[发明专利]直热式空气能热水器PID恒温调节控制系统

说明书

技术领域

本发明属于热水器调节控制设备技术领域，涉及一种热水器恒温调节控制系统，具体涉及一种直热式空气能热水器PID恒温调节控制系统。

背景技术

近几年在中国，空气能热水器产业发展较为迅速，伴随着2010年“低碳经济”的持续走热，空气能行业迎来了一个新的发展契机。就整体情况而言，机遇与挑战并存，随着空气能行业的广告战、价格战、技术战逐步升级，狠抓科技创新、掌握核心技术、走专业路线已经成为空气能企业的发展方向。

随着全球气候变暖状况的不断加速，节能减排形势日趋严峻。国内热水器市场竞争激烈，其中电热水器和燃气热水器已稳稳占据了热水器市场，在这种情景下，空气能热水器要想“三分天下”还有一段很长的路要走。据统计，目前空气能热水器在市场上的占有率不足百分之五，市场的认知度严重不足，而空气能的贵族价格也让部分用户望而却步；与此同时，空气能热水器也凭借其良好的安全性和舒适性深受一些白领人士的倾赖。总之，空气能热水器的潜力不容小觑。在金融危机的环境下，2009年空气能市场却出现了逆市成长的情况，同比增长50%，达到了15亿的规模。

目前国内外相关企业以及研究人员对直热式空气能热水器均有研究：

上海交通大学的陈振豪选用ATMEL公司生产的MCS-51系列单片机AT89S52作为主控制器，信号放大和A／D转换模块选择的是TI公司生产的结合两者功能的8位逐次逼近模数转换芯片TLC0838，其时钟模块选用Philips公司推出的I2C总线接口的低功耗CMOS实时时钟日历芯片PCF8563；段位式LCD的驱动器选用性价比很高的HT1621驱动芯片，HT1621是128像素(32×4段)，内置显存的多功能LCD驱动器，它的软件结构特性非常适用于包括LCD模式和显示系统的多种LCD应用，而只有4个或5个接口与主控单片机连接，整个电路简洁实用。

浙江工业大学任雅祥将高性能单片机ADlxC812与TG2401286V2型液晶显示屏有机结合，设计出热泵供热机组控制器的软硬件系统。温度值A／D转换利用该单片机的主12位A／D转换通道完成，以便直接对PT100传感器两端的电压差进行采样，简化了控制器的硬件电路；利用74LS573芯片有效扩展了系统端口数量，以满足12路开关量输出、IO路开关量输入及8键键盘输入的需要。该系统属单机结构，各种功能选择和确定以及工作状况数据都是由液晶显示屏显示，根据不同的显示界面可将系统的所有功能分成若干个工作模块，结构清晰。

浙江工业职业技术学院的祝良荣以87LPC767和87LPC762芯片为核心，设计出了热泵热水器控制器，该控制器采用双单片机主从结构，其中主单片机系统负责热泵热水器的数据采集与热泵运行控制，从单片机通过人机接口系统设置热泵热水器运行参数，并实时显示热泵热水器运行状态；主从单片机之间通过串口通信进行数据交换，这种主从结构将采集控制任务和人机界面任务分开，能更高效的调度和响应系统实时事件，提高安全性能；温度检测采用502AT型热敏电阻传感器，随温度改变，502AT型热敏电阻阻值变化较大，其输出信号可直接送入87LPC767的ADC管脚。

随着社会经济的发展，人们对冲凉洗澡的要求越来越高，燃气热水器、电热水器、太阳能热水器等满足不了人们对舒适节能安全的需要。空气能热水器具有高效节能的特点，其节能效果是电热水器的4倍，是燃气热水器的3倍，是太阳能热水器的约2倍。空气能热水器最大特点是水电分离、无辅助电加热，完全杜绝隐患。然而在寒冷地区及要求高温出水的情况下，空气能热水器吸收空气中能量效率很低，因此进行快速调节恒温出水非常困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直热式空气能热水器PID恒温调节控制系统，该系统不仅能在规定时间内达到用户设定温度并恒定出水，还能实时检测电机的运行状态与温度传感器的工作情况，为热水器提供准确的预、报警信息，确保热水器在可控的情况下安全运行。

本发明所采用的技术方案是，直热式空气能热水器PID恒温调节控制系统，包括有控制主机、显示从机和阀门控制执行装置，控制主机与显示从机之间采用RS485串行通信接口连接，阀门控制执行装置包括有通过导线依次连接的功率驱动系统、步进电机及阀门位置检测板，控制主机通过导线与阀门控制执行装置内的功率驱动系统连接，控制主机还通过I²C总线与数据存储单元连接。

本发明的特点还在于，