分析空气能热泵热水机的电气控制原理

分析空气能热泵热水机的电气控制原理

黄擎英

（佛山市澳霆环境设备制造有限公司广东佛山528237）

摘要：本文主要针对空气能热泵热水机的电气控制原理进行了详细分析，与此同时，探讨其自动控制组成以及机组控制要求，提出了自身的见解和思考，以下为详细叙述。

关键词：空气能热泵热水机；电气控制；原理；分析

空气能热泵热水机其实际工作原理主要是借助电力驱动压缩机的作用，而后将制冷剂作为有效的媒介，将某种沸点为零下10℃及以下的制冷剂，循环至蒸发器之内，制冷剂将会运用蒸发器将液态蒸发为气态，在此过程中将会吸收大量的空气热量，而后利用压缩机的压缩功能，将温度提升至80℃至120℃，这一过程中，高温高压的气体借助冷凝器的功能转变为液态，还会释放许多的热量，对热水箱内部水体进行加热，低温高压的液态制冷剂则借助节流装置，返还到蒸发器之内，此种方式循环往复，空气能热泵热水机可谓是现阶段相对较为成熟的空气能技术，其涉及领域较广，运用电能驱动压缩机，即可对空气热量进行大范围吸收，而后对水箱内部水体进行全方位加热，其应用以及推广对于能源节约以及环境保护等均具有极其重要的推动性作用。

一、空气能热泵热水机核心部件

系统内涉及蒸发器、节流阀、水泵、水箱、压缩机、冷凝器、四通电磁阀以及风机等等，以上均为极其重要的核心部件。

空气能热泵热水机电气自动化系统

二、热水器电气自动化控制I/O定义

模拟量输入：1#盘管温度、2#盘管温度、1#板出水温度、2#板出水温度、环境温度、生活热水水箱温度以及机组总进水温度。

数字量输入：压缩机高压、排气高温报警、风机过流保护、水流、电源保护、低压、过流保护、水泵电机过流保护以及水压开关保护。

数字量输出：冷水增压泵、补水电磁阀、热水循环泵、辅助电加热1#压缩机、1#冷凝风机、1#四通阀、2#压缩机、2#冷凝风机、2#四通阀、故障指示[1]。

三、热水器自动控制要求

机组共三种运行方式，分别为：制热模式、自动方式以及循环方式。在以上几种自动化的运行模式下，机组可有效结合水箱温度以及水箱水位等，可实现自动循环运行以及直接加热运行等等，在循环模式下，机组仅实施循环运行模式。

热水机自动控制目标

水箱温度：默认水箱温度为50℃，其温度调控范围处于40℃至60℃之内。

水箱水位：默认水箱水位100%满水位，同时具有可调性[2]。

四、空气能热泵热水机电气自动化控制流程及其运行原理

直热运行：可对1#在启动延时时间进行检测，如若确定已经在启动延时时间符合打开补水电磁阀的运作需求，五秒钟以后再对冷水水压进行检测，保证其处于正常值域范围内。如这一过程中的水压处于正常状态，那么应保证水压开关闭合，共持续五秒，后允许直热运行。如水压不足那么则应将冷水增压水泵开启。江1#冷风机启动，而后两秒后开启1#压缩机，温控周期以后再对2#启动延时时间进行检测，启动2#冷凝风机，延时三秒钟后将2#压缩机开启，压缩机的运行过程中秉承着均衡磨损原则[3]。

若控制器设定水箱水位为s2，那么它的水位将比s3低，机组运行直热。如若水位比s2高，同时温度满足设计定时要求，可退出制热，转为待机模式，待机过程中如若满足循环时之热模式的条件，那么机组可自动进入到循环式制热水模式中。

如果控制器设定水箱水位为s1，实际水位比s2低，那么机组运行直热，若水位比s1高，亦或是温度符合设计值时，那么则退出制热，同样转为待机模式，待机过程中若符合循环式热水制热条件，机组亦会自动进入循环制热水模式中。

如若控制器设定水箱水位为s3，其水位比s4低，机组运行直热，如果水位比s3高或温度满足设定值时，那么直接退出制热，转为待机模式，待机过程中符合循环是制热条件，那么机组自动进入的循环是制热模式中[4]。

循环运行模式下，对水箱温度进行检测，如果水箱温度比设定温度减压及启动温差低，那么则要将循环水泵打开，30秒以后对水流开关进行检测，检测1#在启动延时时间，将1#冷凝风机打开，延时三秒后启动1#压缩机。在温控周期以后，需对2#在启动延迟时间进行检测，开启2#冷凝风机，在延时三秒钟以后，打开2#压缩机。如果水箱温度比设定温度加压机停机温差高，与此同时，两压机停止运作30秒以后，循环水泵停止运作，直接退出循环模式，亦或是在关机后30秒钟，循环水泵停止运作。压缩机执行过程中满足均衡磨损要求，同时水箱温度控制较为合理。

其一，控制器设定水箱水位是s1，那么其水位将比s2高，机组处于循环运行模式中，在此之后，若实际水位较s2低，那么将转为直热，直至水位比S1高时，将退出直热，呈待机状态，二次进入循环模式中。与此同时，如若温度满足设定值，那么将处于待机状态。

其二，如果控制器设定水箱水位为s2时，其水位将比s3高，机组处于循环运行模式，而后其水位如若比s3低，将直接转入到制热模式，直至水位比s2高时，直接退出制热，处于待机模式，而后可再次进入循环模式中，温度达到设定值同样转为待机模式。

其三，如若控制器设定水箱水位为s3，其水位将比s4高，机组运行为循环模式，在此之后，水箱内水位比s3低时，将转为直热，直至水位较s3高，控制器则自动退出制热，处于待机状态

结束语：

综上所述，经过笔者分析和探讨，发现空气能热泵热水器的应用体现了许多优点，最显著的当属其节能性，可一定程度提高能源利用率，同时也极具环保性，可及时排放有害气体，实现冷热结合，极大的提高设备利用率，还能减少资金投入。现阶段，空气能热泵热水机的应用备受关注，本文主要针对其自动化控制原理及实际要求等进行探讨，希望可为其机组性能提升做出相应贡献，使其自动化控制过程得到优化。

参考文献：

[1]彭海龙.论空气能热泵热水机的电气控制原理[J].消费电子，2014，13（24）：590-591.

[2]刘树清，余文鹏.空气能热泵热水机不锈钢内胆焊接工艺优化研究[J].制冷与空调（四川），2015，36（3）：294-297.

[3]高立虎，仇颖，霍廖然等.从专利申请看中国热泵热水机领域发展现状[J].制冷与空调，2015，15（5）：1-4，67.

[4]刘爱军.空气能热泵热水机电机支架有限元分析及优化[J].日用电器，2016，21（6）：53-57.

[5]张泽国，曹向军，周俊海等.循环加热式空气源热水机性能评价研究[J].低温与超导，2013，41（10）：87-89，38.

[6]钱雪峰，樊海彬，倪健等.游泳池热泵热水机新标准对空气源热泵热水机组测试评价系统的改造要求解析[J].制冷技术，2016，36（5）：62-73.