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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

TOC\o1-3\h\z\u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 3

第二章空气源热泵的发展 4

2.1空气源热泵的历史 4

2.2空气源热泵的优势 4

第三章热泵热水器系统运行原理 5

3.1蒸汽压缩式制冷循环原理 5

3.2空气源热泵热水器工作原理 6

3.2.1系统介绍 6

第四章热泵热水器控制器设计 7

4.1相关控制点 7

4.2控制器设计总体方案 8

第五章系统软件设计 10

5.1系统主要功能设计 10

5.2系统设定功能设计 11

5.3系统时间设定功能设计 13

5.4运转状况设定功能设计 14

5.5工作总流程设计 16

5.6数据采集及模数转换模块设计 18

5.7液晶显示模块设计 20

5.8按键模块设计 21

5.9时钟模块设计 22

5.10通讯模块设计 23

结论 24

致谢 25

参考文献 26

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(Sadikarnot)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(Sadikarnot)，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“