燃气热水器恒温控制系统的自动化测试
刘治田赵喜球唐崇云任宗华
（广东百威电子有限公司）
摘要：本文介绍了针对线性蝶阀恒温控制系统的特点研制和生产的蝶阀恒温控制器自动检测台的原理、实现方法。本文介绍的检测台稍作改动也可用于目前的强排热水器控制器和其它形式的恒温热水器控制器。
关键词：蝶阀控制器自动检测交互式对话
1引言
近年来，带有自动调节功能的蝶阀恒温燃气热水器的需求量逐步扩大，许多热水器生产厂开始批量生产蝶阀恒温燃气热水器。蝶阀恒温燃气热水器的关键部件是蝶阀（燃气调节阀）和蝶阀恒温控制器。蝶阀恒温热水器的控制器比普通强排热水器的控制器复杂的多，控制器性能的好坏直接影响热水器的恒温性能。为了确保控制器的性能和质量，更好地满足整机生产厂的需求，必须加强和改善产品的出厂检验。传统的检测手段主要是由检验员在普通的检测台手工检测，通过电流表或电压表观察吸合（维持）电压、调节阀电流，通过开关模拟热水器的环境，然后按照验收标准，判断控制器是否合格。多年来的经验证明：这种检测手段有两个不足，一是效率低、检测过程受人为因素的影响太多，二是对控制器输入通道和输出通道的性能不能定量测试。为了提高产品的质量水平，适应大批量生产的需要，完善检测手段、对控制器的输入输出性能进行定量检测等越来越重要。就是在这样一种背景下，我们设计和生产了一种既能定量检测控制器的输入输出性能，而又操作简单、自动化程度较高的自动检测台。
2蝶阀恒温控制器的性能和特点
遵循国家标准GB6932-2001 家用燃气快速热水器设计的蝶阀恒温控制器，有以下功能和特点：
输入通道能够实时检测以下信号：
a)水流量信号：脉冲信号，频率范围f=15Hz～160Hz；
b)火焰信号：微弱的电流信号，控制器应有足够的灵敏度识别此信号；
c)风压开关信号：开关信号；
d)直流风机转速信号：脉冲信号，它和水流量信号类似，频率范围
f=10H z～150Hz（仅限于驱动直流风机的控制器）；
e)防过热温控开关信号：开关信号；
f)冷热水温度探头信号：随温度变化的模拟信号；
g)操作面板的“按键”信号：随按键变化的模拟信号；
输出通道具有以下特性：
a)3个独立的电磁阀驱动通道（DC24V）：吸合时间≥0.5s，保持信号的频
率f≥100Hz；
b) 蝶阀（调节阀）驱动通道：与蝶阀连接后，驱动电流随设置温度和水流
量大小的变化而变化，最大驱动电流150mA；
c)交流（AC220V）风机高/低速驱动通道：按照热水器控制时序输出
AC220V信号，驱动交流风机；
d) 直流风机转速控制输出（用于DC24V直流风机，有独立的调速控制端）：
它是一个0V～5V的控制信号（仅限于使用直流风机的控制器）；
蝶阀恒温控制器有一个串行输出口，通过它与电脑连接，配合专用软件，可实时检测热水器的恒温调节性能；另外，此通讯口和检测台连接，实现恒温控制器的自动检测。
除以上功能外，控制器有自诊断功能：如电磁阀检测，蝶阀检测，风压开关初态检测，温度传感器检测等，确保热水器安全、可靠运行。
3蝶阀恒温控制器自动检测台的设计要求
根据以上内容介绍的蝶阀恒温控制器的特点和实现的功能，自动检测台应完成以下任务：
1）检查控制器硬件功能是否正常，PCB板是否有虚焊，是否有漏装的元器件，能比较准确地确定故障位置，指导工人在线返修；
2）初步判断MCU是否有失效的功能；
3）定量分析温度测量通道、水流测量通道、火焰检测通道和风机转速测量通道的性能；
4）定量分析电磁阀驱动通道的吸合性能；
5）定量分析蝶阀通道的调节性能；
6）定量分析直流风机通道的调节性能（限于使用直流风机的控制器）；
7）通过上面6个步骤，判断控制器硬件功能是否合格；
8）用户程序写入控制器后，模仿人工检测过程，完成控制器的确认检验；
9）程序烧写（ISP）、故障列表打印等；
10）检测系统应操作简单，性能可靠，检测效率要高。
4蝶阀恒温控制器自动检测台的组成和实现方法
下面是自动检测台硬件组成功能框图，左边实线框图是蝶阀恒温控制器的输
检测台硬件组成功能框图
出，“风机驱动”包括交流（AC220V ）或直流调速控制信号，“电磁阀驱动”是DC24V 驱动信号，“蝶驱阀动”是电流信号；右边是控制器需要接收的输入信号。
RS-485C 接口用于和上位机电脑连接，通过此接口将针对不同的控制器编写的检测程序写入检测台中的单片机（MCU ）；
RS-232C 接口和热敏打印机连接，打印检测结果；
数据通讯口和待检控制器连接，通过和检测台“交互式对话”，完成所有检测功能。
5 蝶阀恒温控制器自动检测台的检测流程图
6结论与展望
使用蝶阀恒温控制器自动检测台，实现了燃气热水器恒温控制系统的自动化测试，有效地提高了检测效率和准确度。特别需要说明的是这种检测装置能对热水器控制器的输入/输出进行定量分析，发现传统的手动检测可能忽视的或发现
不了的产品缺陷，为控制器的生产组织和品质控制提供准确的数据。
为了使用蝶阀恒温控制器自动检测台检测控制器，需要对每一类控制器编写“自检程序”，“自检程序”配合检测台完成检测任务；另外，控制器必须有一个数据通讯口，与检测台“交互式对话”。
在燃气热水器行业，燃气热水器恒温控制系统的自动化测试是一个全新的课题，无论是测试方法的研究，还是测装置的设计和应用，都是一个不断探索和总结、不断提高和完善的过程。随着恒温燃气热水器应用的普及和性能的提高，控制系统的自动化测试也将越来越受到业内的关注和重视，自动化检测装置将会得到广泛的应用。
电热水器温度控制器[收藏] 上传者：dolphin浏览次数:1187 关键词：电热水器温度控制器 本例介绍的电热水器温度控制器，具有水位指示、恒温及防干烧、漏电自动断电保护等功能，使用安全可靠。 电路工作原理 该电热水器温度控制器电路由电源电路、漏电保护电路、温度控制电路、水位指示与防干烧电路组成，如图3-81所示。 电源电路由电源变压器T、整流桥堆UR、滤波电容器Cl、C2和三端稳压集成电路ICl组成。 漏电保护电路由电流互感器TA、双时基集成电路IC2(lC2a、IC2b)内部的一个时基屯路和有关外围元件组成。 温度控制电路由双时基集成电路lC2内部的另一个时基电路、热敏电阻器RT、晶体管V、继电器K、电位器RP和有关外围元器件组成。 EH为电加热器;VL1为工作状态指示发光二极管，VL6为电加热器工作指示发光二极管。 接通电源开关Sl后，交流220V电压经过T降压、UR整流、Cl滤波及ICl稳压后，在C2两端产生+l2V电压(Vcc)，作为漏电保护、温度控制、水位指示及防干烧电路的工作电源。 在水箱内温度低于40℃(设定水温的下限温度)时，lC2的8脚电压低于Vcc/3，3脚输出高电平，使晶体管V导通，继电器K吸合，其常开触头接通，电加热器EH通电工作，VL6发光。当水温加热至45℃(设定水温的上限温度)时，IC2的9脚变为低电平，使V截止，K释放，EH停止加热，V历熄灭。当水温下降直至低于40℃时，EH又开始工作，VL6发光，如此循环，水箱内温度恒定在40-45℃之间。 在电加热器EH正常工作时，流过电流互感器TA的Wl、W2绕组的工作电流较稳定，W3绕组上的感应电压为0，IC2的6脚电压大于Vcc/3，2脚电压低于2Vcc/3，5脚输出高电平，发光二极管VLl点亮，表明EH正常工作，无漏电现象。 当EH出现漏电时，会导致流过TA的Wl、W2绕组中的工作电流突然增大，在W3绕组上将产生感应电压，使IC2的2脚变为高电平，5脚变为低电平，VLl熄灭，指示EH存在漏电。同时二极管VD2导通，使lC2的10脚变为低电平，9脚输出低电平，使V截止，K释放，将EH的工作电源切断，实现了漏电保护。 S2为漏电保护测试按钮，按下该按钮时，电阻器Rl接人电路中，使TA的Wl、W2绕组中产生短路电流，W3绕组产生感应电压，IC2的2脚变为高电平，5脚由高电平变为低电平，VL由点亮状态变为熄灭，说明该漏电保护电路能起到漏电保护作用。 水位指示电路与防干烧电路由水位检测电极A-E、电阻器R9、Rl2-Rl9、发光二极管VL2-VL5和模拟电子开关集成电路IC3组成。IC3的4个控制端(5脚、6脚、12脚和13脚)分别与水位检测电极A-D相连。当水箱加水时，水位上升至电极D处时，主电极E(为接地端，与+Vcc相连)通过水的电阻与D电极相接，使IC3的13脚为高电平，该脚内接的模拟电子开关接通，使IC3的1脚变为高电平，低水位指示发光二极管VL2点亮，同时IC2的10脚变为高电平，温度控制电路控制EH工作(水位低于电极D时，EH不工作，防止EH因干烧而损坏)。水位继续上升至电极C、B、A时，IC3的12脚、6脚和5脚也相继变为高电平，水位指示发光二极管VL3、VL4和VL5也被相继点亮。 元器件选择 Rl选用lW线绕电阻器;R3-Rl9选用1/4W或l/8W碳膜电阻器;R2选用可变电阻器(或调试
电子信息工程专业课程设计任务书 题目：电热水器控制系统设计 设计内容 设计一个由8051MCU组成的电热水器控制系统。能够测量当前水温并显示；可以设置烧水温度，当无水时要有报警功能。通过这个过程熟悉温度传感器、键盘控制和七段数码管的使用，掌握51系列单片机控制和测试方法。；用LED显示测量得到的水温值。完成基本要求，可以适当发挥进行扩展设计。 1 ）数码管显示：年月日时分秒； 2）键盘输入修改时间、日期设置； 设计步骤 一、总体方案设计 以51系列MCU构成核心模块，合理分配存储器资源和I/O资源。温度 采集模块建议采用 DS18B20，或采用PtIOO再经模数转换；显示模块用2位LED可满足需要；报警模块可采用声光等形式；输入模块可选用矩阵式键盘 或键盘驱动芯片；可选用 8255进行I/O扩展。 二、硬件选型工作 对于每一个芯片要有具体型号，对每个分立元件要给出其参数 三、硬件的设计和实现 1. 选择计算机机型（采用 51内核的单片机）； 2. 设计支持计算机工作的外围电路（EPROM、RAM、I/O端口、键盘、 显示接口电路等）； 3. 接口电路； 4. 其它相关电路的设计或方案（电源、通信等） 四、软件设计 1. 分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块； 2. 编写相关子程序； 3. 其它程序模块（显示与键盘等处理程序）。 五、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图（ A3幅面）。
一、................................... 设计要求 1 二、................................... 设计目的 1 三、............................. 设计的具体实现 1 1. ................................................................................................ 硬件 设计 (2) 1.1. .................................................................... 单片机的 选择 (2) 12水位检测电路 (6) 1.3.温度检测电路 (7) 14A/D转换器 (9) 1.5.报警电路 (10) 2. .............................................................................................. 软件设 计 (11) 2.1. 温度测量子程序 (12) 2.2. 判断子程序 (13) 2.3重要代码.......................
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。
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。
米特拉空气能热水器家用机说明书 米特拉热泵热水器控制器使用说明书 目录 一、序言....................................................................................... 02 二、空气源热水器机组机规格参数表................................................... 03 三、安装....................................................................................... 06 四、保养....................................................................................... 07 五、控制使用说明........................................................................... 08 六、注意事项 (24) 七、产品售后服务保障 (24) 使用本机组之前必须详细阅读本手册，并按照本手册所规定的内容安装，调试，运行;否则造成的任何损失本公司概不负责。 , 热泵热水机组必须由专业技术人员安装 , 在安装机组及其连接水管时，请严格按本说明书进行 , 机组在连接电气线路时，必须找专业人员;机组必须可靠接地，选择符合机组要求的漏电开关。完成机组水管及接线时，须检查无误后再将机组通电源 , 机组在使用过程当中，以防触电，或损坏管路以及机组上的温度传感器，由此造成的人员和财产损失，本公司不负任何责任。本机如有改进，此内容可能有所更改， 届时恕不另行通知 , 机组在维修时，一定要仔细判断机组故障原因，若需要更换部件或充注冷媒时，需 经米特拉客服确认后方可更换或添加米特拉公司指定冷媒。
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
空气源热泵热水器简介 一、空气源热泵技术发展史 随着工业革命的发展，19世纪初，人们对能否将热量从温度较低的介质“泵”送到温度较高的介质中这一问题发生了浓厚的兴趣。英国物理学家J.P.Joule提出了“通过改变可压缩流体的压力就能够使其温度发生变化”的原理。1854年，W.Thomson教授（即Lord Kelvin 勋爵）发表论文，提出了热量倍增器（Heat Multiplier）的概念，首次描述了热泵的设想吸收空气中的低能热量，经过中间介质的热交换，并压缩成高温气体，通过管道循环系统对水加热，耗电只有电热水器的1/4。该新产品避免了太阳能热水器依靠阳光采热和安装不便的缺点。 按目前而言，国外的空气源热泵热水器市场已经相当成熟，在发达国家使用的比例有的高达70%，比如在新加坡、欧美的一些国家等。就是在中国的香港和台湾地区也有将近50%的推广使用力度。只是受国内消费和经济发展规律的影响，空气源热泵热水器也是在近4年才被引进并在小范围内推广使用，而且是集中在经济发达的两个三角洲地区。据市场的统计数据来看，虽然该产品在国内上市只有短短几年时间，但是增长的速度却非常快。2002年时，它的销售额还不到1000万元，但是到2003年，它已达到了3000万元，2004年则达到8000万到1个亿。按照预算估计，2005年，热泵产值会超过三个亿。可以说，就象前几年互联网接入时的发展速度一样，整个行业销售增长率将以几何基数增长，市场空间十分巨大。 二、空气源热泵热水器的特点 空气源热泵热水器是新型的绿色能源产业，与传统的燃气、电热水器产品相比，它不仅安全而且节能环保，即使与太阳能相比，也有明显的优势。它一改传统太阳能产品只依赖太阳光直射或辐射来收取能源的方式，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。其特点包括： （1）高效节能：空气源热水器是通过大量获取空气中免费热能，消耗的电能仅仅是压缩机用来搬运空气能源所用的能量，因此热效率高达380%—600%，制造相同的热水量，空气源热水器的使用成本只有电热水器的1/4，燃气热水器的1/3，太阳能热水器的1/2。高热效率是空气源热水器最大的特点和优势，在能源问题成为世界问题时，这是空气源热水器成为“第四代热水器”的最重要的法宝之一。 （2）绿色环保、安全可靠：空气源热水器独特的使用原理，实现其在工作过程中彻底水电分离，从根本上杜绝漏电事故；并且由于其在使用过程中无需任何燃料输送管道，没有燃料泄露等引起火灾、爆炸、中毒等危险；同时，空气源热水器在工作过程中没有任何有毒气体、温室气体和酸雨气体排放，也没有费热污染。这些也成为空气源快速发展铺垫了宽阔的道路。 （3）全天候方便使用：空气源热水器由于体积相对较小，可以安装在浴室、阳台和外墙等处，实现使用的无限制性；并且空气源热水器由微电脑控制自动运行，无需专人职守，保证全天候热水供应，同时结合其定时开关功能实现低谷用电，实现更节约的使用效果。（如图2所示）
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
摘要 随着科学技术和生产的快速发展，在生活中，温度成为了频繁出现的词汇。温度测量与控制也成为了生活生产中重要的一部分。在化工、石油、冶金等生产领域的物理过程和化学反应中，温度往往是一个很重要的量，需要准确地加以控制。除了这些部门之外，温度控制系统还广泛应用于其他领域，是用途很广的一类工业控制系统。 本文所设计的电热水器温度控制系统就采用AT89C51单片机为控制核心，利用AT89C51现有的接口来连接外围硬件模块,并通过DS18B20温度传感器准确的检测出当前的温度、DS1302实时时钟芯片实现显示时间的功能，并将所测到的温度数据传送给单片机进行分析处理。并由LCD1602液晶屏显示温度值及实时时间。其中，系统软件设计中，分别预先设计好所需温度的上下限数值，并通过该上下限控制蜂鸣器的报警，再通过继电器的通断来决定电热丝是否加热，实现对温度的简单控制，达到预先设置范围内。 关键词：AT89C51单片机，温度控制，LCD显示
Abstract With the rapid development of science and technology and production, andin life, the temperature has become a frequently occurring words. Temperature measurement and control of production has also become an important part of life. Physical processes and chemical reactions in the chemical, petroleum, metallurgy and other production areas, the temperature is often a very important quantity that needs to be controlled accurately. In addition to these sectors, the temperature control system is also widely used in other areas, is a very versatile class of industrial control systems. In this paper, the design of the electric water heater temperature control system using AT89C51 microcontroller core, use AT89C51 existing interfaces to connect peripheral hardware module, and through DS18B20 temperature sensor accurately detects the current temperature, DS1302 real-time clock chip display function, and the measured temperature data to the microcontroller for analysis. By LCD1602 display and real-time temperature. Among them, the system software design, pre-designed upper and lower limit values were good the desired temperature, and through the upper and lower control buzzer alarm, and then through the relay off to determine whether the heating wire heating, simple control of the temperature reach the pre-set range. Keywords: AT89C51 microcontroller, temperature control, LCD display
目录 摘要....................................................................................................................................... I ABSTRACT .......................................................................................................................... II 第1章引言 . (1) 第2章系统功能需求分析与设计方案选择 (3) 2.1 系统功能需求分析 (3) 2.2 方案选择 (3) 2.3 本章小结 (6) 第3章硬件系统设计 (7) 3.1 电源电路 (7) 3.2 单片机最小系统说明 (8) 3.3 温度检测电路 (9) 3.4 人机交互电路 (10) 3.4.1 键盘接口电路 (10) 3.4.2 显示电路 (10) 3.5 红外一体接收模块 (12) 3.6 报警电路 (13) 3.7本章小结 (13) 第4章软件系统设计 (14) 4.1 主程序流程图 (14) 4.2 液晶显示程序设计 (14) 4.2.1写操作时序图 (14) 4.2.2 初始化程序 (15) 4.2.3 向LCD1602发送数据程序设计 (16) 4.3按键扫描程序设计 (16) 4.4温度控制程序设计 (17) 4.4.1初始化DS18B20 (17) 4.4.2读取DS18B20当前温度 (18) 4.5控制程序策略设计 (18)
凯立信：空气能热水器使用说明书 安装注意事项 一、必须使用220V50Hz交流电源； 二、电器插头、插座必须连接牢固，接地良好； 三、安装室外机必须可靠接地； 四、勿安装在有使用或者存储汽油、化学溶剂等易燃、易爆炸物质的场所，以免发生火灾和爆炸事故。也勿安装在有腐蚀气体或液体的场所，以免影响热水器的使用寿命； 五、必须使用厂家提供的专业电源线，电源软线损坏，、必须由专业人员更换； 六、水箱和室外机安装在墙体和楼面必须能够承受两倍于热水器的重量； 七、清洗保养前，必须切断电源； 八、电源插座的额定电流量应比所选购的热水器的最大电流量大30%以上； 九、必须有专业人员进行安装、维修和保养。 重要提示 一、在搬运过程中，室外机严禁倒置，并尽量避免倾斜搬运，如需倾斜搬运时，倾斜角度必须〈30度； 二、本热水器必须使用自来水，其他水质会影响机组使用寿命，如需使用其他水质可向公司定制； 三、水箱在首次使用或排空后再使用时，必须先注满水，才能通电加热，注水时，须打开热水阀（如装有混水阀，把混水阀调向高温位置）以排出空气，待热水阀有水正常流出时，方可关闭热水阀； 四、在热水器工作期间，安全阀可能会有水珠滴下，这属于正常现象。千万不能将此泄压口堵塞，以免造成水箱内胆胀裂以致损坏； 五、控制面板应注意防晒、防潮，应尽量安装在室内的墙壁上； 六、控制面板已按用水要求设定好，一般不必重新设置，必须要更改出厂设定时请参照控制面板操作说明； 七、不要随意设置高水温，水温设置在45℃-55℃之间最节能，水温设置越高热水器工作效率越低，并且会影响到设备的使用寿命； 八、冬天，在寒冷的结冻地区，长时间不使用，应将水箱内的水排空，以免水
空气能热泵热水器常见故障排除 1、控制器的保护功能及故障代码 1)压缩机三分钟延时保护，压缩机启停时间为3分钟，每次启动运行时间不少于5分 钟。 2)按“开机”后1分钟才对水流进行检测，1分钟之后当水流开关保护时，延迟10秒 保护动作；如果水流保护则锁住该故障并锁住控制器，而且不管其是否复位，并显示代码（01）。 3)防冻保护：当回水温度（防冻开关）低于 0℃时，启动循环水泵运行30秒。 4)高压压力保护：（压力开关断开）在（三次/小时）内时，显示器显示压力保护，在 压力恢复后压缩机延迟3分钟重新启动。超过（三次/小时）时控制器锁住该故障，相应压缩机不再重新启动而不管压力开关是否复位，并显示故障代码（03）。 5)低压压力保护：化霜期间不检测低压开关，制热开机延时3分钟检测，之后（压力 开关断开）在（三次/小时）内时，显示器显示压力保护，在压力恢复后压缩机满足延迟3分钟重新启动。在超过（三次/小时）时控制器锁住该故障，相应压缩机不再重新启动而不管压力开关是否复位，并显示故障代码（04）。 6)制热时水温过热保护：制热时出水温度高于 70℃并持续10秒时，停压缩机，并显 示代码（02）；当出水温度下降到设定温度以下且满足停机三分钟时可重新启动压缩机。
7)传感器故障：传感器产生故障，机组停机，并显示相应的故障代码。 8)排气开关保护：排气开关断开在（三次/小时）内时，显示器显示排气开关保护，在 排气开关恢复后压缩机延迟3分钟重新启动。在超过（三次/小时）时控制器锁住故障，相应压缩机不再重新启动而不管排气开关是否复位，显示故障代码（05）。 9)缺相逆相保护：机组所有部件不允许动作并显示故障代码（00）。 10)故障代码显示 注：有故障保护时，显示故障代码并闪烁报警。 2、常见故障及排除方法 用户在使用过程中发现机组出现问题，请与专业维修人员联系，维修人员在处理问题时，可能需参照下表排除故障。
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。
空气能热水器的优缺点 一、四种热水器的优缺点介绍 (一)燃气热水器 1、燃气热水器使用的能源是可燃气体，按其形式分为直排式、烟道式、强排式和平衡式。 (1) 直排式热水器:燃烧时所需要的氧气取自室内，燃烧后产生的烟气也排放在室内。因易造成人身伤害事故，已被禁止生产。 (2) 烟道式热水器:在直排式的基础上加装了排气管道，燃烧时所需要的氧气取自室内，燃烧所产生的烟气通过烟道排向室外。这种热水器安装时必须安装烟道，使用时要注意烟道排气通畅，防止倒灌。强排式热水器:在烟道式的基础上增加了一个排烟气马达，通过烟道将废气排到室外，运行时，烟气通过烟道被强制排到室外，但燃烧时所需的氧气仍取自室内。 (3)平衡式热水器:较前三类实现了一个很大的飞跃，外壳是密封的，和外壳联成一体的烟道做成内外两层，烟道从墙壁通向室外，热水器运行时需要的氧气从室外通过烟道的外层供应，燃烧后产生的烟气从烟道的内层排到室外，所以它对室内空气既不消耗，也不污染。但安装这样的热水器需要像装空调一样预留通道。 2、优点:加热快、出水量大、温度稳定，结水垢少，而且占地小，不受水量控制。 3、缺点:使用过程中会因燃烧不充分而排出有毒气体，造成安全事故;起动水压高，有些住高层的用户，如不装增压泵就无法起动;安装不方便，要在墙上打洞，安排气扇等;不同的燃气，其燃烧器形状、喷嘴大小、燃气通道截面积都不一样。 (二)电热水器
1、目前国内市场上的电热水器主要是储水式热水器。分为封闭式和敞开式两种。使用储水式电热水器干净卫生，不必分室安装，不产生有害气体，而且可以方便地调温。敞开式热水器内胆不耐压，不能同时供应多处用水;封闭式电热水器内胆可耐压，能同时供应多处用水。 2、优点:能适应于任何天气变化，普通家庭可直接安装使用，长时间通电可 以大流量供热水。目前市场上销售的电热水器多数还带有防触电装置。 3、缺点:体积庞大，占用室内空间大，易结水垢，对电能浪费大。最新型的电热水器内置了阳极镁棒除垢装置，解决了该产品容易结垢的问题。但阳极镁棒须两年更换一次，给保养带来了麻烦。 (三)太阳能热水器 1、目前，技术水平最高的太阳能热水器是真空集热管太阳能热水器。真空管 里的水，利用热水上浮、冷水下沉的原理，吸收太阳热能后，通过温差循环，使储水箱内的水升温。 2、优点:安全、节能、环保、经济。尤其是带辅助电加热功能的太阳能热水器，它以太阳能为主，电能为辅的能源利用方式，使太阳能热水器能全年全天候使用。 3、缺点:安装复杂，如安装不当，会影响住房的外观、质量及城市的市容市貌;维护较麻烦，因太阳能热水器安装在室外，多数在楼顶、房顶，因此相对于电热水器和燃气热水器比较难维护。 (四)空气源热水器 空气源热水器是继燃气热水器、电热水器和太阳能热水器的新一代热水装置，是综合电热水器和太阳能热水器优点的安全节能环保型热水器，可一年三百六十五天全天候运转，制造相同的热水量，使用成本只有电热水器的1/4，燃气热水器的1/3，太阳热水器的1/2。
热水器温度智能控制系统设计 温度是工业生产过程中重要的物理量，尤其在冶金、机械、食品、化工等工业中，对工件的处理温度都要求严格控制，对温度的精确度和稳定性均有较高要求，温度的测量与控制直接关系到企业的生产利益甚至存亡。 目前在国内外很多温度控制系统都采用ARM 作为处理器，PID 作为温度控制方式［1］。该控制方式对大多数控制对象均可达到满意的控制效果，但对于有特殊要求或具有复杂对象特性的系统，采用数字PID控制一般难以达到目的。基于温度变化的非线性与模糊控制鲁棒性强、干扰和参数变化对控制效果的影响较小，尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的控制，将PID与模糊控制相结合来实现对温度的控制。 因此，本文以热水器为对象，运用系统控制理论，以模糊控制与数字PID控制相结合方式进行温度控制系统的设计。 1 整体方案设计 系统采用晶控电子的STC系列单片机进行下位机温度控制，同时采用PC机进行上位机控制。上位机首先给下位机发出命令，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据，转化成数字信号反馈给上位机。下位机实现现场实时控制，上位机实现远程实时监控。 系统的实现采用模块化设计思想，分别从硬件、软件来设计并综合应用。硬件分为温度检测模块、输入输出模块、串口通信模块及加热模块几个部分；软件由上下位机同时控制，包括温度采集子程序、液晶显示子程序、键盘输入子程序、模糊PID控制子程序、串口通信子程序等。设计主要针对控制算法来实现，系统总体设计方案如图1所示。 2 硬件电路设计 2.1温度检测模块 DS18B20是DALLAS公司生产的数字温度传感器，温度测量范围为-55℃～+125℃，测温分辨率可达0.062 5 ℃，它集温度测量与A/D转换于一体，直接输出数字量，传输距离远，
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。
. 目录 一、重庆丰都中学学生公寓基本情况 (2) 二、技术方案设计说明书 (2) 2.1工程概况 (2) 2.2设计依据和参数 (2) 2.2.1设计依据 (2) 2.2.2设计参数 (2) 2.3设计说明 (3) 2.3.1热水用量计算 (3) 2.3.2热水负荷计算 (3) 2.3.3设备选型计算 (4) 2.4保温水箱容量计算 (4) 2.5用电负荷说明（甲供） (4) 2.6水源说明（甲供） (5) 三、前期投资预算 (6) 四、项目合作方式 (7) 五、校方配合 (8) 六、售后保证 (8) 七、公司基本情况介绍 (9) 八、美的空气源热泵介绍 (13) 8.1. 美的空气源热泵机组介绍 (13) 8.1.1. 概述 (13) 8.1.2. 机组种类 (15) 8.1.3. 系统原理图 (16) 8.1.4. 热水系统简图 (17) 8.1.5. 热水机组参数表 (17) 8.1.6. 热水机组卓越的性能 (19)
一、重庆丰都中学学生公寓基本情况 重庆丰都中学学生公寓目前有学生公寓三栋：其中高中部公寓两栋，初中部公寓一栋。目前学生公寓内仅提供冷水。 二、技术方案设计说明书 2.1工程概况 学生宿舍热水系统设计采用空气源热泵热水系统。初步建议将机组与保温水箱安装在宿舍楼顶（宿舍屋顶承重经原房屋设计单位校核，若无法满足承重再考虑安装于地面）。 2.2设计依据和参数 2.2.1设计依据 现场情况及重庆市历史气候资料 GB50015-2003 《建筑给水排水设计规范》 GB/T50106-2001 《给水排水制图标准》 2.2.2设计参数 重庆冬季最冷月室外平均气温7℃ 冬季最冷月平均冷水水温：5℃ 主机设备配置设计标准：额定工况条件下（环境温度20℃，进水温