空气源热泵热水器控制器设计.doc
空气源热泵热水系统方案(象山某宾馆)(DOC)
余姚市某宾馆空气源热泵热水工程工程方案方案编号：项目负责人：联系电话：手机：二O一一年十月二十九日一、空气源热泵热水器工作原理传统的热水器（电热水器，燃油、燃气热水器）具有能耗大、费用高、污染严重等缺点；太阳能热水器的运行又受到特殊气象条件的制约；而热泵热水器以空气、水、太阳能等为低温热源，以电能为动力从低温侧吸取热量来加热水，热水通过循环系统直接送入用户作为热水供应。
它利用设备内的冷媒从自然环境空气中采集热能并通过热交换器使冷水升温，同时排放冷气。
其工作原理如图1所示：图1 热泵热水器工作原理二、产品特点本公司空气源热泵热水器的核心部件：压缩机，全部选用copeland谷轮公司生产的高效涡旋压缩机，适用于热泵热水器上使用。
空气源热泵热水器的关键配件，均选用ALCO商业制冷及空调系统配件。
热泵热水器与传统热设备相比，有以下显著特点：2.1 高效节能空气源热泵热水器能效比COP 值在5~6 之间（标准工况下），即使在冬季超低温情况下也达到 1.8（-7℃），全年综合能效比COP 值在5~5.5 间。
高于市面上一般的热泵热水器。
2.2 使用安全加热方式完全不同于普通电加热，从根本上杜绝了普通电加热漏电、干烧等安全隐患；电路只有控制线路而无强电线路连接，实现了完全水电分离。
2.3 健康环保无任何有害气体排放；无温室气体排放；无致酸雨气体排放；无废热污染。
2.4 技术先进采用先进的控制技术，整个系统处于自动控制的运行状态之中。
2.5 运行稳定、维护简单，维护费用极低空气源热泵热水器系统简单；无需专人管理、维护，因而可极大降低维护、维修费用。
2.6 清洁无垢小温差传热，不结垢，清洁方便。
三、工程方案设计3.1 工程概况根据本工程现场了解的情况，目前宾馆房间65间，主要供应热水为日均12m³。
3.2 设计依据根据机组在余姚冬季时使用的最低环境温度5℃，以及机组在对应的环境温度下的制热量而对应选型，设计自来水进水最低温度10℃，设定热水出水温度为55℃。
空气源热泵热水机组控制系统研发的开题报告
空气源热泵热水机组控制系统研发的开题报告一、选题背景随着全球环保意识的提高和能源价格的不断上涨，人们对能源的需求越来越高。
传统的加热方式，如电热水器、燃气热水器等，已经不能满足人们的需求。
因此，空气源热泵热水机组逐渐受到人们的关注。
与传统的加热方式相比，空气源热泵热水机组具有节能节电、环保节能、安全可靠等优点，是未来生活必不可少的一种设备。
为了使空气源热泵热水机组具有更好的性能，在实际应用中需要针对其控制系统进行研发和改进。
因此，本课题旨在研发一种能够满足用户需求的空气源热泵热水机组控制系统，进一步提高其性能和智能化程度。
二、研究目标本课题旨在研发一种基于单片机控制的空气源热泵热水机组控制系统。
该系统将实现以下目标：1. 实现热泵机组的控制和调节，包括制冷量、制热量的调节和控制；2. 实现模拟量和数字量输入和输出，以便对温度、压力等参数进行检测和控制；3. 设计合理的人机交互界面，方便用户使用和操作；4. 实现远程控制和监测功能，用户可以通过手机等移动设备随时随地控制和监测热泵机组的工作状态。
三、研究内容本课题的研究内容如下：1. 研究空气源热泵热水机组的控制原理和工作方式，分析其控制问题和调节方法；2. 针对空气源热泵热水机组的控制需求，设计控制系统的硬件结构和软件框架；3. 选取适合的单片机作为主控制器，搭建相应的系统平台；4. 根据用户需求设计人机交互界面，优化控制系统的用户体验；5. 测试和优化控制系统的效果，验证其性能和可靠性；6. 实现远程监测和控制，提高系统的智能化和便捷性。
四、研究方法本课题采用以下研究方法：1. 文献综述法：对当前空气源热泵热水机组控制系统研究现状进行综述和总结，为设计控制系统提供理论依据和参考数据；2. 方案设计法：根据控制系统设计要求和用户需求，选择合适的硬件结构和软件框架，构建系统平台；3. 实验方法：构建实验测试平台，对研发出的控制系统进行测试和调优；4. 系统分析法：对控制系统进行系统性分析，优化控制算法，提高系统的性能和可靠性；5. 调查问卷法：对用户进行调查，并根据用户反馈进行控制系统界面和功能的优化。
探究太阳能空气源热泵热水机组控制系统设计
探究太阳能空气源热泵热水机组控制系统设计发布时间：2023-01-29T05:21:36.789Z 来源：《科技新时代》2022年9月16期作者：黄勇[导读] 太阳能空气源热泵内部的热水机组属于一种新型的节能产品黄勇广东希塔变频技术有限公司广东佛山 528000[摘要]太阳能空气源热泵内部的热水机组属于一种新型的节能产品。
只有科学合理地开发设计太阳能空气源热泵内部热水机组整个控制系统，才能够确保热水机组始终维持稳定可靠地运行。
故本文主要围绕着太阳能空气源热泵当中热水机组综合控制系统合理设计开展深入的研究和探讨，仅供业内参考。
[关键词]太阳能；空气源；热泵；热水机组；控制系统；系统设计；前言：太阳能于新型可再生绿色能源，在节能环保及经济层面上有着较为显著的优势。
太阳能空气源热泵整个热水机组，其不但具备良好的节能环保特性，还能够充分利用并配合太阳能，起到节约能源、最大化利用能源等作用，但对其热水机组整个控制系统提出更高要求。
因而，对太阳能空气源热泵当中热水机组综合控制系统合理设计开展综合分析较为必要。
1、关于太阳能式空气源的热泵及其热水机组基本原理概述太阳能式空气源热泵整个热水机组，主要是借助光热设备吸收大量太阳能，经过对水加热处理过后，将能量储存于热泵机组当中的水里面，借助循环水泵，将集热水箱和保温水箱内部的低温水，输入至集热装置内部，水经过加热后，循环到集热水箱和保温水箱内部。
集热水箱和集热装置、保温水箱和集热水箱当中持续实施水循环，实现有效性地进行温差控制。
集热水箱和集热装置相互间温差倘若超过限定范围，循环泵启动；集热水箱和集热装置相互间温度倘若并未达到实际要求，停止循环泵运行。
保温水箱和集热水箱相互间温差倘若超出限定范围，循环泵及时启动运行；二者温差倘若并未达到实际要求，循环泵则及时停止运行。
设计太阳能空气源热泵内部热水机组综合控制系统，旨在对水泵循环实施启停操作自动控制，累积加热处理，确保水箱内部水温能够充分满足于实际使用温度需求。
30kw空气源热泵热水器设计
30kw空气源热泵热水器设计目录摘要 .................................................................................................. 错误!未定义书签。
ABSTRACT........................................................................................ 错误!未定义书签。
1 绪论 (1)1.1 空气源热泵热水器的概况 (1)1.1.1 空气源热泵热水器的研究背景及意义 (1)1.1.2 空气源热泵热水器的国内外现状 (2)1.2 空气源热泵热水器的工作原理 (4)1.3 空气源热泵热水器的优缺点 (5)1.3.1 空气源热泵热水器的优点 (5)1.4 空气源热泵热水器的发展前景 (7)2 设计方案选择与论证 (8)2.1 制冷剂 (8)2.1.1 制冷剂的概述 (8)2.1.2 制冷剂的分类 (8)2.1.3 制冷剂的选用原则 (9)2.1.4 制冷剂介绍与选择 (10)2.2 压缩机 (12)2.2.1 压缩机概述 (12)2.2.2 压缩机的比较 (13)2.2.3 针对30kw空气源热泵压缩机的选型 (15)2.3 冷凝器 (16)2.3.1 冷凝器概述 (16)2.3.2 冷凝器的比较 (16)2.4 蒸发器 (19)2.4.1 蒸发器概述 (19)2.4.2 蒸发器的比较 (19)3 设计计算 (21)3.1 系统的热力计算 (21)3.1.1 热泵系统的热力计算 (21)4 冷凝器的设计计算 (24)4.1 氟利昂套管式冷凝器的结构 (24)4.2 氟利昂套管式冷凝器的传热计算 (25)4.3 氟利昂套管式冷凝器的设计计算 (25)4.3.1 有关参数的选择及计算 (25)4.3.2 确定内管根数 (26)4.3.3 传热计算 (26)4.3.4 冷凝器整体结构 (28)5 热泵蒸发器设计计算 (28)5.1 强制通风空气冷却式蒸发器的结构设计及计算 (28)5.2 蒸发器的设计计算 (31)5.2.1初步的结构规划 (31)5.2.2 计算几何参数 (31)5.2.3 计算空气侧干表面传热系数 (32)5.2.4 确定空气在蒸发器内的状态变化过程 (34)5.2.5 循环空气量的计算 (35)5.2.6 空气侧当量表面传热系数的计算 (35)5.2.7 管内R134a蒸发时表面传热系数的计算 (36)5.2.8 传热温差的初步计算 (39)5.2.9 传热系数的计算 (40)值 (40)5.2.10 核算假设的qi5.2.11 蒸发器结构尺寸的确定 (40)5.2.12 R134a的流动阻力及其对传热温差的影响 (41)5.2.13空气侧的阻力计算 (42)5.2.14 蒸发器风机的选型 (43)6 压缩机的选型计算 (45)6.1 理论排气量的计算 (45)6.2 轴功率的计算 (45)6.3 压缩机选型 (46)6.4 压缩机的校核 (46)6.4.1 压缩机名义工况下的热力计算 (46)6.4.2 压缩机的选型及校核计算 (47)7 节流装置介绍与类型选择 (49)7.1 热力膨胀阀的选型 (52)7.1.1 热力膨胀阀名义工况下的热力学计算 (52)7.1.2 选定热力膨胀阀 (53)8 其他辅助设备的计算与选型 (54)8.1 干燥过滤器计算与选型 (54)8.2 气液分离器的计算与选型 (56)8.3 油分离器 (58)8.4 视液镜 (59)8.5 截止阀的选取 (59)8.6 电磁阀的选取 (60)8.7 分流头的选择 (62)8.8 压力控制器的选择 (62)8.9 高压储液器 (63)9 储水箱 (65)9.1 热水箱的组成 (66)9.1.1 外壳 (66)9.1.2 内胆 (66)9.1.3 保温层 (66)9.2 热水箱的设计 (67)结束语 .................................................................................................. 错误!未定义书签。
气源热泵热水机组控制器设计
气源热泵热水机组控制器设计肖建忠;许飞云【摘要】空气源热泵热水器利用热泵吸收空气热源制取热水,节能效率是电热水器的4倍以上,是目前世界上最为先进的节能环保热水系统之一.详细阐述一款以ATmega16单片机为核心,具有联网通讯功能的热泵热水机组控制器软硬件系统的设计,介绍了多路温度采集模块、开关量采集模块、驱动控制模块、RS 485通信模块和液晶接口模块的硬件电路和工作原理.控制器软件适用于双压缩机系统,能有效缩短加热时间;具有压缩机、传感器等设备或元件的故障保护;具有冬季防冻和化霜功能,能够提高低温制热效率;独有的联网通信功能可以方便地实现远程控制与机组信息显示.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2009(032)019【总页数】5页(P168-172)【关键词】热泵热水机组;控制器;ATmega16单片机;控制策略【作者】肖建忠;许飞云【作者单位】东南大学,江苏,南京,211189;东南大学,江苏,南京,211189【正文语种】中文【中图分类】TP270 引言气源热泵热水器利用的是清洁的电能和空气能(太阳能)，与传统热水器相比，具有节能、安全、环保三大特点；缺点是使用范围有限，设备造价相对高一些，而且还要考虑备用热源的问题。
因此主要应用于商业领域，尤其是在酒店宾馆、医院、学校、休闲场所等商用公用事业方面应用广泛[1]。
控制系统是整个热泵热水系统的指挥中心，现有的热泵热水控制器加热时间长，故障保护不完善，低温条件制热效率低，不能进行联网通信实现远程控制等方面的不足影响了热泵热水器在更大范围的推广使用。
本文研究工作是以单片机ATmega16为核心构建热泵机组控制器，针对双压机双盘管的双系统，力求缩短加热时间，并设计出针对压缩机故障、传感器故障的保护功能，针对低温环境的冬季防冻和化霜功能，用于挂接线控面板实现远程控制的联网通信功能。
1 控制系统总体方案设计为了监测机组的运行，在各个关键环节上安置了传感器。
热泵供热机组控制器的设计
热泵供热机组控制器的设计1 引言热泵供热机组作为一种新型热水和供暖产品，不但能从空气、水和土壤中吸取能量，而且具有供热效率高、安全和环保等特点，比普通电加热热水器节能在70％以上，被业界公认为是传统锅炉、电热水器及燃油(气)热水机组的更新换代环保型产品[1]。
现有热泵供热机组的控制器多采用PLC，操作界面为触摸屏。
但随着应用领域、区域分布的扩大，一些诸如融霜、低温启动与运行、智能故障诊断和节能高效运行等问题亟待解决。
本文研究工作旨在研发基于ADμC812单片机为核心的热泵供热机组控制器，该控制器实现了由PLC 与触摸屏组成控制器的全部功能，可灵活有效地控制热泵供热机组的运行，具有极高的性价比。
2 控制器结构及功能介绍热泵供热机组控制器硬件包含以下模块：开关量隔离输入模块；开关量隔离输出模块；多路温度数据采集模块；多路压力数据采集模块；键盘输入模块；液晶显示模块以及电源模块。
其中，多路温度采集模块外接PT100 温度传感器，用来定时采集热泵供热机组各测量点的温度值；多路压力采集模块外接由压力变送器给出的4～20 mA 或0～5 V 标准信号，用来定时采集热水机组压缩机的高压压力值和低压压力值；开关量隔离输入模块外接热水器的开关量信号，用来实时采集反映热水机组各关键部件运行状态的开关量信号；开关量隔离输出模块通过继电器来控制热水器的压缩机、电磁阀、风机等电气部件；键盘输入模块与液晶显示模块作为控制器的人机界面；电源模块将220 V 的交流电经过滤波后，通过变压器降压以及整流、滤波和稳压处理后，为控制器其他模块供电。
已开发成功的热泵供热机组控制器就是以ADμC812单片机为核心，利用芯片集成的24 位A／D 转换器，可实时采集。
空气源热泵设计完整方案
第第一一章章 空空气气源源热热泵泵热热水水系系统统方方案案设设计计文文件件目 录第一章 空气源热泵热水系统方案设计文件一、工程项目概况 二、地理位置及气候 三、工程设计依据 四、设计参数 五、热水系统设计计算 六、热泵设备选型 七、保温储热水箱选型 八、系统运行技术措施 第二章 运行成本分析 一、方案运行费 二、效益三、不同形式制取热水成本分析制取生活热水，考虑节约运行费用，新能源——空气源热泵热水机组是目前比较节能、环保的一个产品。
热泵热水器作为一种新型热水和供暖热泵产品，是一种可替代锅炉的供暖设备和热水装置。
与传统太阳能相比，热泵热水器不仅可吸收空气中的热量，还可吸收太阳能。
热泵热水器通过制冷剂温差吸热和压缩机压缩制热后，与水换热，大大提高热效率，充分利用了新能源，是将电热水器和太阳能热水器的各自优点完美的结合于一体的新型热水器。
目前，热泵热水器有空气源热泵热水器系列，是开拓和利用新能源最好的设备之一。
热泵是利用设备内的吸热介质（冷媒）从空气或自然环境中采集热能，经压缩机压缩后提高冷媒的温度，并通过热交换器冷媒放出热量加热冷水，同时排放出冷气，制取的热水通过水循环系统送入用户进行采暖或直接用于热水供应。
热泵在使用低谷电时更能节约用电。
产品特征：1、高效节能：其输出能量与输入电能之比即能效比（COP）一般在2~6之间，平均可达到3.5以上，而普通电热水锅炉的能效比（COP）不大于0.95，燃气、燃油锅炉的能效比（COP）一般只有0.6~0.8，燃煤锅炉的能效比（COP）更低一般只有0.3~0.7。
2、环保无污染：该产品是通过吸收环境中的热量来制取热水，所以与传统型的煤、油、气等燃烧加热制取热水方式相比，无任何燃烧外排物，制冷剂对臭氧层零污染，是一种低能耗的环保产品，具有良好的社会效益，是一种可持续发展的环保型产品。
3、运行安全可靠：整个系统的运行无传统热水器（燃油、燃气、燃煤）中可能存在的易燃、易爆、中毒、腐蚀、短路、触电等危险，热水通过高温冷媒与水进行热交换得到，电与水在物理上分离，是一种完全可靠的热水系统。
基于PLC的空气源热泵热水器的控制系统设计
智能加热控制系统——基于PLC的空气源热泵热水器的控制系统设计摘要环境问题和能源问题已成为制约国民经济发展的两大难题。
近些年来，空气源热泵热水系统因其节能、环保等显著特点而越来越受到广大消费者的关注。
PLC也因其可靠性高、控制功能强等优势逐渐在控制领域占据着举足轻重的地位。
而一个热泵热水器如果没有好的控制系统，将会产生不必要的材料浪费和环境污染。
所以本课题基于PLC的空气源热泵热水器的控制系统设计，就是要结合二者的特点使热泵的优势和效能得到最大程度的体现，从而达到缓解环境和能源问题的目的。
基于电机的功耗与其转速的立方成正比关系，所以本设计还用到了变频器，充分结合了系统的特点，同时也达到了节能的目的。
在控制领域，PID调节目录第一章绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2国内外的研究现状简述 (5)1.3本课题的主要内容 (9)第二章硬件设计 (10)2.1使用变频器的原因 (10)..................................................................10........................................................................14...........................................................................14..................................................................14...........................................................................16........................................................................16........................................................................17.........................................................18........................................................................23..................................................................23...........................................................................23....................................................................................274.1设计内容总结 (27)4.2心得体会..............................................................................28.......................................................................................29.............................................................................................30 (31)第一章绪论1.1 课题背景及意义随着经济的快速发展和人们生活的逐步提高，人们对生活品质的追求使得对生活热水的需求也越来越高。
毕业设计书 学生公寓空气源热泵热水系统设计
毕业设计(论文)（届）题目学生公寓空气源热泵热水系统设计专业班级学号姓名指导教师完成时间制冷与冷藏技术专业毕业设计(论文) 设计说明书题目学生公寓空气源热泵热水系统设计课题形式独立本人承担姓名班级学号同组成员指导教师目录1.设计题目 (1)1.1.5#学生公寓空气源热泵热水系统设计 (1)2.设计依据： (1)2.1.详见毕业设计任务书 (1)3.设计参数 (1)3.1.详见毕业设计任务书 (1)4.工程概况 (1)5.设计内容 (1)5.1.热水供应系统的设计小时耗热量 (1)5.1.1.参数选择： (2)5.1.2.耗热量计算条件（参数）及数据处理 (3)5.2.用热水量计算 (4)5.2.1.设计小时热水量可按下列方法计算： (4)5.2.2.用水量数据整理 (4)5.3.冷热水比例计算 (5)5.4.空气源热泵热水机组选型 (5)5.4.1.根据冬天的冷热水设计要求结合机组的工况进行选型 (5)5.5.机组制热功率计算 (7)5.6.配水量估算 (7)5.6.1.最大小时用水量 (7)5.6.2.配水量确定 (8)5.6.3.根据配水量选择保温水箱（配水量80吨） (8)5.7.配水管网水力计算 (9)5.7.1.配水管网的水力计算方法 (9)5.7.2.管网水力计算图(原图见CAD） (10)5.7.3.配水管网水力计算步骤 (10)5.7.4.南楼管路压力损失数据整理 (12)5.7.5.北楼管路压力损失数据处理 (12)5.8.回水管网水力计算 (15)5.9.循环流量计算 (13)附录2：设计图纸 (14)1.热水系统平面图 (14)2.热水系统原理图 (14)3.水系统图 (14)4.空气源热泵机组原理布置图 (14)1.设计题目1.1. 5#学生公寓空气源热泵热水系统设计2.设计依据：2.1. 详见毕业设计任务书3.设计参数3.1. 详见毕业设计任务书4.工程概况的5号学生公寓热水工程提供系统设计，采用空气源热泵热水系统。
空气能热水工程控制方案
空气能热水工程控制方案一、项目概述空气能热水工程是利用空气能作为热源，通过热泵技术将低温热能转换为高温热能，用于加热生活用水，供应给建筑物中的热水系统。
空气能热水系统具有节能、环保、安全、可靠等优点，是一种新型的热水供暖方式。
本项目的目标是在确保系统运行安全、稳定和高效的基础上,为用户提供舒适、便利、高质量的热水供应服务。
二、技术原理空气能热水工程以空气能热泵为核心设备，通过蒸发器吸收制冷剂使其蒸发，从而吸收环境中的热量，然后通过压缩机将低温低压的气体转化为高温高压的气体，从而释放高温热量。
通过热交换器将释放的热量传递给要加热的水，从而实现热水供应的目的。
三、系统设计1. 系统组成空气能热水工程系统主要由空气能热泵、热交换器、水泵、储水罐、控制系统等组成。
其中，空气能热泵是系统的核心设备，通过它实现能源的转换和热水的供应；热交换器负责热量的传递；水泵则负责将热水输送到需要加热的位置；储水罐用于储存热水；控制系统负责监测系统运行状态、调节系统参数、保护系统设备等。
2. 系统布局在设计系统布局时，首先需要考虑系统设备的放置位置，保证设备能够正常运行，并且方便日常维护和检修。
其次，需要设计系统的管道布局，保证热水能够顺畅地输送到各个使用点。
最后，需要考虑系统的控制方式，保证系统能够按照要求自动运行，并且能够满足用户的热水需求。
四、控制方案1. 控制原则本项目的控制方案遵循以下原则：（1）安全性原则：确保系统运行安全，防止发生意外事故；（2）稳定性原则：确保系统运行稳定，保证热水供应的连续性和稳定性；（3）高效性原则：确保系统运行高效，提高能源利用效率，节约能源消耗；（4）智能化原则：利用先进的控制技术，实现系统的自动化和智能化运行。
2. 控制策略（1）温控策略根据用户的热水需求和环境温度变化，系统应根据实际情况自动调整热水温度，保证用户在不同季节和环境条件下都能够得到舒适的热水供应。
（2）时间控策略设定不同时间段的热水需求量，根据实际情况合理调整系统运行模式和热水生产量，加强对系统运行的定时监控和调节。
新型热泵热水器的控制器设计
新型热泵热水器的控制器设计摘要：新型热泵热水器属于一种先进技术设备，能够取缔传统锅炉供暖装置与热水系统。
新型热泵热水器能够经过制冷剂温差吸热与压缩机压缩加热，提升热效率且确保能源的有效利用。
其中，热泵热水器控制器设计作为重要组成部分，做好控制器设计成为重要研究课题。
关键词：新型热泵热水器；控制器设计；研究分析现阶段，市面上热水器产品包含：电热、太阳能热水器、燃气不同类型；而新型热泵热水器则是基于以上三种产品下的产物，弥补了传统电热、太阳能热水器、燃气的不足，具有绿色环保、节能、便于使用的特点。
一、新型热泵器系统原理与控制器设计分析不同的生产商家生产的热泵系统存在较大差距，总体上来说检验的量较多。
热泵器系统原理是：压缩机管道内包含制冷剂循环流动，就此进行蒸发冷凝；随后，利用制冷剂温度变化吸热和压缩制热将外部热量集中于热泵主机加热盘管。
随后，通过高技术的导热材料让储水设备中的水温增高。
经过不断的循环，实现水温加热作用。
控制器是PLC和触摸屏构成，人们能够根据要求经过触摸屏控制PLC电源，进而打开热水器开关量搜集数据信息进行PLC传输至触摸屏。
伴随着节能理念的出现，人们越来越重视产品节能效果；而热泵热水器有着较强的节能性，进而也成为重要的推广点。
因此，尽管基本原理与传统的冰箱、冷库相近；不同；控制系统更加复杂，还应注重节能效果从而避免资源浪费与消耗。
系统开关量全部通过PLC控制，PLC具有警报作用；同时还可以利用PLC反馈至触摸屏中。
结合新型热热水器工作模式与设计要求、综合具体要求进行控制器设计中应注意几点需求。
第一，自动进行系统闭合；运行状态设置；第二，压缩机的高压、低压保护和不同运行过程中产生的数值涉及：风机过载保护、过载过热。
第三，触目屏中一些功能应有密码设定，防止随意设置更改制约热水器工作。
第四，数据信息显示：能够显示不同时间系统参数运行状况。
二、硬件环境设计通常情况下，热泵控制器组成为控制板与线控器；两者都需要进行数据链接，经过通讯形式达到控制与现实同步。
基于单片机控制空气能热水器系统设计设计说明
基于单片机控制空气能热水器系统设计设计说明一、设计背景空气能热水器是一种透过空气能源将空气中的热量转化为热水供应的设备。
它具有环保、节能的特点，同时适用于家庭和工业等各种场所。
为了提高空气能热水器的自动化程度和使用体验，可以使用单片机控制系统对其进行控制和监测。
二、设计目标1.实现空气能热水器的自动控制，包括温度控制和加热时间的设定。
2.监测空气能热水器的工作状态和温度信息，并进行数据显示和保存。
3.提供用户界面，实现人机交互和操作。
三、硬件设计1.传感器模块：使用温度传感器监测水温和环境温度，将温度信息传输给单片机。
2.液晶显示屏：用于显示当前温度信息、设定温度和加热时间等。
3.控制电路：包括电磁继电器和开关电源等，用于控制电加热器和供电。
4.按键开关：用于设定温度和加热时间等参数。
5.单片机：使用单片机作为主控制器，接收和处理传感器数据、控制加热器以及与用户交互。
四、软件设计1.程序框架：设计一个主循环，根据用户设定的温度和加热时间控制加热器的开启和关闭。
2.温度控制：单片机读取温度传感器的数据，与设定的温度进行比较，根据差值控制加热器的工作状态。
3.时间控制：通过定时器来计时，当计时达到设定的加热时间时，自动关闭加热器。
4.状态监测：单片机根据传感器数据判断水温是否达到设定的温度，如果温度不足，则开启加热器；如果温度过高，则关闭加热器。
5.用户界面：通过液晶显示屏将当前温度、设定温度和加热时间等信息显示给用户，同时提供按键开关进行参数设定。
五、系统测试与验证1.测试温度控制功能：设定不同的温度，观察加热器的工作状态和水温变化情况。
2.测试时间控制功能：设定不同的加热时间，观察加热器的工作状态和加热时间的准确性。
3.测试用户界面功能：通过按键开关设定温度和加热时间，观察参数的设定和显示情况。
4.长时间运行测试：让系统长时间连续运行，检查系统稳定性和可靠性。
六、总结与展望通过单片机控制系统的设计，实现了空气能热水器的自动控制和监测功能，提高了其使用的便捷性和舒适度。
学生宿舍空气源热泵热水系统的智能控制设计
学生宿舍空气源热泵热水系统的智能控制设计摘要：学生宿舍热水需求量大，热水系统设备复杂，为实现热水系统的智能、节能运行，设计了热水系统的智能控制系统、配电系统，分析了单台空气源热泵的智能控制逻辑和热水系统的智能控制逻辑。
同时，在阐明热水用量预测必要性的基础上，提出了热水用量预测方案。
关键词：空气源热泵;热水系统;智能控制;热水用量预测0引言与燃煤、燃气、太阳能等传统的热水系统相比，空气源热泵热水系统不受燃料供应因素影响，受夜晚、阴天、下雨及下雪等恶劣天气的影响也较小;空气源热泵热水系统可实现一年四季、全天24h安全运行;传统的热水系统制热效率均小于1，而空气源热泵热水系统制热效率可达到3～5[1]。
王宇[2]对应用于寒冷地区、夏热冬冷及夏热冬暖地区的空气源热泵进行了性能测试和运行情况评价，认为空气源热泵在夏热冬暖地区最具适用性。
空气源热泵现已成为夏热冬暖地区酒店、公寓、学生宿舍等普遍采用的加热设备，单台空气源热泵有嵌入式的控制系统，可以智能运行，比如设定出水温度、加热时间等，但学生宿舍人数较多，需要多台机联机运行，因此多台空气源热泵的热水系统智能控制是需要研究的课题。
1热水系统设备某学生宿舍热水系统采用空气源热泵供应热水，按每人每天60L热水需求设计。
项目主要设备有：保温水箱1个;空气源热泵8台;回水电动电磁阀3台;进冷水（补水）电动阀1台;热泵循环加热泵2台（一备一用）;加压供水泵2台（一备一用）;定时供水电动阀1台。
设备布置图如图1所示。
通常酒店的热水系统设置两个水箱，一个水箱用于循环加热，另一个水箱用于供应热水;而学生使用热水时间很集中且用水量大，因此学生宿舍热水系统一般设置一个水箱，在非供应热水时间将水箱中的水加热。
2控制系统总体设计热水控制系统由管理软件、组态软件、PLC（也可使用单片机）、热水表、传感器、继电器、接触器等组成。
控制系统总图如图2所示，配电系统图如图3所示，部分控制回路如图4所示。
热泵热水器控制器设计探讨
热泵热水器控制器设计探讨摘要本文主要对热泵热水器的工作原理和流程、其控制器系统硬件的要求等进行论述，来进一步探讨热泵热水器控制器的设计要求及其应用。
关键词热泵热水器；控制器；芯片；模块热泵热水器是指利用逆卡诺原理，通过介质把热量从低温物体传递到高温的水里的设备。
热泵装置通过相变介质，使其温度远低于低温热源，而自发吸收低温热源的热量；回到压缩机后的介质，会被压缩成温度比高温水更高的高压气体，又自发放热到高温热源；实现把低温热源“搬运”热量到高温热源的运作，突破能量转换100%瓶颈。
近年来，热泵的新能源技术在全球倍受关注。
生活中常见的泵是一种可以提高介质（流体）位能或势能的机械装置，或是输送流体至更高压力或更高位置的机械装置，如：油泵、气泵、水泵、混凝土泵等。
而热泵是一种输送热量的泵，是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，通过电力做功，给人们提供所需的高品位热能的装置。
本文中介绍的热泵控制器，其设计的核心使用S3F84I9芯片，这种设计既能使热泵运行状态达到实时监控，又能在出现故障时发出告警，并具有保护压缩机分时段运行等功能，还具备自学习和自适应功能，使热泵热水器具有了高可靠性和高效节能性。
1 热泵热水器工作原理及蒸发流程1.1 热泵热水器的基本原理热泵热水器的组成包括：压缩机、热交换器、轴流风扇、保温水箱、水泵、储液罐、过滤器、电子膨胀阀和电子自动控制器等。
热泵热水器的基本工作原理：接通电源后，轴流风扇开始运转，室外空气通过蒸发器进行热交换，温度降低后的空气被风扇排出系统，同时，蒸发器内部的工质吸热汽化被吸入压缩机，压缩机将这种低压工质气体压缩成高温、高压气体送入冷凝器，被水泵强制循环的水也通过冷凝器，被工质加热后送去供用户使用，而工质被冷却成液体，该液体经膨胀阀节流降温后再次流入蒸发器，如此反复循环工作，空气中的热能被不断“泵”送到水中，使保温水箱里的水温逐渐升高，最后达到适合人们使用的温度。
空气能热泵热水工程设计方案范文
空气能热泵热水工程设计方案概述空气能热泵热水器是一种新型的热水设备，它通过从环境空气中采集能量，将低温的热能提升至高温，从而达到加热水的目的。
与传统的燃气热水器相比，空气能热泵热水器具有节能环保、安全可靠、低噪音等优点。
本文对一套空气能热泵热水工程进行详细设计方案，包括设备选型、系统布置、控制器设计等内容，以确保该系统的稳定运行和满足用户需求。
设备选型热泵主机热泵主机是空气能热泵热水器的核心组件，其性能对系统的整体效率有着至关重要的影响。
考虑到该工程的需求，我们选择了某知名品牌的空气能热泵热水器主机，其技术指标如下：•热水量：300L/h•COP：3.2•连续工作时间：16h•噪音：<55dB该热泵主机采用高效全油压式压缩机，具有高效率和长寿命的特点，满足了工程的热量需求。
热交换器热交换器是热泵系统中的另一个重要组件，它用于将环境中的热能转移到水中。
考虑到该工程的特殊性，我们选择使用壳管式热交换器，其特点如下：•材质：不锈钢•入口温度：15℃•出口温度：55℃壳管式热交换器具有高效、安全、稳定的特点，既可以满足温度要求，又可以保证水质安全。
水箱水箱是储存热水的设备，同时也是热泵系统的重要组成部分。
水箱的选型应该充分考虑到水质、储水量、保温效果等因素。
考虑到该工程的使用情况，我们选择了容量为500L的不锈钢水箱，其特点如下：•直径：800mm•高度：1100mm•加热时间：3h•保温时间：48h该水箱采用优质不锈钢材质制成，具有优异的耐腐蚀性和抗压性能。
同时还配备了高效保温层，保证了热水的保温效果。
系统布置根据采用的热泵系统组件和工程实际情况，我们设计了如下系统布置图：水箱<---壳管热交换器<---热泵主机<---外界环境热水通过热交换器被加热，然后存储在水箱中，以满足工程需求。
该系统布置具有结构简单、操作方便、使用安全等优点，保证了系统的可靠性和稳定性。
控制器设计控制器是热泵系统中的重要组成部分，它可以对热泵主机的运行状态进行监测和控制，以确保系统的正常运行。
空气源热泵热水机组控制系统设计及选择应用
空气源热泵热水机组控制系统设计及选择应用摘要：随着能源需求日益紧张，节能减排、低碳环保显得尤为重要。
空气源热泵热水器作为新型的节能设备，不仅改善国家电网的供电压力，而且为用户节省大量的运行管理费用。
本文对空气源热泵热水机组控制系统设计及选择应用进行了探讨，以期完善和推广空气源热泵热水机组控制系统的运用，为国家的节能减排做出贡献。
关键词：空气源热泵热水机组；设计；选择应用空气源热泵热水机组是当今世界上最节能的供热水设备之一，它是利用吸取空气中的热量，制取55℃～60℃（最高可达65℃）的高品质生活热水。
空气源热泵热水机组是以制冷剂为媒介，运用逆卡诺原理通过压缩机做功使制冷剂发生物理相变（气态----液态----气态）不断吸热与放热，经过热交换装置及热水循环管网来制取热水的。
这是当今世界上开拓利用较好的制热技术之一，它可以替代传统的锅炉蒸汽加热、燃油燃气、电加热、太阳能热水器等制取热水的设施，具有效能高，使用方便，安全节能、清洁环保等优点，使用前景广阔。
1 工程概况某改造工程安装了空气源热泵热水系统。
1.1 系统a概况a大厦共11层338间，入住约为1500人。
每间房都设有独立卫生间提供热水，空气源热泵热水机组及附属设备均安装于宿舍楼楼顶。
设计中依据的规范及标准为《建筑给水排水设计规范》（gb50015--2003）。
对a大厦的空气源热泵热水机组进行设备选型，其设计热负荷根据《建筑给水排水设计规范》式5.4.28—1计算，其中热水温度t =55℃，冷水温度t =15℃，用水人数m=1500人，热水用水定额 =50l/（人·d）。
系统a采用直热加热模式，其特点是被加热水在机组冷凝换热器人口处进人，仅经过一次换热在出口处至预设温度。
直热补水加热时间t取10h，计算可得，机组的设计热负荷qg=175kw。
热水日用量q计算为37.5m3，水箱配置的有效容积取热水日用量的80%，为30m3。
系统a机组及附属设备见表1，流程见图1。
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空气源热泵热水器控制器设计空气源热泵热水器控制器设计摘要本文介绍了一种基于单片机的空气源热泵热水器控制器。
该控制器以智能化简单操作来达到空气源热泵热水器的精确控制。
论文概述了热泵技术、空气源热泵技术历史和技术优势。
并且在介绍空气源热泵热水器工作原理以及蒸汽压缩式制冷循环原理的基础上，提出了控制器设计总体方案。
在软件设计方面，本文详细介绍了空气源热泵热水器控制器的设计。
文章最后通过大量的流程图来说明控制器的具体结构和可实现的操作。
该空气源热泵热水器控制器设计完善，实现方案简单易行。
采用软件设计来控制，可以实现智能化简单精确控制，并且提高了整机的可靠性及准确性。
关键词空气源热泵控制器设计目录引言 (1)第一章空气源热泵的概述 (3)1.1 热泵 (3)1.2空气源热泵 (4)第二章空气源热泵的发展 (4)2.1空气源热泵的历史 (5)2.2空气源热泵的优势 (5)第三章热泵热水器系统运行原理 (6)3.1 蒸汽压缩式制冷循环原理 (6)3.2 空气源热泵热水器工作原理 (7)3.2.1系统介绍 (7)第四章热泵热水器控制器设计 (8)4.1 相关控制点 (8)4.2 控制器设计总体方案 (9)第五章系统软件设计 (12)5.1系统主要功能设计 (12)5.2系统设定功能设计 (13)5.3系统时间设定功能设计 (16)5.4运转状况设定功能设计 (17)5.5工作总流程设计 (20)5.6数据采集及模数转换模块设计 (23)5.7液晶显示模块设计 (26)5.8 按键模块设计 (27)5.9 时钟模块设计 (28)5.10 通讯模块设计 (29)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)引言从目前市场上来看，热水器可分成三大类：燃气热水器，电热水器，还有太阳能热水器。
不久前，某专业机构公布了一项调查结果显示，电热水器目前占热水器市场的60%以上，占据着一半以上的市场份额。
但随着燃气热水器的再一次革新，太阳能热水器的加速发展，电热水器的市场份额正遭受巨大挑战。
对于电热水器来说，尽管太阳能热水器行业宣称潜力无限，但要真正发展成为成熟产业，还有一个很长的过程。
在使用上，如果是晴天，太阳能热水器的优势一览无余，但是一旦下雨用起电来，太阳能热水器比电热水器损耗也就要大很多。
又由于其是非承压式结构，所以常常会出现渗水现象。
还有就是太阳能市场没用很明确的行业规范。
可以肯定燃气和电热水器仍然是未来三年内热水器市场的主角。
热泵热水器具有高能效比，无污染的优点，是一款可替代锅炉的供暖水设备，并在当今社会受到热捧。
热泵热水器是以制冷剂作为媒介，冷媒吸收了环境空气中的热量后汽化，通过压缩机压缩制热，变成高温高压气体，再经热交换器与水交换热量后，经膨胀阀释放压力，回到低温低压的液化状态，通过制冷剂的不断循环，不断吸收空气中的热量，并将该部分热量转移，来制取热水，也就是说热泵热水器是将电热水器和太阳能热水器的各自优点完美的结合于一体的新型热水器。
目前，热泵热水器有空气源热泵热水器、水源热泵和太阳能型三种系列。
空气源热泵是当今世界上最先进的产品之一，该产品以制冷剂为媒介，制冷剂吸收空气中（或阳光）中的能量，再经压缩机压缩制热后，通过换热装置将热量传递给水，来制取热水，热水通过水循环系统送入用户散热器进行采暖或直接用于热水供应。
这一产品特点有：1、高效节能：使用费用比传统的太阳能热水器（带辅助电加热器）更省，是电热水器的四分之一，燃气热水器的三分之一，消耗少量电力，获得四倍热量；2、全天候：不受天气变化影响，晴天，阴雨天，夜间都能源源不断的高效制取热水；3、适用性强：任意位置安装，解决了太阳能只能装在顶层的不足，而且建筑的朝向也没有影响；4、寿命长：制冷剂作为工作介质，不存在夜间冻管或者管路腐蚀等问题，系统寿命一般可达15-20年；5、安全可靠：无需大电流的电气连接，运行安全可靠，噪音小；安全环保，热能来源于空气，水箱内无电热管，水电完全分离，绝对安全；6、方便舒适：承压出水，自来水压沐浴，全自动运行，快速加热，超大容量。
一个空气源热水器，如何用简单的操作来控制其正常的工作是一个值得深入研究解决的问题。
在目前的产品当中，控制器的设计仍然比较简单，无法在工作中采集到系统的工作数据，也就很难实现实时对热水器的控制。
换句话说，现在的产品还不够智能化，不能满足消费者简单操作从而达到的精准控制，所以我这次设计的题目就是空气源热泵热水器控制器设计。
研制一套基于单片机的空气源热泵热水器的控制器。
研制的控制器包括硬件装置和控制软件两部分。
其中硬件装置由单片机、控制电路、传感器、LCD等组成。
我主要完成软件设计，并参与硬件设计和制作。
主要技术指标如下：1、热泵热水器热容量：50KW。
2、热泵热水器冷容量:40KW。
3、制冷压缩机规格：17KW，380V/50Hz，R134a制冷剂。
4、蒸发温度：7.5℃。
5、进风温度：25℃。
控制器必须实现如下功能：1、能够实现运行工况的设定。
2、自动完成机组系统正常启动、运行和关机程序。
3、压缩机的高低压保护。
4、主要运行参数的指示。
5、故障的报警、保护和指示。
第一章空气源热泵的概述1.1 热泵热泵技术在最近些年中引起了全球广泛关注。
人们最常见的“泵”有水泵，但是水泵的功能是将水从低洼处抽到高处。
而“热泵”的功能确是从空气、水或土壤中获取热热能，经过机械压缩，从而释放高热能来提供人们日常生活所用热能的装置。
作为自然界的现象，正如水由高处流向低处那样，热量也总是从高温区流向低温区。
但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。
因此热泵热水器的工作原理是通过输入小部分电力，启动压缩机运行，从而整个热泵系统开始工作，通过蒸发器不断从低温环境中吸收热量，再通过冷凝器将系统吸收的热量和消耗的电能传递到高温环境中。
热泵在工作时，其本身需要消耗一部分能量，而整个热泵装置所消耗的功仅为输出功中的一小部分，因此，采用热泵技术可以节约大量高品位能源。
1.2空气源热泵空气源热泵技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保的制热技术。
空气源热泵系统通过大自然含有的低温热源，经过热泵的高效处理成为高温热源，从而用来取暖、供暖或供应热水，所以整个系统的产热量相当高空气源热泵的原理实际和空调差不多，是一种新型的热水器，主要由几大部分组成：蒸发器，压缩机，冷凝器，储液罐，膨胀阀等，整套设备中最主要的一种物质，冷媒，也就是现实中叫的氟利昂，工作原理就是冷媒在蒸发器中与空气接触，吸收空气的热量，在蒸发器中吸热以后由液态变为气态，进入压缩机，再由压缩机把这种冷媒经行压缩成为高温高压的蒸汽，然后进入冷凝器，在冷凝器中，冷媒温度逐渐下降，又由高温高压的气态变成液态，释放大量的热量，而水就可以吸收这种热量提升热量，冷媒就又回到储液罐中，等待下一次的循环，正是因为冷媒的这种周而复始的循环，把大量的热能源源不断的从空气中带到水中，所以把这种装置叫做空气源热泵热水器。
第二章空气源热泵的发展2.1空气源热泵的历史1824年法国科学家卡诺(Sadi karnot)发表卡诺循环理论,成为热泵技术的起源1850年英国科学家开尔文（L.Kelvin)提出将逆卡诺循环用于加热的热泵设想热泵的理论起源于十九世纪早期法国科学家萨迪.卡诺(Sadi karnot)，卡诺在1824年首次以论文提出“卡诺循环”理论，30年后，英国科学家开尔文（L.Kelvin)于1850年初提出:冷冻装置可以用于加热，之后许多科学家和工程师对热泵进行了大量研究，研究持续80年之久。
1912年瑞士的苏黎世成功安装一套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，这是早期的水源热泵系统，也是世界上第一套热泵系统。
热泵工业在20世纪40年代到50年代早期得到迅速发展，家用热泵和工业建筑用的热泵开始进入市场，热泵进入了早期发展阶段。
21 世纪，随着“能源危机”出现，燃油价格忽升，经过改进发展成熟的热泵以其高效回收低温环境热能，节能环保的特点，重新登上历史舞台，成为当前最有价值的新能源科技。
2.2空气源热泵的优势空气源热泵以水源热泵类似方法从空气获得热量来加热水。
三种热泵中，空气源热泵受到的条件限制最小。
空气源热泵热水器中的冷媒（R22、R417A等）把空气中的热能吸收进来，经过压缩机压缩后转化为高温热能，之后与水接触，加热水温。
这种热水器具有高效节能的特点，其节能效果是电热水器的4倍，是燃气热水器的3倍，是太阳能热水器的约2倍。
空气能是一种在大自然中广泛存在，易得易取的能源，利用热泵来压缩提高能量，因而这是一项极具开发和应用潜力的新技术。
空气源热泵热水器具有高效、环保、安全、全自动化处理、环境因素限制小等特点。
并且空气源热泵热水器也得到了官方的应用。
第三章热泵热水器系统运行原理3.1 蒸汽压缩式制冷循环原理热泵热水机组遵循能量守恒定律和热力学第2定律，运用热泵的原理，只需要消耗一小部分的机械功（电能），将处于低温环境（大气或地下水等）下的热量转移到高温环境下的热水器中，去加热制取高温的热水。
热泵可以与水泵相比拟，水是不能自发地从低处流向高处，要将低处的水输送到高处，必须用一台水泵，消耗一部分电力，才能将水送到高处的水箱中。
同样，根据热力学第二定律，热量也是不能自发地从低温环境向高温环境中转移（传送），而要实现这个目的，必须要有一台机器，消耗一部分机械功（例如电能），才能将低温环境中的热量传送到高温环境中去。
这样的机器就称之为“热泵”。
热泵的作用是将空气中或低温水中的热量取出，连同本身所用的电能转变成的热能，一起送到高温环境中去应用。
单级蒸气压缩式制冷系统如下图所示。
它由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。
其工作过程如下：制冷剂在蒸发压力下沸腾，蒸发温度低于被冷却物体或流体的温度。
压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸气，并将它压缩到冷凝压力，然后送往冷凝器，在冷凝压力下等压冷却和冷凝成液体，制冷剂冷却和冷凝时放出的热量传给冷却介质（通常是水或空气）与冷凝压力相对应的冷凝温度一定要高于冷却介质的温度，冷凝后的液体通过膨胀阀或其它节流元件进入蒸发器。
当制冷剂通过膨胀阀时，压力从冷凝压力降到蒸发压力，部分液体气化，剩余液体的温度降至蒸发温度，于是离开膨胀阀的制冷剂变成温度为蒸发温度的两相混合物。
混合物中的液体在蒸发器中蒸发，从被冷却物体中吸取它所需要的气化潜热。
混合物中的蒸气通常称为闪发蒸气，在它被压缩机重新吸入之前几乎不再起吸热作用。
图3-1 蒸汽压缩制冷理论循环3.2 空气源热泵热水器工作原理3.2.1系统介绍空气源热泵热水器机组一般由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、过滤器、储液罐、单向阀、电磁阀、冷凝压力调节水阀、储水箱等几部分组成(见图3-2)。