[发明专利]相变蓄热空气源热泵热水机组控制系统及其控制方法

摘要

一种相变蓄热空气源热泵热水机组控制系统及其控制方法是通过微控制器单元、传感器单元、模拟量调理单元、数据采集单元、显示单元、通讯单元、操控单元和驱动单元，采用模块化的系统结构，将各单元组成一控制系统，采用自动化和数据融合技术监控热水机组的运行状态，并根据实际保温水箱温度、环境温度和热水机组的不同工况实现自动调节。本发明监测参数全面，结构简单，控制方便，实现了热水机组运行的连续性、可靠性和安全性。

主权项

一种相变蓄热蒸发型空气源热泵热水机组控制系统，包括微控制器单元、传感器单元、模拟量调理单元、数据采集单元和驱动单元；其特征在于：所述微控制器单元，包括微控制器GPIOA口与数据采集单元通过SPI总线进行通讯连接；微控制器GPIOE口与电子膨胀阀驱动单元连接，发出电子膨胀阀步进电机所需励磁信号，实现电子膨胀阀的脉冲控制；微控制器USART1口与通讯单元通过RS232总线与屏幕显示单元连接，用于实时显示系统各参数和状态；微控制器GPIOB口与继电器驱动单元控制端进行连接，通过继电器触点对交流电磁阀、四通换向阀、压缩机和蒸发器进行系统自动启停控制；微控制器GPIOC口与继电器驱动单元控制端连接，读取继电器当前状态；微控制器GPIOE15口与操控单元手/自动按钮输入端连接，CPU获取手自动控制信号，实现系统手动/自动控制；微控制器GPIOD口与显示单元面板LED显示灯控制端连接，对指示灯进行控制，显示当前继电器通断状态；所述传感器单元，包括温度传感器、液位传感器和压力传感器，其中：在压缩机出口设置有温度传感器，用于监测压缩机出口温度；在压缩机出口与四通换向阀之间安装压力传感器，监测压缩机出口压力；在冷凝器套管出口设置有温度传感器，监测冷凝器出口水温；在冷凝器出口设置有温度传感器，监测冷凝器出口工质温度；在环境空气中设置有温度传感器，监测当前环境温度；在蒸发器出口设置有温度传感器，监测蒸发器出口工质温度；在蓄热器蓄热管道出口设置有 温度传感器，监测蓄热器出口工质温度；在蓄热器放热管道进口设置有温度传感器，监测蓄热器进口工质温度；在蓄热器放热管道出口设置有温度传感器，监测蓄热器出口工质温度；在保温水箱内设置有液位传感器，监测保温水箱的实时水位；模拟量调理单元，包括温度调理电路、液位调理电路和压力调理电路，其中：温度调理电路输入端分别与温度传感器输出端相连接，液位调理电路输入端与液位传感器输出端相连接，压力调理电路的输入端与压力传感器输出端相连接；调理电路单元将传感器单元的输出信号隔离转变为直流电压信号，传输到数据采集单元信号采集通道输入端；数据采集单元，包括A/D转换器，其中：A/D转换器的信号采集输入端分别与压力调理电路输出端和温度调理电路输出端相连接，A/D转换器信号采集输入端分别与液位调理电路输出端和温度调理电路输出端相连接；驱动单元，包括继电器驱动电路和电子膨胀阀驱动电路，继电器驱动电路用于控制电磁阀、四通换向阀、压缩机和蒸发器启停通断，继电器驱动单元控制端与微控制器GPIOC口连接，向微控制器发送继电器控制单元实时状态；电子膨胀阀驱动单元信号控制端与微控制器GPIOE口连接，接受微控制器发出的脉冲励磁信号，驱动单元输出端连接有电子膨胀阀并输出脉冲励磁信号，电子膨胀阀接收励磁脉冲信号后，驱动步进电机正反转对管路开度进行调节，调整加热装置的制冷剂流量。