基于PLC的空气源热泵热水器的控制系统设计.docx

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。然而，全球工业化导致温室气体排放的增加、二氧化碳排放的增加、石油短缺、燃煤燃气污染严重、价格高昂。这些因素都使得环保的新能源及其应用产品成为必然的选择。一般来说，在人们日常生活中，生活热水的提供常常来源于燃气热水器、电热水器或者太阳能热水器。近些年来，热泵型热水器因其节能、环保等显著特点而越来越受到欧美及我国消费者广泛的关注。
在我国，随着人们生活水平的日益提高、国民经济的快速发展，建筑能耗越来越大，尤其是生活热水的能耗，在全社会倡导“节约能源”和政府主导的“节能减排”、“绿色发展”的环境中，有效减少生活用热水的能耗是今后一段时期应该得到重视的问题。在欧美发达国家，利用空气源热泵制取生活热水已经成为比较流行的方式。下面简单介绍一下，空气源热泵的工作原理和特点。
（1）空气源热泵的工作原理
与传统的三种热水器相比，利用空气热能的热泵热水器更节能、更环保。与日常生活中常用的双制空调的制热功能原理一样，只不过加热对象是水与空气的区别。其工作原理为：热泵热水器内有和空调内的冷媒一样的载热工质，在低压液态下吸收环境空气的热能，在蒸发器内蒸发气化，通过压缩机的工作提高工质的温度，再通过冷凝器使工质冷凝为液态，同时释放其热量并传给水箱中的水，达到制取热水的目的【1】。
就像水泵将水从低处泵到高处一样，热泵热水器利用电能将空气中的热能和输入的电能一并传给水箱中的冷水，加热水以供使用。一般来说，空气源热泵热水器由室外的热泵主机(与空调器室外机类似)和耐压的保温水箱以及热水末端(水龙头、花洒等)组成。而热泵主机又由压缩机、蒸发器、冷凝器和电子节流装置四个主要部分组成。整个循环中冷媒(或称热媒、制冷介质)在高压冷凝与低压蒸发过程中实现热量的运输和传递。
可以简单划分为以下四个部分：
（2）空气源热泵的特点
=1\*GB3、随着我国经济发展和人民居住条件的改善、生活品质的提高，新建住宅几乎全部需要安装热水器，再加之一些存在安全隐患的燃气热水器需要替换，因此，空气源热泵热水器在我国具有广阔的发展前景【3】。
然而，再好的热水器如果没有一套与之紧密结合的优良的控制系统，不仅它的优势很有可能不能全面的发挥出来，而且还可