太阳能及空气源热泵热水器智能控制系统技术说明
目录
第一章系统介绍 ................................................................................. - 1 -
1.1 控制系统简介 .......................................................................... - 1 -
1.1.1 控制系统设计背景 ......................................................... - 1 -
1.1.2 控制系统工作形式 ......................................................... - 1 -
1.2 系统实现的主要功能 .............................................................. - 2 -
1.2.1 系统的基本功能 ............................................................. - 2 -
1.2.2 系统的增强功能 ............................................................. - 3 -第二章智能控制、监测系统 ............................................................. - 3 -
2.1技术领域 ................................................................................... - 3 -
2.1.1 控制系统技术领域 ......................................................... - 4 -
2.1.2 监控系统技术领域 ......................................................... - 4 -
2.2控制、监控系统的技术背景 ................................................... - 4 -
2.2.1 控制系统技术背景 ......................................................... - 4 -
2.2.2 监控系统技术背景 ......................................................... - 5 -
2.3控制、监控系统的设计内容 ................................................... - 6 -
2.3.1 控制系统的设计内容 ..................................................... - 6 -
2.3.2 监控系统的设计内容 ..................................................... - 7 -
2.4 控制、监控系统具体实施的方式 .......................................... - 8 -
2.4.1 控制系统具体实施的方式 ............................................. - 8 -
2.4.2 监控系统具体实施的方式 ........................................... - 12 - 附件系统各界面图片 ..................................................................... - 15 -附件A 下位机监测界面图........................................................ - 15 - 附件B 下位机控制及设置界面图.............................................. - 1 - 附件C 下位机STM32控制器主板电路图 ............................... - 2 - 附件D 下位机STM32控制器实物图 ....................................... - 3 -
第一章系统介绍
1.1 控制系统简介
1.1.1 控制系统设计背景
随着经济发展和科技的进步，能源和环境是当今世界突出的两大社会问题，这促使人们更多地意识到能源对人类的重要性，而愈来愈重视太阳能利用和节能热泵技术。太阳能工程热利用是新兴的产业，是现代控制技术和最新太阳能热利用技术相结合的产物。与家用太阳能热水器相比，大型太阳能热水工程能够在更大规模和应用领域中发挥绿色能源的突出特点。“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低位热能，经过热泵做功，输出高位热能的设备，是一种节能、环保、清洁的采暖制冷和热水设备，是全世界倍受关注的新能源技术。随着人们对获取生活用热水的要求日趋提高，具有间断性特点的太阳能难以满足全天候供热。要解决这一问题，热泵技术与太阳能利用相结合无疑是一种好的选择方法。
随着热水器系统的不断发展，超大采光面积、大吨位储水箱的大型太阳能热水工程有着越来越多的使用。目前市场上大型太阳能热水工程的控制系统大部分只具有温度和水位显示功能，而且分段显示，对温度的控制即使具有辅助加热功能，由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费大量的电能。
1.1.2 控制系统工作形式
此系统以太阳能热水器作为主要热源，空气源热泵热水器为辅助加热设备，对它们进行微电脑智能化联动控制，以达到太阳能和空气
能互补的目的，并开发远程监控软件，在监控室的计算机上能实时了解显示热水器的工作状态，并对其进行控制。该系统能满足阴雨天及冬季使用热水的要求，确保365天全天候全自动供应足量热水，控制系统以ST公司的STM32 ARM处理器为检测控制核心，具有结构简单，成本低，功能实用，使用方便等优点，实现了对水温、水温的连续测量与显示，上水与电辅热的自动控制。根据系统时钟分时段上水与电辅热，大大提高了太阳能的利用率，节约了电能。STM32处理器通过以太网通信模块和网线与监控室的计算机通信上。监控计算机可对工程现场的水位、水温、冷、热水流量信号进行实时监测、实时显示，可对现场的电加热、电磁阀和水泵等进行自动控制；还可对以上各种参数和控制设备进行远程监控及自动故障诊断；广泛应用于企事业单位、工农业、学校、医院、酒店、房地产、运动场馆等集体供热水系统。随着国家节能减排措施力度不断加大，该系统在太阳能热水的开发利用在社会经济发展具有越来越广阔的前景。
1.2 系统实现的主要功能
1.2.1 系统的基本功能
（1）、触摸屏显示水温数字、9级水位显示、时间显示及各种工作状态。
（2）、五种上水方式：
①定时上水；
②低水位自动上水；
③手动随时上水；
④定温上水；
⑤恒温逐级上水。
（3）、三种加热方式：
①太阳能定温直热；
②空气能定温直热；
③电加热定温直热。
（4）、系统温差循环加温，达到设定温度可自动启动与停止。
（5）、高温保护：水箱温度可以控制在国家热水标准范围。
（6）、低温保护：防冻自动系统循环保护及管路电伴热带保护。
（7）、热水循环：具有全自动温控洗浴热水循环控制功能。
1.2.2 系统的增强功能
（1）、故障报警：
①液晶图形显示与声音报警。
②远程报警功能。
（2）、辅助能源设备：
①定时启动辅助能源设备。
②恒温控制辅助能源设备。
（3）、智能控制，不用人工操作：控制器全自动运行，可断电记忆－来电恢复、无人值守。
（4）、远程监控电脑采用图形化方式显示需要监测的各种参数及机组运行状态，并显示监测数据的历史曲线图，并生成报表。
第二章智能控制、监测系统
2.1技术领域
2.1.1 控制系统技术领域
对目前生活洗浴热水需求上涨以及制热效率低的情况，设计空气源热泵、太阳能热水器联动控制器实时监测水温及水位, 可实现温度、水位检测管理, 故障及相关报警提示等功能, 利用STM32中的flash存储器对设置的参数保存, 具有断电记忆功能, 断电后, 参数无须重新设置。该款全自动太阳能热水器控制器具有使用方便、稳定性高、节能等特点，实用性高，可广泛应用于热水工程空气能热泵热水器和太阳能热水器的联动自动控制中。
2.1.2 监控系统技术领域
针对热水工程中控制器通常安装在屋顶、要了解热水器的运行状况及对热水器进行参数调整，必须到现场，操作较为烦琐，设计出一种基于以太网的热水工程远程监控系统。通过远程监控可以实现现场运行数据的实时采集和快速集中，获得现场监控数据，为远程故障诊断技术提供了物质基础。通过远程监控，技术人员无须亲临现场或恶劣的环境就可以监视并控制现场设备的运行状态及各种参数，方便地利用本地丰富的软硬件资源对远程对象进行高级过程控制，以维护太阳能和空气源热泵热水设备的正常运营。太阳能热水器的网络化，有利于提高热水器产品形象，增强公司的产品竞争力，促进公司的长期可持续发展。本实用新型专利适用热水工程系统的远程监控。
2.2控制、监控系统的技术背景
2.2.1 控制系统技术背景
随着经济发展和科技的进步，能源和环境是当今世界突出的两大社会问题，这促使人们更多地意识到能源对人类的重要性，而愈来愈重视太阳能利用和节能热泵技术。目前我国太阳能的热利用主要集中在被动式太阳房采暖和热水器提供家用热水上，而主动式太阳能供热系统的开发的利用相对落后。采用节能装置——热泵与太阳能集热设备、蓄热机构相联接的系统方式，不仅能够有效地克服太阳能本身所具有的稀薄性和间歇性，而且可以达到节约高位能和减少环境污染的目的，具有很大的开发、应用潜力。热泵技术是一种很好的节能型空调制冷供热技术，是利用少量高品位的电能作为驱动能源，从低温热源高效吸取低品位热能，并将其传输给高温热源，以达到泵热的目的，从而转能质系数低的能源为能质系数高的能源（节约高品位能源），即提高能量品位的技术。随着人们对获取生活用热水的要求日趋提高，具有间断性特点的太阳能难以满足全天候供热。要解决这一问题，热泵技术与太阳能利用相结合无疑是一种好的选择方法。
2.2.2 监控系统技术背景
目前，能源短缺已经成为一个全球性问题，寻找和开发新型能源已经成为当务之急。在国家大力倡导建设节约型社会的今天，热水工程中采用太阳能热水器，结合空气源热泵辅助能源，采用集中采热，分散供水的方式可以全天候的提供温度恒定的热水。但通常控制器安装在屋顶，要对热水器进行检查和维护都要到现场，操作较为麻烦。随着太阳能热利用产业的迅猛发展，太阳能热水工程的规模也越来越大，人们对太阳热水器智能化控制的要求越来越高，在以信息化、数字化、网络化为基础的新经济条件下，太阳热水器的网络化终将成为一个科技发展的必然趋势。远程控制技术进入太阳能行业以计算机技术、现代通讯技术、自动控制技术和NTERNET 等技术为前提，这些技术的综合运用可以实现对现场物理量的实时监测和访问及对各种参数和受控设备的远程监控，对热水系统进行统一的、系统性的控
制、保护及管理。
2.3控制、监控系统的设计内容
2.3.1 控制系统的设计内容
太阳能热水（系统），是一种利用太阳辐射能加热系统中循环的水，提供热量的装置组合，它由集热器、连接管路、储热水箱、水泵和其他配件以及控制部分组成。由于它依靠太阳幅射产生热量，只有控制系统需要消耗极少量电能，因此具有节能环保的优点，但对天气的依赖较高，在阴雨天不能提供足够的热水。“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低位热能，经过热泵做功，输出高位热能的设备，是一种节能、环保、清洁的采暖制冷和热水设备，是全世界倍受关注的新能源技术。空气源热泵热水设备具有高效节能的特点，其节能效果是电热水设备的4倍，是燃气热水设备的3倍。空气源热泵热水器缺点热泵热水器几乎不受天气影响，以全天候产热水，不论刮风下雨白天黑夜，一天24小时生产供应热水。本系统提出一种智能控制系统，实现太阳能热水器和空气源热泵热水器的微电脑智能化联动控制，太阳能和空气能互补，能满足阴雨天及冬季使用热水的要求，确保365天全天候全自动供应足量热水，广泛应用于一般家庭、小单位到大企业、大集团；几十人、几百人甚至上千人的洗浴。
本控制器是以ST公司的STM32 ARM处理器为检测控制核心,以太阳能热水器作为主要加热设备以空气能热泵作为辅助加热设备，不仅实现了温度、水位两种参数的实时显示功能, 而且具有温度设定与控制功能。控制器可以根据天气情况设定每天某个时间水箱应达到
的预定水位。在白天，太阳能热水器处在工作状态中，当集热装置的水温达到预定温度时向水箱注水。当阳光不够充足，在预定时间未达到预定水位，则启动在辅助加热装置，即空气能热泵，使蓄水箱内的水温达到预先设定的水位后停止工作。在晚上,太阳能热水器工作停止，由于人们用水，使得水位下降，当低于最低水位时启动空气能热泵，达到设定水位后停机，从而达到24小时供应热水的目的。实际应用结果表明, 该控制器具有性价比高、温度控制与显示精度高、使用方便和性能稳定等优点,提高了我国新能源应用领域控制水平, 具有可观的经济效益和社会效益。
2.3.2 监控系统的设计内容
太阳能热水器远程实时监控系统是用现代化的通讯技术、电子技术和自动监测仪器，对各远端太阳能热水器的水位和温度等参数进行远程实时监控，实现了太阳能供热系统管理的自动化、信息化、网络化。
该设计由热水器控制器、以太网模块、和监控计算组成。控制器由中央控制单元（即STM32处理器、水位检测电路、水温检测电路、触摸屏、驱动电路，实现了温度、水位两种参数的实时显示功能, 而且具有温度设定与控制功能。STM32处理器通过以太网通信模块和网线与监控室的计算机通信上。监控计算机可对工程现场的水位、水温、冷、热水流量信号进行实时监测、实时显示，可对现场的电加热、电磁阀和水泵等进行自动控制；还可对以上各种参数和控制设备进行远程监控及自动故障诊断；提供用户密码管理，具有系统日志功能，可对有关使用该系统的用户情况进行记录，具有电子签名功能，自动记录系统运行情况及系统操作者的任何操作，以便查阅，并自动生成系统运行记录表及日曲线。具有如下特点：
①系统可脱离上位机单独运行：监控计算机不需24小时开机，现场控制器在不与电脑连接时也可按照预定的程序运行，当需要了解现场的工作情况时，打
开监控软件即可读取时时信息和存储的历史信息。
②功能扩展灵活、方便：该控制系统可根据实际情况的需要进行编程，可以满足太阳能热水工程中需要的任何功能。
③图形化的人机界面，直观明了。
④实时动画显示形象、逼真，操作简单、方便。
⑤远程查询、修改系统运行参数及诊断系统故障。
2.4 控制、监控系统具体实施的方式
2.4.1 控制系统具体实施的方式
太阳能热水器整体结构分为五大部分：中央控制单元、水位检测电路、水温检测电路、触摸屏、驱动电路，如图2.4-1所示。
图2.4-1系统整体结构组成
热水工程系统执行部分由太阳能集热器、增压泵、保温水箱、温度传感器、水位传感器、循环泵、空气能热泵、管路配件等有机组合而成。
中央控制单元，采用STM32处理器作为控制核心。STM32系列32位闪存微控制器基于突破性的ARM Cortex-M3 内核,这是一款专
为嵌入式应用而开发的内核。STM32系列产品得益于Cortex-M3在架构上进行的多项改进,包括提升性能的同时又提高了代码密度的Thumb-2指令集,大幅度提高的中断响应,而且所有新功能都同时具有业界最优的功耗水平。STM32系列产品的目的是为MCU用户提供新的自由度。它提供了一个完整的32位产品系列,在结合了高性能、低功耗和低电压特性:的同时保持了高度的集成性能和简易的开发特性。STM32内部集成程序存储器、内存、AD采样和多个定时器，能使得系统的外围部件最少，电路简单，提高工作可靠性。
水位测量电路用于采集水位水温信号给单片机，是热水器控制器最关键的部位。本设计采用一种类似键盘电路的分档水位传感器，其原理图如图2.4-2所示。
图2.4-2水位测试电路示意图
用9根不锈钢针分别置于水箱内的9种不同高度的位置，当某个钢针不接触水面时，其输出为高电平；当其与水面接触时则输出低电平。它们的输出接至电子开关CD4069，经过CD4069反向并经74LS244驱动后分别接入STM32的输入引脚。CPU对这些引脚进行判断后，送去显示相应的水位值。显示共分9档，每档为满水位的1/9 。这种方法简单，易实现，省去了传统的A／D转换器，成本低，虽然不精确但可以满足使用要求。
水温测量电路，用于采集水温信号给单片机。温度传感器都选用NTC负温度系数热电阻，如图2.4-3所示。A/D转换式水温传感器的原理是，利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，将随温度变化的电阻信号转化为变化的电压信号，然后将这个电压信号经运放放大处理成0—3.3V的电压信号。因为STM32处理器自带AD转换口，可将电压信号直接接入处理器的AD输入口，转换变成数字信号，这种电路测量比较精确。
图2.4-3热电阻A/D转换电路原理
触摸屏，用于系统和人的信息交互，用于时间、水位、温度显示和对热水工程的各种参数进行设置。本设计选用的是四线制电阻式触摸屏，是在强化玻璃表面分别涂上两层透明氧化金属导电层，利用压力感应进行控制。当手指触摸屏幕时，两层导电层在触摸点位置就有了接触，电阻发生变化。在X 和Y 两个方向上产生信号，然后传送到触摸屏控制器RA8806。控制器侦测到这一接触并计算出（X，Y）的位置，再根据模拟鼠标的方式动作。
驱动电路：包括上水电磁阀、循环泵、报警电路，是整个系统的执行部分。驱动电路采用光藕进行隔离，如图2.4-4所示。
图2.4-4光藕隔离电路
图中L41，L52，L63，L74和STM32的输出端口相连。当STM32的输出端口为高电平时，使光藕的输入端通过电流，发光二极体发光，光敏元件受到光照后产生电流，使得输出端导通。光藕的输出端D4、D5、D6、D7接继电器，从而控制上水电磁阀、循环泵、增压泵和空气能热泵的启动和停止。光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系，也没有共地；之间的分布电容极小，而绝缘电阻又很大，因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去，避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。光电耦合器可起到很好的安全保障作用，即使当外部设备出现故障，甚至输入信号线短接时，也不会损坏仪表。因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。
系统还拥有密码验证功能，能够防止任意串改设置，密码设置界
面如图2.4-5所示。
图2.4-5 密码验证界面
2.4.2 监控系统具体实施的方式
监控系统采用STM32处理器单片机与以太网控制器芯片ENC28J60实现以太网接口电路的设计与编程方法。以太网控制芯片ENC28J60则符合IEEE 802.3协议,可通过SPI接口与主控制器通讯, 因而可大大简化相关设计, 减小占板空间, 从而可为嵌入式应用提供低引脚数、低成本且高效易用的远程通讯解决方案。
ENC28J60 是Microchip Technology公司推出的10Mbps以太网控制芯片, 它的主要特点如下:
符合IEEE 802.3协议, 内置10 Mbps以太网物理层器件(PHY) 及媒介接入控制器(MAC),可按业界标准以太网协议收发信息包数据。
具有可编程过滤功能, 内含特殊的过滤器, 包括Microchip的可编程模式匹配过滤器, 可自动评价、接收或拒收Magic Packet、单播(Unicast)、多播(Multicast) 或广播(Broadcast) 信息包, 以减轻主控单片机的处理负荷。
10 Mbps SPI接口为业界标准的串行通讯端口, 它可使低引脚数的8
位单片机具有网络连接功能;内含可编程8 KB双端口SRAM缓冲器, 可以以高效方式进行信息包的存储、检索和修改,以减轻主控单片机的内存负荷, 同时可提供灵活可靠的数据管理机制ENC28J60以太网控制器的SPI接口可充当主控制器和芯片之间的通信通道, 以便通过总线接口对SPI接收的数据和命令进行解析。控制寄存器用于控制和监视ENC28J60, 8 KByte 双端口RAM缓冲器则用于接收和发送数据包, 判优器可在DMA、发送和接收模块发出请求时对RAM缓冲器的访问进行控制。MAC (Medium Access Control) 模块可实现符合IEEE 802.3 标准的MAC逻辑。PHY (物理层) 模块可对双绞线上的模拟数据进行编码和译码。此外, 该芯片还包括振荡器、片内稳压器、电平变换器(提供可以接受5 V电压的I/O引脚) 和系统控制逻辑等,以太网接口则主要由ENC28J60、网络变压器、RJ45接口构成,其接口硬件连接电路见图2.4-6所示。
图2.4-6 ENC28J60等网络接口
ENC28J60内置的10Mbps以太网物理层器件(PHY) 只要外接网络变压器即可, 本设计选用集成有以太网隔离变压器和RJ45 插座的HR901170A。ENC28J60内部的模拟电路需要在RBIAS引脚和地之间跨接一个2 kΩ精度为1%的偏置电阻。部分数字电路可工作在2.5 V
以降低功耗; 器件内部集成的2.5 V调节器可产生所需的电压, 但需在VCAP引脚和地之间接10μF的电容以保证供电的稳定性(该2.5 V 调节器不是为外部负载设计的)。ENC28J60 所有的供电引脚(VDD、VDDOSC、VDDPLL、VDDRX、VDDTX) 应接在外部的同一个3.3 V 电源上; 同理, 所有的地(VSS、VSSOSC、VSSPLL、VSSTX) 也应接在同一个外部地上。每个供电引脚和地之间均应接一个0.1μF的陶瓷电容, 电容尽可能接近供电引脚。由于驱动双绞线接口需要较大的电流, 所以电源线应尽可能宽些, 且与引脚的连接尽可能短, 以降低电源线的内阻消耗。
TCP / IP协议种类繁多, 相互之间交互作用复杂,按照传统的单任务执行方式很难发挥TCP / IP协议的特点,为了在单片机上更好的实现TCP / IP协议栈,弥补单任务操作系统实时性上的不足,系统使用了事件驱动机制,该机制的引入,使得系统在保证具有高效的语言代码效率的同时,实时响应性也得到了大幅提高系统初始化完成后,进入事件循环体,不断查询STM32处理器的事件队列是否有事件,一旦事件队列非空,则读取事件标志字,判断事件类型,而后调用对应事件处理子程序。处理子程执行完毕后,仍然返回到事件循环体中。事件标志字由中断直接或者间接驱动,当某个事件发生后,只需在中断服务程序中将状态字的对应位置位。中断不断向事件队列中添加事件, STM32处理器处理程序则不停地从事件队列中读取事件标志字,处理事件。
这种方法实现的以太网通信接口硬件电路简单、可靠性高、成本低，具有很好的实用价值。
上位机的监控程序（监控主界面如图2.4-7所示）采用Visual C++开发工具编程，用FLASH制作的动画形象地实时显示水温和水位，并可对下位的各种参数进行设置。
图2.4-7上位机监控主界面
参考文献
【1】、《STM32系列ARM Cortex-M3核微控制器开发与应用》喻金钱，喻斌编著.--北京：清华大学出版社，2011.4 ISBN 978-7-302-24442-4
【2】、《C语言程序设计》蒋明清主编；向德生，何宏编著.--北京：人民邮电出版社. 2008.4 ISBN 978-7-115-17502-1
【3】、《单片机原理及应用》杨恢先，黄辉先主编.--北京：人民邮电出版社，2006.10 ISBN978-7-115-14952-7
【4】、《嵌入式系统开发原理与实践》陈文智等编著.--北京：清华大学出版社，2005.8 ISBN 978-7-302-11600-4
附件系统各界面图片
附件A 下位机监测界面图
附件B 下位机控制及设置界面图
附件C 下位机STM32控制器主板电路图
- 3 - 附件D 下位机STM32
控制器实物图
空气源热泵系统与中央空调及风冷模块的差别 当今主流中央空调，分为氟机系统与水机系统，其基本原理、构造、工艺标准，均形成于20世纪末。20世纪中央空调与KOCHEM为代表的低温空气源热泵系统，有着天壤之别。更高的冷暖兼顾表现，更高的配置带来更强大的低温环境适应性，注定了空气源热泵冷暖系统，是传统中央空调的全面升级版，注定成为“20世纪中央空调”的终结者。 技术标准不同 中央空调、风冷模块起源于制冷需求，起初多为单冷机组，后续开始兼顾制热。但主要设计方向为制热，在低温环境下制热表现差。其冬季制热多依赖电加热，本身出水温度大多不超过45℃。而空气源热泵源于制热，后期兼顾制冷。对建筑而已，制冷是小难度，低温环境下制热是大难度。通俗来看，风冷模块制热检测标准为7℃工况，设计工作范围在0℃以上。而KOCHEM空气源热泵低温热泵工况检测标准为-7℃直至-12℃，设计工作范围在0℃以下。两者技术优势不言而喻。
更严苛的环境适应性，要求更好的配置 由于KOCHEM空气源热泵机组，要求冷热兼顾。设计标准远高于常规中央空调、风冷模块。在主机配置标准上，也就迥异于后者。例如，中央空调多使用空调单冷趋向压缩机，而空气源热泵必须配置更高标准的热泵专用压缩机；空气源热泵蒸发器翅片间距，大于中央空调翅片间距15%以上，散冷、散热效果更佳；空气源热泵配置除了中央空调必配四大件（压缩机、冷凝器、节流部件、蒸发器），还会增加中间经济器或闪蒸器，低温型号还加配使用喷气增焓压缩机。 科希曼电器有限公司，立足于先进空气源热泵技术，以新能源利用方式，为全球家庭与商业空间提供空气能冷暖一体化及中央热水解决方案。广受行业赞誉的超低温技术，率先实现北中国区-25℃超低温实地正常运行，为解决北中国居民冬季清洁采暖、缓解大气污染及雾霾提供了极佳的解决方案。
如何使空气能热泵热水器运行更节能、省钱 在十几年的推广应用中，商用空气能热泵热水器应用在酒店、宾馆、学校、医院等用水量大的地方突显成效，主机的工作时间多数达到总时数50%以上，性价比合理体现。在黄河流域以南地域的不完统计，一般对用户的保证为全年平均每吨水用电在13度，与其它常规能源比有明显的优势。 实际应用中主要是大循环加热方式、定温放水加热方式、直接过水加热方式和静止加热方式四种，以上四种加热方式分别就应用效果简要分析。 大循环加热方式的特点是系统简单，施工方便、投资小，适用于集中用水的场合，一箱水用完，再放满水进行加热，是节能明显的方案。如果是连续用水随时补水就会因温差加热控制主机启动长期工作在高温段40-55度，是系统工作COP值最低的温区，没有明显的节能效果，这类用户的结论是空气能不节能，等于花高价买了电锅炉。所以大循环加热方式在连续用水的工作环境，不可采用。 定温放水实际上是把加热水箱和储热水箱分开的制水和用水分开的加热系统，加热水箱可以是内置盘管的静止加热方式，也可以是循环加热方式。当加热箱小水箱的水达到了设定的温度就向储热水箱大水箱中放水；当大水箱中满水时，小水箱继续加热作补水储备，也就是说大水箱必须有容积满足小水箱的容积，同时小水箱水达到设定温度值二个条件才可以。这种加热方式充分分挥了热泵的优势，从自来水的初始水温加热到设定水温平均能效最高。我们曾多次提到空气源热泵是泳池加热的首选，泳池水要求26度，空气源热泵在标准工况下进行恒温加热，5度左右温差恒温加热能效可达到8。所以定温放水加热方式是空气能热泵热水器系统最节能的最可靠的加热方式。这种方式系统比大循环复杂，控制上要求较高、成本稍高，但高出的初投资和节能效果上比是最合理的。 直出水机在稳定的自来水压力和较高的环境中况下直出设定温度热水的空气能热水系统，一种采用电子控制电动阀变化开启度的方法变化出水量，保证出水温度的方法；另一种是通过主机系统工作变化，采样后传送给比例阀变化开启度变化出水量保证出水温度的方法，该系统对自来水的压力，环境温度敏感。气温变化对出水量影响很大，所以要按当地最低温时产水量选择热泵机组，自来水压力不稳定的地区不宜选用。这类机型多适用于我国南方。北方地区有霜冻区域不宜选用。长时间连续工作易结霜，用水温度质量要求高，管路做回水加热恒温的不宜选用。 静止加热方式类似于目前常见的家用型热水器，但是多数为开式非承压水箱，这部分可以用于定温放水的小水箱部分作加热水箱，也可以直接对储热水箱大水箱进行加热。这种方式的出现是因为有些地区水质较差或选用地下水，造成对主机加热部分换热器的堵塞，很难清洗，采用这种开式加热方式方便清洗，甚至可以更换加热器，解决了水质差，地下水区域的空气能热水器的应用难题。 以上四种方式尽管定温放水加热方式节能适用，但是如果巧妙的进行系统管理会出现节能奇迹。 工程上为了保证供水经常采用超大容量蓄水法，就是正常用水量10吨储备15-20吨。
B8太阳能及热泵集中热水系统技术条款 一、招标范围： 1、按国家相关技术标准、规范、热水系统图纸和招标文件的要求完成太阳能供热及空气源热泵辅助加热系统的施工图深化设计、设备采购供应、安装、调试工程等所有项目。 2、供应设备包括但不限于：太阳能集热器、保温承压水罐、膨胀罐、循环水泵组、热水回水泵组、空气源热泵、不锈钢管、各种阀门、电磁阀、自动化仪表及控制系统、机房内设备连接管路以及管路保温。安装内容包括集热装置、热泵系统、热水循环管路及部件、储水箱、配套水泵的安装及其管道连接。自动化仪表及控制系统包括温度计、压力表、传感器、循环水泵和热水回水泵的控制系统及与楼控系统的接口。 2．总承包单位负责提供冷水补水管道及接驳，楼内热水系统热水供水管道及回水管道的设备、管材、附件（包含水表井内的热水供水总管、热水回水总管、给水管的安装和水表井至各住户的热水供水支管、给水支管）的安装和预留预埋（含各种套管、预埋铁等）、太阳能集中供热水及空气源热泵辅助加热系统工程的混凝土结构工程（含设备基础等）；中标单位提供施工详图及现场校核配合。 3．给排水：室内生活热水供回水管道、冷水补水管道以进入太阳能及热泵机房内的第一个阀门为界，阀门之前的管道安装由总包负责，阀门之后的管道及设备安装由中标单位负责。太阳能及热泵系统的调试由中标人负责，生活热水系统的联合调试由中标人配合总包完成。机房的排水及照明、通风设施由总包负责。 4．电气：太阳能及热泵专用开关箱进线电缆的采购和安装由总承包单位负责；太阳能及热泵专用开关箱之后的配电箱、控制箱、电缆等的设计、采购、安装等由中标单位完成；中标人负责按总包图纸要求完成机房内设备与大楼防雷接地系统的连接。 5．其他未详界面由中标人严格按太阳能集中供热水及空气源热泵辅助加热系统设备采购、安装、调试施工图纸的整体配套集成要求进行完成。 二、技术要求：
太阳能空气源热泵空调系统的可行 性分析 诚信太阳能节能设备
目录 一、热泵的低位热源 (3) 二、空气作为热泵的低位热源 (4) 三、太阳能作为热泵的低位热源 (7) 1. 太阳能的优点 (7) 2. 太阳能的缺点 (8) 3. 作为热泵的低温热源 (8) 四、太阳能在建筑采暖中的利用 (10) 1. 太阳能采暖系统 (10) 2. 太阳能热泵采暖系统 (10) 五、太阳能空气源热泵采暖制冷系统 (10) 1、太阳能空气源热泵的技术经济优势 (10) 2.系统整体方案说明 (11) 3.系统技术说明 (11) 4、太阳能空气源热泵的系统形式 (12) 5、系统工作原理 (13) 6.系统设计关键点： (14) 7、系统特点 (15) 六、经济性分析 (16) 七、结论 (16)
随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，我国正面临着越来越大的能源压力，特别是用于采暖、空调建筑能耗的增加，已成为我国不少城市缺电的诱因。地球上的化石燃料——煤、石油、天然气等将逐渐开采枯竭，开发包括太阳能、风能在的可再生能源利用的任务已十分迫切。所以，在提高太阳能热利用应用技术水平的同时，应积极创造条件，将现有成熟技术在实际工程中推广应用，以积累经验，通过实践进行技术的改善、提高，起到样板和示作用。 一、热泵的低位热源 被热泵吸收热量的物体一般称为热泵的低位热源。热泵的低位热源有很多种，主要有：空气、地下水、河湖水、土壤热、太阳能、工业废热。这些热源可以大量的无偿获得。 表1热泵的各种热源 选择低位热源时，一般要综合考虑以下几个原则： 1、低位热源要有较高的品位和足够的容量。热泵的热源温度的高低是影响 热泵运行性能的与经济性能的主要因素之一。在一定的供热温度下，热 泵热源温度与供热温度之间的温差越小，热泵的理论能效比就越大。 2、应该没有任何的附加费用或附加费用极少。 3、输送热量的载体的动力消耗要尽可能的少，以减少系统的输送费用，提
空气能热泵主要应用领域有哪些（上） 一、家庭采暖 近些年来，为了减少冬季家庭供暖产生的燃煤污染、改善空气质量，北方许多城市进行了“煤改电”工程，因此，许多家庭选择安装空气能热泵，空气能热泵可以同时提供制冷供暖以及热水等多种功效，是选择家庭供暖更优质的选择。 二、公司、酒店、学校等分布式集中供暖工程 随着人们生活水平的不断提高，再加上近些年环保的观念也更加深入人心，使得传统的燃煤遭受到了前所未有的打击，因此新型供暖产业开始迅猛发展。在各大学校，酒店等需要多端集中供暖热水的领域，空气能热泵得到了广泛的应用。 三、畜牧、水产养殖 随着空气能热泵的广泛应用，不仅可以提供热水、供暖等功用，在畜牧水产等养殖领域也得到了众多客户的肯定。 以最常见的养殖场为例。现在养殖场的供暖方式也是多种多样的，常见的有有烧煤炉、地坑、空调、大棚、风机、地暖等等。以上这些或多或少都有一些弊端，例如安全、环保、功耗等等诸多问题。 而空气能热泵恰恰可以避免以上这些问题，空气能热泵采用水电分离，不必担心用电安全的问题，而且更加节能，环保。虽然空气能主机相比电热主机价格偏高，但由于其使用寿命长，一般可以使用7-10年乃至更长时间，综合下来，可以省掉一大笔开支。 四、家庭或公司冷暖两联供 其实，空气能热泵产品更被大家所熟知的是他另一个名字，空气能热水器，所以，在许多人心目中，以为空气能产品只能用来提供热水。但其实空气能热水器的功能远不止此，他还有冷暖机设备，可以制冷供暖同时提供，而且，空气能热泵在制冷时的性能也更好，更节能。尤其是用在家庭中，或公司、工厂等大型公共场所，经济高效又环保。 五、农业大棚 蔬菜大棚作为可人为调节蔬菜上市季节的手段，可以改进蔬菜生产产量，增加种植户经济收入，在许多地区都十分常见。但对于低温地区而言，单靠蔬菜大棚也很难起到很好的保温效果，一些种植户会选择一些燃煤炉设备来给大棚保温，但此类产品功耗高，对环境污染大，近些年渐渐也走入淘汰之列。因此，许多种植户选择使用更加安全环保的空气能设备。
太阳能热泵原理及技术分析 热泵技术是一种新型的节能制冷供热技术，长期以来主要应用于建筑物的采暖空调领域。因热泵制热在节能降耗及环保方面的良好表现，卫生热水供应系统也越来越多的采用热泵设备作为热源[2]。其中以室外空气为热源的空气源热泵，结构简单，不需要专用机房，安装使用方便，在卫生热水供应方面具有不可替代的优势，除了比较大型的空气源热泵热水系统外，现在已有多个品牌的小型的家用空气源热泵热水器也投放市场。但空气源热泵的一个主要缺点是供热能力和供热性能系数随着室外气温的降低而降低，所以它的使用受到环境温度的限制，一般适用于最低温度-10℃以上的地区[3]。 将热泵技术与太阳能结合供应生活热水，国内外进行了许多这方面的研究，主要有两种方式，一种是直接以空气源热泵作为太阳能系统的辅助加热设备，另一种是利用太阳能热水为低温热源或将太阳能集热器作为热泵的蒸发器的太阳能热泵系统。前者以太阳能直接加热为主以空气源热泵为辅，解决太阳能供热的连续性问题，但仍旧无法摆脱环境温度对热泵制热性能的影响；后者完全以太阳能作为热泵热源，大大提高了太阳能的利用效率，但太阳能资源不足时仍需要增加其它辅助热源，并且热泵供热能力受太阳能集热量的限制，规模一般比较小。 在大型的太阳能中央热水系统中，空气源热泵无疑是一种比较理想的辅助加热设备，为了改善空气源热泵在低温环境下制热运行的性能，扩大它的使用区域，结合国内外太阳能热泵研究中的先进经验，我们研制了一种适合于低温环境中工作的太阳能—热泵中央热水系统。该系统采用一种新型的采用低温太阳能辅助的空气源热泵机组和太阳能集热系统结合，太阳能和热泵互为辅助热源，最大限度的利用太阳能，解决阴雨天气及冬季环境温度较低太阳能资源不足时热水供应保证率，做到全年、全天候供应热水。 1太阳能—热泵中央热水系统组成 1.1太阳能—热泵中央热水系统基本组成 太阳能—热泵中央热水系统的主要组成部分为太阳能集热器和太阳能辅助加热空气源热泵机组，其他辅助设备与常规的中央热水系统相同，包括太阳能循环泵、热水加热环泵、换热器、热水箱及控制器等。 1.2太阳能辅助加热空气源热泵机组 1.2.1太阳能辅助加热空气源热泵机组工作原理 为使空气源热泵在低温环境中高效、稳定、可靠的运行，国内外众多科研单位和生产企业进行了研发和改进，归纳起来主要有三种方式。一是依靠外界辅助热源来提高热泵低温制热性能，比如通过电加热提高热泵制热出水温度、采用燃烧器辅助加热室外换热器、在压缩机周围敷设相变蓄热材料以增加低温条件下制热运行出力等等；二是通过改善制冷剂循环系统来提高热泵的低温制热性能，比如采用双级压缩的空气源热泵，设中间补气回路的空气源热泵等；三是采用变频系统，低温工况下让压缩机高速工作增加工质循环量，同时向压缩机工作腔喷液以防止其过热，从而使热泵机组能够正常运行。 太阳能辅助加热空气源热泵机组是基于上述第一种方式而产生的，如图2所示。在机组的蒸发器上增加了一辅助换热器。热泵在低温环境下制热运行时，高于环境温度的太阳能热水流经该辅助换热器，与将进入蒸发器的室外空气进行热量交换提高其温度，从而使制冷剂在
空气源热泵热水器应用技术及太阳能热水器与建筑一体化 应用技术指引 一、空气源热泵热水器 1、工作原理 热泵技术的基本原理基于逆卡诺循环原理。通俗的说，如同在自然界中水总由高处流向低处一样，热量也总是从高温传向低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高处，从而实现水的由低处向高处流动，热泵同样可以把热量从低温热源传递到高温热源。所以热泵实质上是一种热量提升装置。热泵的作用即是能从周围环境中吸取热量（这些被吸取的热量可以是地热、太阳能、空气的能量），并把它传递给被加热的对象（温度较高的媒质）。 热泵热水装置，主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四大部分组成，通过让工质不断完成蒸发（吸取环境中的热量）→压缩→冷凝（放出热量）→节流→再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中。热泵热水器工作时，蒸发器吸收环境热能，压缩机吸入常温低压介质气体，经过压缩机整合成为高温高压气、液体状态，进入冷凝器，高温介质泄热制取热水，经膨胀阀变成低温低压气体进入蒸发器进行吸热后进入压缩机进行高温压缩，开始下一轮制热生产，如此循环，从而达到不断制热的目的。 热泵原理示意图如下： 热泵在工作时，把环境介质中贮存的能量Q A 在蒸发器中加以吸收；热泵本 身做功消耗的能量，部分转化为热能Q B ；通过工质循环系统在冷凝器中放热Q C ， Q C =Q A +Q B ，由此可以看出，热泵输出的能量为机组做功产生的热能Q B 和热泵从环
境中吸收的热量Q ；因此，采用热泵技术可以节约大量的电能（热泵的节能原理 A 如下图所示）。 性能系数COP = 输出能量/输入能量，热泵热水器的COP约为4.6，即消耗1KW的电能得到4.6KW热能。 2、机组特点 ?机组具有宽广的环境温度适应性。其工作环境温度范围-10℃～50℃。 ?户外安装，不占室内安装空间。 ?专门针对热水工况的换热器设计，水质适应性强。 ?专门针对热水工程的自动运行控制设计，方便、节能、省电。 ?智能化自动除霜，并且可实现除霜参数的区域化调整与设定。确保除霜可靠与节能。 ?没有污染物的排放，安全环保。 ?智能化的故障显示、分析与处理系统。既方便用户使用，又利于维护保养。 ?可靠的系统设计，完善的保护功能，延长机组使用寿命。 常见应用领域：酒店热水系统、洗浴用水系统、单位集体宿舍用水系统、住宅热水系统、会所热水系统等。 3、热泵热水器冬季使用 空气源热泵热水器的经销商和用户最为担心的问题就是：在冬天气温寒冷、湿度较大的地区，热泵热水机组能否顺利过冬？ 空气源热泵热水器在冬天出现的问题，大多是因为系统匹配不合理的原因造
空气能热泵+地暖+空调系统设计 武汉誉德远程智能化集中热水供应系统包括本地热水供应系统、远程控制子系统，刷卡消费子系统。本地系统采用空气源热泵原理，每消耗1份电量的同时从空气中吸收4份热量，能效比最高可达5.5，为您节省一半到四分之三的电费；凭借先进技术与精密工艺，整机系统固有能耗系数与热水输出率均优于国家一级能效的规定值。在热水系统的基础上，可以加入地暖、空调等组成一套，热水、暖气、冷气一整套解决方案。下面对这套系统的设计特点做一个简单的介绍。 武汉誉德 空气源热泵和地源热泵为热源的地暖设计系统图
节能高效：热泵效率高，一份电力可产生三份的制热量；热泵高效出水温度在45-50度之间可设定，可直接用于地暖；而燃气壁挂炉高效水温在70-80度，需要通过混水才能用于地暖。 经济性:热泵既可制冷又可采暖，一机双用，节省初投资；无需增设混水装置，并且运行费用也更低。 在设计热泵地暖系统时，要注意有几点是与壁挂炉地暖系统不一样的: 热泵的供回水温差是5度,而壁挂炉是10度,所以热泵地暖系统的循环水流量较大,需要用Φ20的管道。 热泵地暖系统需要将每个回路所覆盖的面积适当减小，同壁挂炉地暖系统相比，热泵地暖的铺设特点是：小面积、多回路。空气源热泵需考虑冬季的制热能力衰减系数，以保证冬季的采暖效果，能力衰减系数通常可以从热泵厂家获得。壁挂炉一天可以反复点火几百次，而热泵使用的都是定频压缩机，由于压缩机保护不能频繁启停，热泵在冬季还需要化霜，所以设置一个缓冲水箱可以有效保护压缩机，提升系统舒适度和稳定性。相较于目前市场流行的VRF+壁挂炉的家用中央空调和地暖系统，热泵不仅可以实现同样功能，而且可以节省一大笔初投资费用。有理由相信，热泵的空调地暖系统将逐渐成为高档家装市场的主力军。 在设计这种空调和地暖二合一的水系统时，要注意以下几点：两个水系统要分别进行水力计算，若两个最不利环路值相差较大时，需设置两个压差旁通阀。越来越多的用户会在冬季同时开启地暖和风机盘管，在设计时要注意用户的使用习惯、空调和地暖之间的水力平衡措施、空调开启率、是否需增大主机容量，以保证使用效果。同时需指导用户如何正确使用该系统，避免因操作不当而引起制热效果不好的投诉。 建议在地暖的供水主管上，即球阀前安装一个电动两通开关阀，在夏季时自动关断，防止夏季冷冻水的冷量渗入地暖系统中，造成地板下结露。通常联机控制器上会有一个富余的干接点信号可以用于连接该电动两通开关阀。 地暖系统建议使用带阻氧的PEX管或者PERT管，主管道系统建议使用铝塑管道，一方面可以良好的弯曲定型，不用中间接头，另一方面，也可以100%阻氧，延长系统寿命。明装可以用卡套式，插接式，如果有可能暗埋，最好用卡压式，由于安全性高，欧标是允许该方式暗埋的。
商用空气能热泵热水器几种应用方案 在十几年的推广应用中，商用空气能热泵热水器应用在酒店、宾馆、学校、医院等用水量大的地方突显成效，主机的工作时间多数达到总时数50%以上，性价比合理体现。在黄河流域以南地域的不完统计，一般对用户的保证为全年平均每吨水用电在13度，与其它常规能源比有明显的优势。 实际应用中主要是大循环加热方式、定温放水加热方式、直接过水加热方式和静止加热方式四种，以上四种加热方式分别就应用效果简要分析。 大循环加热方式的特点是系统简单，施工方便、投资小，适用于集中用水的场合，一箱水用完，再放满水进行加热，是节能明显的方案。如果是连续用水随时补水就会因温差加热控制主机启动长期工作在高温段40-55度，是系统工作COP值最低的温区，没有明显的节能效果，这类用户的结论是空气能不节能，等于花高价买了电锅炉。所以大循环加热方式在连续用水的工作环境，不可采用。 定温放水实际上是把加热水箱和储热水箱分开的制水和用水分开的加热系统，加热水箱可以是内置盘管的静止加热方式，也可以是循环加热方式。当加热箱小水箱的水达到了设定的温度就向储热水箱大水箱中放水；当大水箱中满水时，小水箱继续加热作补水储备，也就是说大水箱必须有容积满足小水箱的容积，同时小水箱水达到设定温度值二个条件才可以。这种加热方式充分分挥了热泵的优势，从自来水的初始水温加热到设定水温平均能效最高。我们曾多次提到空气源
热泵是泳池加热的首选，泳池水要求26度，空气源热泵在标准工况下进行恒温加热，5度左右温差恒温加热能效可达到8.所以定温放水加热方式是空气能热泵热水器系统最节能的最可靠的加热方式。这种方式系统比大循环复杂，控制上要求较高、成本稍高，但高出的初投资和节能效果上比是最合理的。暖通-空调-在线直出水机在稳定的自来水压力和较高的环境中况下直出设定温度热水的空气能热水系统，一种采用电子控制电动阀变化开启度的方法变化出水量，保证出水温度的方法；另一种是通过主机系统工作变化，采样后传送给比例阀变化开启度变化出水量保证出水温度的方法，该系统对自来水的压力，环境温度敏感。气温变化对出水量影响很大，所以要按当地最低温时产水量选择热泵机组，自来水压力不稳定的地区不宜选用。这类机型多适用于我国南方。北方地区有霜冻区域不宜选用。长时间连续工作易结霜，用水温度质量要求高，管路做回水加热恒温的不宜选用。 静止加热方式类似于目前常见的家用型热水器，但是多数为开式非承压水箱，这部分可以用于定温放水的小水箱部分作加热水箱，也可以直接对储热水箱大水箱进行加热。这种方式的出现是因为有些地区水质较差或选用地下水，造成对主机加热部分换热器的堵塞，很难清洗，采用这种开式加热方式方便清洗，甚至可以更换加热器，解决了水质差，地下水区域的空气能热水器的应用难题。 以上四种方式尽管定温放水加热方式节能适用，但是如果巧妙的进行系统管理会出现节能奇迹。 工程上为了保证供水经常采用超大容量蓄水法，就是正常用水量
空气源热泵空调系统设计 方案 第1章绪论 改革开放以来，随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的大幅度提高，能源的消耗越来越大，其中建筑能源占相当大的比例。据统计，我国历年建筑能耗在总能耗的比例是19%～20%左右，平均值为19.8%。其中，暖通空调的能耗约占建筑总能耗的85%。在发达城市，夏季空调、冬季采暖与供热所消耗的能能量已占建筑物总能耗的40%～50%。特别是冬季采暖用的燃煤锅炉、燃油锅炉的大量使用，给大气环境造成了极大的污染。因此，建筑物污染控制和节能已是国民经济发展的一个重大问题。热泵空调高效节能、不污染环境，真正做到了“一机两用”（夏季降温、冬季采暖），进入20世纪90年代以来在我国得到了长足的发展，特别是空气源热泵冷热水机组平均每年以20%的速度增长，成为我国空调行业又一个引人注目的快速增长点。 所谓热泵，就是靠电能拖动，迫使热量从低位热源流向高位热源的装置。也就是说，热泵可以把不能直接利用的低品位热能(空气、土壤、井水、河水、太阳能、工业废水等)转换为可以利用的高位能，从而达到节约部分高位能(煤、石油、燃气、电能等)的目的。类似于人们把水自低水头压送至高水头的机械称为“水泵”，把气体自低压区送至高压区的机械称为“气泵”（在我国习称气体压缩机），因而把这种输送热能的机械称为“热泵”。因此，在矿物能源逐渐短缺、环境问题日益严重的当今世界，利用低位能的热泵技术已引起人们的关注和重视。空气源热泵的历史以压缩式最悠久。它可追溯到18世纪初叶，可以说1824年卡诺循环的发表即奠定了热泵研究的基础。热泵的发展受制于能源价格与技术条件，所以其历史较为曲折，有高潮有低潮，但热泵发展的前景肯定是光明的。当前热泵研究的方向是向高温高效发展，即开发高温热泵并最大限度提高COP（性能系数 Coefficient of Performance）值，同时积极发展吸收和化学热泵等。空气源热泵热水机组的制造、推广和使用在我国只是最近10年的事，但由于其相对传统制取热水设备的高效节能、环保、安全、智能化控制、不占用永久性建筑空间等优点而引起了市场日益广泛的关注。 热泵热水机组以清洁再生原料（空气＋电）为能源，既不使用也不产生对人体有害的气体，同时也减少了温室效应和大气污染。目前，在我国电力资源短缺
空气源热泵热水器原理 由生活中的常识中我们可以知道，热水可以自己慢慢向空气中放热，冷却成凉水，这表明热量可以从温度高的物体——热水自动的传递到温度低的物体——空气。那么可不可以将这个过程反过来进行，将温度较低的空气中的能量向热水中转移呢？热力学第二定律指出：不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。这就是说，热量能自发的从高温物体传向低温物体，而不能自发地从低温物体传向高温物体。但这并不是说热量就不能从低温物体传向高温物体，就向水泵能够使水从低处流向高处一样，热泵通过消耗一部分电能，也能够使热量从低温物体传到高温物体。空气源热泵热水器就是根据这样一个原理来工作的，通过消耗少量的电能驱动压缩机，使制冷剂吸收空气里的热量来加热生活用热水的，其制热效果比传统热水器高出3倍，而消耗的电能仅为普通热水器的三分之一，并能从根本上杜绝了漏电、一氧化碳中毒的危险 热泵热水器的工作过程如下：如上图所示，压缩机通过消耗一部分电能，将低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的气体，高温高压的气体在冷凝器中放出热量将水加热，自己温度被降低，经过膨胀阀节流降压后，变成低温低压的气液混合物，在蒸发器中制冷剂吸收其他介质（如空气、井水）中的热量，变成低温低压的气体，然后再被压缩机吸收，压缩成高温高压的气体加热热水。 与其他形式的热水器相比，热泵热水器主要有安全、节能、环保的特点。 安全性： 传统热水器以燃气、电和太阳能为主，三分天下，燃气热水器安全性较差，燃烧不充分和水压不稳定易造成燃气中毒和烫伤事件，电热水器的漏电隐患和住宅接地不良也对消费者的生命安全造成严重威胁，太阳能热水器储水式的特点决定了其在晴天时，水温可能很高，造成烫伤，阴雨天的电辅助加热却留下安全隐患，与以上热水器不同，热泵热水器制热过程是通过压缩机排出的高温高压制冷
空气源热泵项目设计方案公司是集科研、生产、销售、服务于一体的专业制作中央空调、净化空调的高科技技术企业。先后与全国著名高等学府、通用机械研究院等单位进行技术合作，科研攻关，通过把高科技成果产品化，坚持技术创新，发展具有自主知识产权的专利技术，生产研发出了高效能的中央空调系列产品。 公司定位于节能减排的可再生能源和新能源产业领域。公司主导产品地源热泵、污水源热泵、工业废热余热型热泵、海水源热泵、水冷冷水机组、水冷离心机组、空气源热泵机组等热泵系列产品及中央空调、净化空调末端系列产品，是利用浅层地热能、污水热能、工业废热余热、海洋热能、空气能等低品位的可再生能源和新能源的重要技术装备产品。公司生产制造的热泵系列产品已为超过4000万平方米的建筑提供可再生能源供热热源和供冷冷源，年运行节能量超过40万吨标准煤。 十二五期间，公司将为社会提供10000台热泵机组，以年节约100万吨标准煤为目标，有效降低温室气体和有害气体的排放，为祖国节能减排事业贡献力量！ 我们珍惜每一个客户的选择和认可，敬重每一个客户的批评和建议，感关心和支持世纪昌龙的每一个朋友和合作伙伴。我们将继续以优良的售后服务，巩固并拓展销售市场，真诚地希望与您携手共创辉煌。 2、产品简介 公司专业生产经营热泵型中央空调系列，目前公司产品已发展到第四代、拥
有十大系列一百五十多个型号。 公司产品主要分为中央空调主机和空调末端设备两大单元； 中央空调主机单元主要包括：水源热泵、地源热泵和空气源热泵三大板块； 空调末端设备单元主要包括：风机盘管、射流风机、组合式空调器、新风换气机和组合式净化空调等。 （1）中央空调主机单元 从热源利用上：既可利用地下水，又可利用河水、湖水等地表水、工业废水、城市污水、洗浴污水以及油田回注水等；从压缩机选型上：既有半封闭螺杆式机组、全封闭涡旋式机组，又有离心式机组；从换热器选型上：既有钎焊板式换热器、干式、满液式换热器，又有套管换热器。从形式上：既有风冷式，也有水冷式。 （2）空调末端单元 公司空调末端设备单元共分为四大系列，两百多个产品规格，从形式上可分为：风机盘管、射流风机、组合式空调器、新风换气机和组合式净化空调器等；从送风方式上分为：独立送风设备和集中送风设备；从送风质量上分为：室自然风循环设备和净化加湿设备；从静音方式上可分为：普通型和高静音型；
空气能热水器工作原理 空气能热水器，又称热泵热水器，也称空气源热水器，是采用制冷原理从空气中吸收热量来制造热水的“热量搬运”装置。通过让工质不断完成蒸发（吸取环境中的热量）→压缩→冷凝（放出热量）→节流→再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中。2009年9月1日，由美的、同益等新能源家电企业参与制定的，中国首部空气能热水器国家标准《家用和类似用途热泵热水器》于同年9月1日正式出台实施。2009年10月26日媒体报道，空气能热水器开始在一些家庭中流行起来。 工作原理 空气能热水器是按照“逆卡诺”原理工作的，形象地说，就是“室外机”像打气筒一样压缩空气，使空气温度升高，然后通过一种-17℃就会沸腾的液体传导热量到室内的储水箱内，再将热量释放传导到水中。 运用热泵工作原理制热，与空调制冷相反——国家制冷标准是1000瓦，电制冷2800瓦。根据热平衡的原理，同时最少产生2800瓦的热量，加上输入的1000瓦电，实际产生的热量在3000——4000瓦，把这些热量输送到保温水箱，其耗电量只是电热水器的四分之一（电热水器即使热效率100%，输入1000电也只有1000瓦的热）。空气能热水器则不需要阳光，因此放在家里或室外都可以。太阳能热水器储存的水用完之后，很难再马上产生热水。如果电加热又需要很长的时间，而空气能热水器只要有空气，温度在零摄氏度以上，就可以24小时全天候承压运行。这样一来，即使用完一箱水，一个小时左右就会再产生一箱热水。同时它也能从根本上消除了电热水器漏电、干烧以及燃气热水器使用时产生有害气体等安全隐患，克服了太阳能热水器阴雨天不能使用及安装不便等缺点，具有高安全、高节能、寿命长、不排放毒气等诸多优点。空气能热水器的寿命一般可以达到15至20年。 简单地说，空气能热水器的原理就是通过蒸发器抓取空气中的热量并通过压缩机提升并输送、释放热量到水箱中从而把水加热到指定温度。 具体说明如下： 空气能热水器工作原理说明： 空气能热泵热水器顾名思义关键就在于热泵。要靠热泵把存在于空气中的低品味热能搬运到水中从而把水加热，这就要求压缩机能够承受高温高压，另外必须有较大面积的蒸发器，因为与空气接触的面积越大，在同等条件下搬运的热能就越多，能效比就会更高。更为很关键的是搬运热能的工质（也叫冷媒、俗称雪种）要能在严寒的冬季把寒冷空气中的低品味热能搬运到水中去，要求工质两态（液态与汽态）转换温度要低于-25℃，同时要产生65℃热水又要求工质的临界压力要低，否则会使压缩机进入高压保护而制不了高温热水，长期运行在这种状态下会缩短压缩机使用寿命。针对以上几点，我们采用了美国谷轮压缩机和比同行业大了1.5倍面积的换热器，并且研发了全新的工质，打破了其他品牌只能使用R22或者R417等单一的高压工质不能适应寒冷或者过热天气制热水不能超过55℃的局限。我们的机组在产生65℃热水时的压力不超过22kg，而其他同类产品在制取热水达到55℃时的压力就已经超过此值了。压缩机过压会产生两个问题，一是因为过压是压缩机使用寿命缩短，而是压缩机过压后进入停机保护状态，无法及时产出热水。 热泵对于国内大多数人来说还是个陌生的名词，但热泵理论在19世纪已经问世。逆卡诺循环热泵热水器是利用逆卡诺循环原理来工作。工质（冷媒）指的是在一定环境状态下的液态低温介质，因各种介质的化学性质不同，它们的蒸发温度也不同。我们的热泵热水器使用的工质蒸发温度在-35℃~-25℃。举一个简单的例子，把一块冰放到比它自身温度高的环境中会融化，环境温度越高融化速度越快，如果再用风扇对着冰吹的话融化速度会更快，因为这时冰是在和空气环境寻找“热平衡”，可想而知热泵热水器中的工质象冰一样在空气中寻找“热平衡”，它利用压缩机将已吸取热量的工质压缩后迅速膨胀并与水换热，水吸收了工质的热量，然后通过节流装置使已经汽化的工质收缩变成液态，再回到蒸发器中与空气进行热交换，同时使用风扇提高其换热效率，而后又回到压缩机，如此周而复始的工作。
太阳能与空气双热源联合供热水的解决方案 肖香见骆名文 （广东美的商用空调设备有限公司） 摘要：通过对当前国内各热水制取方式的系统性能、安装工艺、成本分析，总结出太阳能与空气源联合使用的优点。分析现有太阳能与空气双热源联合热水的现状，总结太阳能与空气双热源联合热水的系统设计原则，并设计出可行性较强的热水系统 关键词：太阳能；空气源热泵；联合热水 The solution of solar and air heat source water heater Xiao Xiangjian Luo Mingwen (Guangdong Midea Commercial Air-conditioner Equipment Co., Ltd Abstract: According to the analysis of the existing system for water heating systems in performance, installation techniques and cost, summed up the air and solar sources water heater’s advanta ges. Analysis of the existing air and solar water heating combined two-heat the status quo, summing up the air and solar energy combined two-heat the hot water system design principles, and design a water heating system with high feasibility. Key words: solar source; air source heat pump; joint water heater 1 前言 上世纪七十年代以来，世界能源形势变得日益严峻，能源的大量消耗对环境恶化也日益加剧。今年世界各国政府也越来越重视环境保护及废气的排放，联合国政府间气候变化专业委员会第27次全体会议指出全球气候变暖已经成为不争的事实，我国政府也出台了诸多相应的政策法规。
太阳能与空气源热泵供暖供热水能源监控与管理系统 新时空（北京）节能科技有限公司 2009-7
目录 一、项目概况................................................................................. 错误!未定义书签。 二、能源监控与管理系统选型......................................................... 错误!未定义书签。 三、BEMS系统功能设计 ............................................................... 错误!未定义书签。 1、组态画面图例： ................................................................................................................ 错误!未定义书签。 2、节能与减排数据分析计算依据 ....................................................................................... 错误!未定义书签。 四、各系统监控方案....................................................................... 错误!未定义书签。（一）暖通空调系统监控............................................................................................................. 错误!未定义书签。 1、太阳能集热、供热、蓄热................................................................................................ 错误!未定义书签。 2、热泵空调............................................................................................................................... 错误!未定义书签。 3、末端冷/温水循环系统 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。（二）安全与简易运行模式......................................................................................................... 错误!未定义书签。（三）计量系统 ............................................................................................................................. 错误!未定义书签。（七）集中管理 ............................................................................................................................. 错误!未定义书签。 五、总体效果................................................................................. 错误!未定义书签。 1、高效性 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 2、安全性 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 4、控制节能效果........................................................................................................................... 错误!未定义书签。 六、控制点数表.............................................................................. 错误!未定义书签。附件一、设计总则.......................................................................... 错误!未定义书签。 1、系统设计原则........................................................................................................................... 错误!未定义书签。 2、设计依据................................................................................................................................... 错误!未定义书签。附件二、新时空BEMS能源监控与管理系统的特点 ........................ 错误!未定义书签。 1、控制系统技术领先................................................................................................................... 错误!未定义书签。 2、网络可靠，结构简单 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。 3、先进的系统软件与操作显示画面.......................................................................................... 错误!未定义书签。
xxxxxxxxxx 格力空气源热泵热水器 设 计 方 案 xxxxxxxxxx 2Oxx年xx 月xx日
厂家介绍 热泵热水器市场销售额从02年开始，年均增长量达50%以上，08年销售额达到了14亿元，相对07年增长了100%，预计09年的增长仍将保持在50%以上。根据热泵热水器行业分析报告的预测，2012年热泵热水器产值将达到40亿元，其中大部分份额将来自于主要的空调企业，热泵热水器产品将成为众多空调企业新的利润增长点。 一、工作原理及主要结构形式 1、利用热泵原理，以消耗一部分电能为补偿，通过热力循环，从周围空气中吸取热量，通过 压缩机将其输送至冷凝器，将来自水箱内的冷水加热至生活或生产所需要的目标值（35～60℃可调）； 2、热泵热水机组因其节能，高效，环保而广泛应用于工厂、宾馆、酒楼、医院、美容美发店、 洗衣店、洗浴中心和热水应用量较大的其他场合。 二、主要结构形式： 1、静态加热式：分内盘和外盘两种方式.内盘换热器置于水箱中，将冷媒通入水箱中加热水; 外盘式是盘管缠绕在水箱外壁加热,给水箱中水加热,铜管不和水接触,避免了腐蚀和泄露,用水更安全. 2、直热式：冷水经过机组一次即达到设定温度。在循环式水路上增加冷凝压力调节阀。
系统工作原理图 直热式热水器产品系统图 产品定义 直热循环式机组 循环式是指冷水通过水泵在储水箱及机组之间经过多次循环加热，水温逐渐达到设定温度；直热式是指冷水经过机组一次即达到设定温度。格力直热循环式热水机属业内先进设计，集直热式与循环式于一体，既可作为直热式机组使用，也可作为循环式机组使用。机组有三个水口：直热进水口、循环进水口和热水出口，比市场上销售的常规直热式或循环式热水机多一个进水口。格力直热循环式热水机标准使用方式是以直热产水为主，循环保温为辅。无论是直热运行还是循环加热，出水温度均可达到50℃以上。