001]本专利技术涉及一种用于海洋气候环境模拟平台的智能温度控制系统。

技术介绍
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[0002]海洋气候环境模拟实验体系(Marine Environmental Chamber System，简称MECS)通过对舱体内部水体各理化参数的全面调控，能够模拟真实海洋不同的生态系统和环境，进而可以模拟地球上的重大事件和海洋环境问题，获取自然条件下无法获得的中尺度时空环境变量和生态系统参数，为海洋科学研究提供数据支撑。
[0003]在环境模拟平台中，温度控制是十分重要的环节，温度值是平台舱体内重要物理参数，并且温度值的变化也会对其他物理参数、化学参数和生物参数也会产生影响，因此为了实现模拟海洋真实环境海水温度分布并且复现海洋温度跃升层现象的目标，需要对模拟平台的温度进行调节控制。
[0004]而现有的温度控制系统没有设置相应的分层冷热循环组件，不能实现舱体内水体的分层温度控制，从而不能适用于不同海域的海水环境，并且响应速度较慢，不能根据舱体内其他物理、化学、生物参数的变化来监测调节实时温度值，满足不了不同实验需求。

技术实现思路
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[0005]本专利技术实施例提供了一种用于海洋气候环境模拟平台的智能温度控制系统，结构设计合理，基于多个功能组件的相互配合作用，通过协调动作的分层冷热循环体系，实现舱体内水体的分体温度控制，能够适用于不同海域的海水环境，还可以根据舱体内其他物理参数、化学参数和生物参数的变化来监测调节温度值，满足不同实验需求，为实验舱体提供稳定智能的温度控制，在冷热源热泵机组中进行相应的动态调控，以获得最佳的温度模拟效果，解决了现有技术中存在的问题。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种用于海洋气候环境模拟平台的智能温度控制系统，所述控制系统包括：
[0008]实验舱体，所述实验舱体为双层结构，实验舱体内实验用水为海水，实验舱体外侧夹层中的用水为淡水，在实验舱体外侧夹层中设置三个水平横向隔板以将外侧夹层分为四个温度层，每个温度层可通入不同温度的水源，以对实验舱体内的实验用水进行分层控温；
[0009]冷热源热泵机组循环组件，所述冷热源热泵机组循环组件用于在实验舱体内形成热源循环或冷源循环，以调节实验舱体内部海水的温度，所述冷热源热泵机组循环组件包括相配合设置的冷热源热泵机组、热源循环回路和冷源循环回路；
[0010]恒温补水组件，所述恒温补水组件用于将调温处理后的海水输送到实验舱体相应的温度层，对不同高度的水体进行补充，实现恒温补水，减小对舱体内环境和微生物系统的温度冲击，所述恒温补水组件包括相配合设置的温海水箱和冷海水箱；
[0011]数据监测组件，所述数据监测组件用于监测实验舱体夹层的温度、压力、输水流量参数和实验舱体内液位高度参数、不同高度水体温度参数以及温海水箱、冷海水箱的温度
参数、液位高度参数，所述数据监测组件包括温度传感器、压力传感器和流量传感器；
[0012]水温控制组件，所述水温控制组件用于采集监测数据，控制热泵水泵的变频运行以及电动阀门的启闭和开度，所述水温控制组件包括上位机、PLC控制柜和变频柜。
[0013]在冷热源热泵机组还设有冷储水箱和热储水箱，配合温海水箱和冷海水箱来满足不同温度层次的补水需求。
[0014]所述实验舱体分为四节，两节通入冷水，两节通入热水，依次构成第一管道，第二管道，第三管道，第四管道，由冷热源热泵机组接过来的循环回路分为两条，热水接第一、第二管道，冷水接第三、第四管道。
[0015]所述热源循环回路包括设置在冷热源热泵机组的热水出水口处的蝶阀、热储水箱、电动阀、过滤器、热水泵、止回阀、蝶阀、流量传感器、温度传感器、压力传感器、电动阀及分支第一管道、第二管道，两条管路通入实验舱体夹层护套上面两节，通过另一侧的回水口回流到冷热源热泵机组。
[0016]所述冷源循环回路包括设置在冷热源热泵机组的热水出水口处的蝶阀、冷储水箱、电动阀、过滤器、冷水泵、止回阀、蝶阀、流量传感器、温度传感器、压力传感器、电动阀及分支第三管道、第四管道，两条管路通入实验舱体夹层护套下面两节，通过另一侧的回水口回流到冷热源热泵机组。
[0017]所述数据监测组件的数量为8个，检测到的参数变化经过数据传输在控制组件中计算后以向冷热源热泵机组回路中的控制机构下发命令，实现实时的监测、数据传输和自动控制。
[0018]本专利技术采用上述结构，通过实验舱体的双层结构和形成的四个温度层，每个温度层可通入不同温度的水源，以对实验舱体内的实验用水进行分层控温；通过冷热源热泵机组循环组件在实验舱体内形成热源循环或冷源循环，以调节实验舱体内部海水的温度；通过恒温补水组件将调温处理后的海水输送到实验舱体相应的温度层，对不同高度的水体进行补充，实现恒温补水，减小对舱体内环境和微生物系统的温度冲击；通过数据监测组件监测实验舱体夹层的温度、压力、输水流量参数和实验舱体内液位高度参数、不同高度水体温度参数以及温海水箱、冷海水箱的温度参数、液位高度参数；通过水温控制组件采集监测数据，控制热泵水泵的变频运行以及电动阀门的启闭和开度，具有简便实用、精准高效的优点。
附图说明：
[0019]图1为本专利技术的结构示意图。
[0020]图2为本专利技术的恒温补水的结构示意图。
[0021]图3为本专利技术的多种实验舱体的对比结构示意图。
具体实施方式：
[0022]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。
[0023]如图1
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3中所示，一种用于海洋气候环境模拟平台的智能温度控制系统，所述控制系统包括：
[0024]实验舱体，所述实验舱体为双层结构，实验舱体内实验用水为海水，实验舱体外侧夹层中的用水为淡水，在实验舱体外侧夹层中设置三个水平横向隔板以将外侧夹层分为四个温度层，每个温度层可通入不同温度的水源，以对实验舱体内的实验用水进行分层控温；
[0025]冷热源热泵机组循环组件，所述冷热源热泵机组循环组件用于在实验舱体内形成热源循环或冷源循环，以调节实验舱体内部海水的温度，所述冷热源热泵机组循环组件包括相配合设置的冷热源热泵机组、热源循环回路和冷源循环回路；
[0026]恒温补水组件，所述恒温补水组件用于将调温处理后的海水输送到实验舱体相应的温度层，对不同高度的水体进行补充，实现恒温补水，减小对舱体内环境和微生物系统的温度冲击，所述恒温补水组件包括相配合设置的温海水箱和冷海水箱；
[0027]数据监测组件，所述数据监测组件用于监测实验舱体夹层的温度、压力、输水流量参数和实验舱体内液位高度参数、不同高度水体温度参数以及温海水箱、冷海水箱的温度参数、液位高度参数，所述数据监测组件包括温度传感器、压力传感器和流量传感器；
[0028]水温控制组件，所述水温控制组件用于采集监测数据，控制热泵水泵的变频运行以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于海洋气候环境模拟平台的智能温度控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：实验舱体，所述实验舱体为双层结构，实验舱体内实验用水为海水，实验舱体外侧夹层中的用水为淡水，在实验舱体外侧夹层中设置三个水平横向隔板以将外侧夹层分为四个温度层，每个温度层可通入不同温度的水源，以对实验舱体内的实验用水进行分层控温；冷热源热泵机组循环组件，所述冷热源热泵机组循环组件用于在实验舱体内形成热源循环或冷源循环，以调节实验舱体内部海水的温度，所述冷热源热泵机组循环组件包括相配合设置的冷热源热泵机组、热源循环回路和冷源循环回路；恒温补水组件，所述恒温补水组件用于将调温处理后的海水输送到实验舱体相应的温度层，对不同高度的水体进行补充，实现恒温补水，减小对舱体内环境和微生物系统的温度冲击，所述恒温补水组件包括相配合设置的温海水箱和冷海水箱；数据监测组件，所述数据监测组件用于监测实验舱体夹层的温度、压力、输水流量参数和实验舱体内液位高度参数、不同高度水体温度参数以及温海水箱、冷海水箱的温度参数、液位高度参数，所述数据监测组件包括温度传感器、压力传感器和流量传感器；水温控制组件，所述水温控制组件用于采集监测数据，控制热泵水泵的变频运行以及电动阀门的启闭和开度，所述水温控制组件包括上位机、PLC控制柜和变频柜。2.根据权利要求1所述的一种用于海洋气候环境模拟平台的智能温度控制系统，其特征在于：在冷热源热泵机组还设有冷储水箱和热储水箱，配合温海水箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘延俊，路北辰，薛钢，陈云，杨晓玮，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：