一种热泵热水机制冷系统教学仪技术方案

本发明专利技术公开了一种热泵热水机制冷系统教学仪，包括用于制备热水的主机、安装在主机内的制冷管道系统和热水管道系统、电控系统、教学看板，所述电控系统由主机参数输入、电路板和执行机构组成，所述教学看板的正面印制有制冷管道系统和热水管道系统结构图，在所述教学看板的正面上设有多个用于检测制冷管道系统部件和热水管道系统电器执行机构的电信号测量点，所述电信号测量点通过在教学看板的背面接线并接在对应的制冷管道系统或热水管道系统的电器执行机构电路上。本发明专利技术的实验方法原理直观、内容丰富，特别适用于理、工等专业的学生进行热泵热水机的实验教学。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及教学仪器领域，更具体地说，涉及一种热泵热水机制冷系统教学仪。
技术介绍
热泵热水机是利用热泵技术的空调设备，相比燃气、电热和太阳能热水器，具有热效率高、节能环保、运行成本低和安全可靠等诸多优点，已经被越来越多的推广使用。但是热泵热水机作为制冷新品种，还不为人们熟悉，在整体结构、运行流程原理、电气控制、工程施工、尤其是维修方面，缺乏系统的技术服务支持，使教学的难度在增加，学生难以系统、完整地掌握热泵热水机的制冷系统工作过程。申请号为200820080408. 4的中国技术专利公开了一种教学用制冷系统演示台，由冷凝器、蒸发器、压缩机及节流阀经管路联通构成，其中冷凝器及蒸发器各为一个以上，且至少冷凝器和蒸发器为透明材料制成的蒸发器和冷凝器。所述的管路是透明材料制成的管路。为安全起见，在透明材料制成的蒸发器和冷凝器外围分别加装透明防爆保护室。 能使学生清楚观察制冷的演示过程，可用于制冷原理的实验教学用具。但该技术方案的主要目的是反映在制冷的过程中，制冷剂在系统中状态变化的特征，使学生脱离对制冷工质物理变化抽象的理解，它不可能对一个复杂的系统进行教学和演示。目前，还没有一种教学仪器可以将热泵热水机性能研究及维修技能综合训练结合为一体，使热泵热水机的制冷技术、性能跟踪研究、排障维修技能综合训练以直观的方式用在教学和科研工作上去。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种用于热泵热水机制冷原理教学及维修技能综合训练的教学仪，可实现直观式运行机理学习、运行参数监控、运行状态指示、实时演示、 性能跟踪研究等系列训练和实验设计功能，以解决上述现有技术存在的问题。本专利技术采用的技术方案是一种热泵热水机制冷系统教学仪，包括用于制备热水的主机、安装在主机内的制冷管道系统和热水管道系统、电控系统、教学看板，所述电控系统由主机参数输入、电路板和执行机构组成，所述教学看板的正面印制有制冷管道系统和热水管道系统结构图，在所述教学看板的正面上设有多个用于检测制冷管道系统部件或者热水管道系统电器执行机构的电信号测量点，所述电信号测量点通过在教学看板的背面接线并接在对应的制冷管道系统或热水管道系统的执行机构电路上。上述的热泵热水机制冷系统教学仪，还包括设障模块，所述设障模块由电器执行机构、与所述执行机构串联的设障开关组成，所述设障开关包括闭合、断开两种状态。上述的热泵热水机制冷系统教学仪，在教学看板上设有显示主机实时电量或热力参数值的显示仪表。上述的热泵热水机制冷系统教学仪，在教学看板上设置联机真实运行和脱机模拟运行转换装置和参数模拟装置，所述转换装置以择一方式选择所述参数模拟装置或电控系统的主机参数输入连接所述电路板的输入端口。上述的热泵热水机制冷系统教学仪，所述参数模拟装置包括模拟温度传感器信号的可调式电阻、高低水位模拟开关。上述的热泵热水机制冷系统教学仪，还包括电控看板，所述电控看板的正面印制有电控系统的接线图并对应安装有电路板及部分电控元件，在电控看板的背面按电控系统的接线图连接导线以使得电控看板上的电路板与在主机参数输入及执行机构电连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点1)本专利技术型的热泵热水机制冷系统教学仪以非常直观的方式展示了制冷系统的工作原理及管路结构连接、热水系统的管路结构连接和工作流程，为工程技术人员和售后服务人员提供了良好的热泵热水机技术综合学习和训练手段，并可以对热泵热水机的性能进行实验跟踪研究。2)该教学仪还可实现联机和仿真两种运行模式切换、状态参数与电参数显示及检测、负荷调节开度实时演示、故障设置等功能，教学仪信号演示精确，故障设置、信号测量、 运行指示均符合各项设计要求，达到了对热泵技术、直热循环水系统进行训练学习的设计要求，并可以对性能数据的研究分析。3)本教学仪结构简单、原理直观，特别适用于针对一般理工科学生而进行的实验教学。附图说明图1是本专利技术的热泵热水机制冷系统教学仪连接示意图；图2是图1所示的教学看板结构示意图；图3是图2所示的教学看板的制冷系统、热水管道系统印制示意图；图4与图1所示的教学看板连接的电控看板印制示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1-4所示，热泵热水机的主机1与热泵热水机制冷系统教学仪看板2、电控看板3相连接。在主机内安装制冷系统和热水系统，热泵热水机的电控系统由主机参数输入、 电路板和执行机构组成。热泵热水机制冷系统各部件如压缩机、四通阀以及各个控制制冷剂流向的阀体的驱动控制均由主机的电控系统完成，而且，热泵热水机的热水系统的水泵及各阀体的驱动控制也是由主机的电控系统完成。本专利技术型的对制冷控制系统、以及直热循环水系统进行仿真设计并印制，在教学看板2的正面印制有制冷管道系统和热水管道系统结构图11。在电控看板3上印制主机的电路原理图及电控机理图。在教学看板2上设置有空调热力参数采集显示、用电状况采集显示，见教学看板的参数仪表区12。包括电流表、电压表，显示制冷剂高低压的压力表，在除霜状态时显示制冷剂温度情况的冷媒加热管温度表、显示热水系统的出水温度表、水箱温度表、显示翅片换热器的盘管温度表、室外环境温度表等。如图4，在电控看板3的正面上印制电路板31和变压器、风机电容、继电器、交流接触器等电控元件的连接接线图，并在相应的位置上安装电路板31，在电控元件安装区 32内相应安装对应的电控元件，在看板的右侧设置示波器33，示波器的下方设置电器执行机构状态显示区34，在该区域内装有压缩机A、压缩机B、风机、水泵、温水阀、电加热器、多个电磁阀、四通阀等关键部件的工作状态显示灯，使各部件的实时运行状态一目了然。如图2，在教学看板的右侧设有设障模块13，设障模块13由多个实验设障的执行机构以及与执行机构连接的设障开关所组成，设障开关在常态下闭合使执行机构的电路接通，在设障状态下人工打开，使连接该设障执行机构的电路出现故障，人为设置故障的现象。设障的执行机构有系统内多个电磁阀、四通阀、高压保护开关、低压保护开关、排气温度保护开关、温水阀开关、水流开关、水箱防溢流保护开关、进水压力保护器开关、水泵开关、水位开关等。为了在授课时演示不同工况下的主机工作状态，本专利技术设计了仿真机理演示功能模块，可实现联机运行和仿真运行转换。在教学看板的右侧设有转换装置15、参数模拟装置 14，参数模拟装置14模拟多个温度或开关信号的状态变化并将模拟信号传输给电控看板3 上的电路板，电路板处理数据后发出输出指令。模拟参数的设置有冷媒加热管温度、出水温度传感器、室外环境温度传感器、换热盘管温度传感器、水箱温度传感器、高水位开关、低水位开关等。当转换装置的一组转换开关接通模拟位时，参数模拟装置14内的各模拟信号则代替主机上的实时参数输入接通电路板，如以参数模拟装置的冷媒加热管温代替在主机上的冷媒加热管温度传感器连接电路板的输入端口。在模拟工作状态下，电控看板的各执行机构工作状态显示灯连接电路板的输出端口，电路板处理模拟信号并输出控制信号给各执行机构工作状态显示灯，由显示灯表示在模拟状态下，执行机构的工作状态。本专利技术在流程控制上置入了各类控制阀指示及信号测量点，使学生得以直观地学习整个系统。参见图2，教学看板2的印制图示上还设置了多个电信号测量点16，电信号测量点通本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种热泵热水机制冷系统教学仪，包括用于制备热水的主机（１）、安装在主机内的制冷管道系统和热水管道系统、电控系统、教学看板（２），所述电控系统由主机参数输入、电路板（３１）和执行机构组成，其特征在于：所述教学看板（２）的正面印制有制冷管道系统和热水管道系统结构图（１１），在所述教学看板（２）的正面上设有多个用于检测制冷管道系统部件或者热水管道系统电器执行机构的电信号测量点（１６），所述电信号测量点通过在教学看板的背面接线并接在对应的制冷管道系统或热水管道系统的执行机构电路上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑兆志，罗恒，余华明，李东洺，何钦波，
申请(专利权)人：顺德职业技术学院，
类型：发明
国别省市：44