Equipment Design/Implementation of Air Source Heat Pump

Abstract

The objective of this thesis was to design new equipment for studying heat pump technology in the energy technology laboratory of Kymenlaakso University of Applied Sciences. The study includes planning and implementation of laboratory air-conditioning sensory interface (air source heat pump) and data automation system design.

Implementation began from the design of the flow chart and providing of suitable additional sensors, PLC and its components. After the sensors had been mounted and connected to the PLC, an HMI interface was developed. The OpenOffice Calc program, connected to the Wonderware Intouch via the FS gateway protocol converter, was used for plotting the thermodynamic cycle on the P-H diagram. For enthalpy calculation, the CoolProp library freeware was used. Finally, the correction issue of the surface temperature sensors was solved.

As a result of the thesis, new equipment for studying heat pump technology was created. Data collection, process chart and thermodynamic cycle plotting are fully automated. In addition, examples of laboratory work is presented in this thesis.

Opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa ilmalämpöpumpun laitteisto energiatekniikan laboratorioon. Tämän työhön kuuluu suunnittelu ja lisäantureiden asentaminen ilmalämpöpumppuun, automatisointi ja käyttöliittymän tekeminen.

Työn aluksi tehtiin PI-kaavio ja etsittiin sopivia lisämittareita, sekä PLC-logiikan ja logiikan komponentteja. Kun kaikki anturit oli asennettu ja liitetty S7-1200-logiikkaan, kehitettiin HMI-käyttöliittymä. Termodynaamisen prosessin piirtäminen tehtiin OpenOffice Calc -ohjelmassa, joka vastaanottaa mittaukset FS gatеway -protokollamuuntimen käyttöön. Entalpian laskennassa käytetiin ilmaista CoolProp.dll-tiedostoa tietojen siirtoon taulukkolaskentaan. Lopuksi tarkasteltiin lämpötilakorjaukset pinta-antureista.

Insinöörityön tuloksena tehtiin uusi laitteisto lämpöpumpputekniikan opiskelua varten. Tietojen keruu ja termodynaamisen prosessin piirtäminen ph kaaviossa ovat täysin automaattisia. Lisäksi esiteltiin esimerkkejä laboratoriotöistä.