本發(fā)明涉及一種分體低溫變頻三聯(lián)供熱泵系統(tǒng)及其控制器，主要針對(duì)北方等低溫地區(qū)對(duì)空調(diào)、地暖、熱水的需求。

背景技術(shù)：

熱泵技術(shù)常運(yùn)用于生活熱水、熱泵熱水器等領(lǐng)域，市場(chǎng)常見的熱泵，功能相對(duì)單一，目前行業(yè)中熱泵的運(yùn)用，一般是太陽能與電加熱組合，或是電加熱與空氣能的組合，都用到電能，成本較高，大大降低了運(yùn)行費(fèi)用。如果不使用電能，只是單純的太陽能加熱器，加熱效果又不理想，滿足不了用戶的需求。

北方的環(huán)境由于冬季溫度較低，一般的熱泵系統(tǒng)耗能較大，在低溫環(huán)境下制熱和制熱水的性能不佳，而且北方室內(nèi)都要安裝地暖，對(duì)熱泵系統(tǒng)的能耗更大。

另外，由于北方氣溫低，熱泵機(jī)組如果安裝在室外容易凍裂，因此一般都安裝在室內(nèi)。但是安裝在室內(nèi)，有些機(jī)組噪音又很大，影響用戶的正常生活。

熱泵系統(tǒng)一般具有地暖功能、制熱水功能、制熱功能、制冷功能，但是控制系統(tǒng)一般比較簡單，容易產(chǎn)生故障，影響熱泵系統(tǒng)的使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，而提供一種設(shè)計(jì)合理，分體安裝、噪音小、能耗低、控制效果好的分體低溫變頻三聯(lián)供熱泵系統(tǒng)及其控制器。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種分體低溫變頻三聯(lián)供熱泵系統(tǒng)，其特征在于：它包括安裝在室外的外機(jī)和安裝在室內(nèi)的板式換熱器、風(fēng)機(jī)盤管、地暖、水箱；所述的板式換熱器設(shè)置有管程流道和殼程流道；所述的外機(jī)包括壓縮機(jī)、四通閥、翅片換熱器、儲(chǔ)液器，四通閥設(shè)置有D接口、C接口、S接口和E接口，壓縮機(jī)的出口與D接口連接，進(jìn)口與S接口連接；翅片換熱器的兩端分別與C接口和儲(chǔ)液器連接，儲(chǔ)液器的進(jìn)液口和出液口與翅片換熱器連接的管路上均設(shè)置有單向閥；板式換熱器中管程流道的兩端分別與E接口和儲(chǔ)液器連接，儲(chǔ)液器的進(jìn)液口和出液口與板式換熱器連接的管路上均設(shè)置有單向閥。

冷媒在外機(jī)和板式換熱器的管程流道中循環(huán)流動(dòng)，在板式換熱器中將熱量傳遞給殼程流道中的水；單向閥用于控制冷媒的流向。

板式換熱器中殼程流道的兩端與風(fēng)機(jī)盤管連接形成水循環(huán)回路，殼程流道出水口與風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)水口連接的管路上設(shè)置有空調(diào)二通閥；板式換熱器中殼程流道的兩端與地暖連接形成水循環(huán)回路，殼程流道出水口與地暖進(jìn)水口連接的管路上設(shè)置有地暖二通閥；板式換熱器中殼程流道的兩端與水箱連接形成水循環(huán)回路，水箱的回水管路與地暖的回水管路匯合連通后與殼程流道的進(jìn)水口連接，兩條回水管路的匯合處設(shè)置有電動(dòng)三通閥，兩條回水管路匯合后的回水管路上設(shè)置有水泵。

通過控制二通閥、三通閥、四通閥，可以進(jìn)行制熱水、空調(diào)制熱制冷、地暖、除霜等操作。

本發(fā)明所述儲(chǔ)液器的出液口上設(shè)置有電子膨脹閥，用于降壓。

本發(fā)明所述的水箱內(nèi)設(shè)置有熱水盤管，熱水盤管的兩端接入水箱的水循環(huán)回路。水循環(huán)回路中的熱水流經(jīng)熱水盤管，與水箱中的水發(fā)生熱交換，提供生活熱水。

本發(fā)明所述的地暖上設(shè)置有多條水暖回路，每條水暖回路均并聯(lián)接入地暖的水循環(huán)回路，每條水暖回路上均設(shè)置有電磁閥。水循環(huán)回路中的熱水流經(jīng)水暖回路，與地暖設(shè)備發(fā)生熱交換，提供熱量。

本發(fā)明還提供了一種用于三聯(lián)供熱泵系統(tǒng)的控制器，其特征在于：它包括硬件模塊和軟件模塊。

硬件模塊包括核心處理器、電源供電電路、撥碼開關(guān)電路、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸入電平轉(zhuǎn)換電路、水位檢測(cè)電路、三相電檢測(cè)電路、繼電器輸出電路、繼電器輸出電平轉(zhuǎn)換電路、電子膨脹閥輸出電路、RS485通訊電路、應(yīng)急按鍵電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路和溫度測(cè)量電路。

所述的核心處理器采用嵌入式8位微電腦芯片。

所述的電源供電電路通過變壓器降壓、整流、穩(wěn)壓，DC12V供繼電器工作，DC5V供系統(tǒng)電壓。

所述的撥碼開關(guān)電路根據(jù)撥碼開關(guān)來自動(dòng)識(shí)別機(jī)型及聯(lián)機(jī)模塊地址。

所述的開關(guān)量輸入電路包括高壓開關(guān)、低壓開關(guān)、水流開關(guān)、水壓開關(guān)、聯(lián)動(dòng)開關(guān)；每個(gè)開關(guān)量接一個(gè)上拉電阻再經(jīng)限流電流接入開關(guān)量輸入電平轉(zhuǎn)換電路U3，U4（74HC165）；再由單片機(jī)處理器讀取開關(guān)量狀態(tài)。

所述的水位檢測(cè)電路是對(duì)水箱內(nèi)的水位進(jìn)行檢測(cè)，包括高水位、中水位、低水位、缺水檢測(cè)。

所述的三相電檢測(cè)電路包括缺相、反相的故障檢測(cè)。

所述的繼電器輸出電路包括2路大功率20A繼電器信號(hào)輸出、10路小功率5A繼電器信號(hào)輸出，以及1路預(yù)留，用作故障報(bào)警輸出或其它功能。

所述的電子膨脹閥輸出電路包括2路電子膨脹閥輸出，一路為主電子膨脹閥輸出，另一路為輔路電子膨脹閥輸出。

所述的RS485通訊電路包括2路RS485通訊接口，1路是用于顯示面板聯(lián)接和聯(lián)機(jī)通訊控制，另1路則是預(yù)留擴(kuò)展口。

所述的應(yīng)急按鍵電路主要在顯示面板壞掉的情況下用于應(yīng)急啟停開關(guān)用。另外，上電前按住應(yīng)急按鍵可進(jìn)入控制器硬件檢測(cè)調(diào)試功能。

所述的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路主要用于控制器的時(shí)間顯示以及定時(shí)開停機(jī)。

所述的溫度測(cè)量電路包括10路溫度測(cè)量，分別測(cè)量水箱溫度、進(jìn)水溫度、出水溫度、盤管溫度、回氣溫度、排氣溫度、環(huán)境溫度、回水溫度、板換溫度、板后溫度。

本發(fā)明所述的軟件模塊用于控制熱水、制冷、制熱、地暖的運(yùn)行。

本發(fā)明所述的核心處理器采用8位單片機(jī)SM59R16A5，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器64K，RAM 2K+256字節(jié)，兩個(gè)全雙工通信的串行接口UART0&UART1，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，8路10位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換輸入，內(nèi)置EEPROM，44GPIO管腳，PQFP44封裝。

本發(fā)明所述的開關(guān)量輸入電平轉(zhuǎn)換電路采用74HC165 并入串出芯片，將開關(guān)量輸入信號(hào)經(jīng)開關(guān)量輸入電平轉(zhuǎn)換，再輸入單片機(jī)處理器中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。該電路節(jié)省單片機(jī)管腳的硬件資源。

本發(fā)明所述的撥碼開關(guān)電路中，撥碼開關(guān)接上拉電阻后連接到開關(guān)量輸入電平轉(zhuǎn)換電路的74HC165芯片的管腳上，單片機(jī)處理器再經(jīng)過開關(guān)量輸入電平轉(zhuǎn)換電路讀取撥碼開關(guān)的狀態(tài)；主要用于常規(guī)機(jī)/低溫機(jī)的機(jī)型選擇，模塊聯(lián)機(jī)時(shí)的地址碼設(shè)定。

本發(fā)明所述的電子膨脹閥輸出電路的驅(qū)動(dòng)芯片采用ULN2003，將單片機(jī)控制電子膨閥開度的電平信號(hào)輸出給驅(qū)動(dòng)芯片，再輸出給電子膨脹閥。

本發(fā)明所述的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路采用FS1002或DS1302的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。精度高，功耗小等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明所述的軟件模塊還包括自動(dòng)化霜功能，溫度測(cè)量、查詢、設(shè)置功能，時(shí)鐘設(shè)置及控制數(shù)據(jù)處理功能，保護(hù)功能數(shù)據(jù)判斷及處理功能，控制模式切換及數(shù)據(jù)處理功能，用戶參數(shù)設(shè)置功能，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置功能，主板應(yīng)急啟動(dòng)按鍵功能，面板線控制器數(shù)據(jù)處理功能，開關(guān)量檢測(cè)功能，繼電器輸出功能，電子膨閥輸出功能，RS485通訊數(shù)據(jù)處理功能。

軟件模塊能實(shí)現(xiàn)以下功能：

1. 熱水、制冷、制熱、地暖、制冷+熱水、制熱+熱水，地暖+熱水、制熱+地暖運(yùn)行；

2. 可顯示水箱溫度及設(shè)置溫度、制冷與制熱溫度及設(shè)置溫度，具有查詢功能(可查詢盤管溫度,環(huán)境溫度、排氣溫度等)；

3. 各種參數(shù)設(shè)定及修正,掉電自動(dòng)記憶各種參數(shù)，上電后可自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行；

4. 掉電后時(shí)鐘仍然運(yùn)行，省掉每次停電重新調(diào)整的煩惱；

5. 錯(cuò)峰用電功能，在24小時(shí)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)兩段定時(shí)開關(guān)機(jī)；

6.具有完善的保護(hù)功能(曲軸加熱、防凍功能、三相電缺相、逆相保護(hù)、板換防凍等保護(hù)功能)；

7.故障代碼顯示查詢(可查詢壓機(jī)不啟動(dòng)或壓機(jī)卸載的故障原因)及鍵盤自動(dòng)鎖功能 ；

8.在沒有面板（或面板損壞）的情況下，系統(tǒng)按最后一次參數(shù)設(shè)置運(yùn)行；

9.主控板上帶有緊急按鈕，在沒有面板（或面板損壞）的情況下開/關(guān)系統(tǒng)；

10.聯(lián)動(dòng)功能；聯(lián)機(jī)能級(jí)調(diào)功能；

11.回水功能開關(guān)3時(shí)段定時(shí)；手動(dòng)電加熱功能。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯效果：

（1）外機(jī)包含了噪音大的部件，置于室外，水路管路置于室內(nèi)，防止凍裂，采用雙向節(jié)流設(shè)計(jì)，制冷劑減少低壓損失，防止制熱量損失，提高除霜效率；

（2）本系統(tǒng)主要針對(duì)北方空調(diào)+熱水需求而開發(fā)，應(yīng)用低溫變頻技術(shù)使用在低溫環(huán)境下制熱和制熱水有更好的性能表現(xiàn)，最高可提高30%制熱能力；制冷時(shí)能效可提高25%，避免機(jī)組重復(fù)啟動(dòng)，造成對(duì)電網(wǎng)的沖擊；

（3）本系統(tǒng)采用多功能設(shè)計(jì)，可制冷、制熱、地暖、以及生活熱水，通過在系統(tǒng)中配置二通閥和三通閥控制實(shí)現(xiàn)；實(shí)現(xiàn)每種功能時(shí)，通過四通閥控制冷媒走向，同時(shí)也可以控制兩種或多種功能同時(shí)實(shí)現(xiàn)，以達(dá)到各個(gè)季節(jié)使用的目的；

（4）該機(jī)組針對(duì)北方環(huán)境溫度低而設(shè)計(jì)，溫度在-30℃可正常高效制熱，且機(jī)組同時(shí)具有制冷、制熱、制熱水功能，大大減少空調(diào)和熱水機(jī)組的投資成本。冬天采暖有時(shí)會(huì)同時(shí)使用地暖等其他末端設(shè)備；

（5）熱泵系統(tǒng)根據(jù)分體的要求，全新開發(fā)電控，滿足其各種功能與保護(hù)的需求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中外機(jī)和板式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明制熱水、除霜的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明制熱水、空調(diào)制熱、地暖時(shí)冷媒的流向圖。

圖5為本發(fā)明空調(diào)制熱、制冷的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明地暖的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明空調(diào)制冷、除霜暖時(shí)冷媒的流向圖。

圖8本發(fā)明空調(diào)制熱、地暖同時(shí)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)框圖。

圖10為本發(fā)明制硬件電路原理圖。

圖11為圖10中繼電器輸出電路的放大電路圖。

圖12為圖10中電子膨脹閥輸出電路的放大電路圖。

圖13為圖10中RS485通訊電路的放大電路圖。

圖14為圖10中開關(guān)量輸入電路的放大電路圖。

圖15為圖10中水位檢測(cè)電路的放大電路圖。

圖16為圖10中三相電檢測(cè)電路的放大電路圖。

圖17為圖10中撥碼開關(guān)電路的放大電路圖。

圖18為圖10中核心處理器的放大電路圖。

圖19為圖10中電源供電電路的放大電路圖。

圖20為圖10中繼電器輸出電平轉(zhuǎn)換電路的放大電路圖。

圖21為圖10中開關(guān)量輸入電平轉(zhuǎn)換電路的放大電路圖。

圖22為圖10中應(yīng)急按鍵電路的放大電路圖。

圖23為圖10中實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的放大電路圖。

圖24為圖10中溫度測(cè)量電路的放大電路圖。

圖25為本發(fā)明的軟件結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例：

參見圖1～圖2，本實(shí)施例包括安裝在室外的外機(jī)100和安裝在室內(nèi)的板式換熱器1、風(fēng)機(jī)盤管2、地暖3、水箱4；所述的板式換熱器1設(shè)置有管程流道11和殼程流道12；所述的外機(jī)100包括壓縮機(jī)5、四通閥6、翅片換熱器7、儲(chǔ)液器8，四通閥6設(shè)置有D接口、C接口、S接口和E接口，壓縮機(jī)5的出口與D接口連接，進(jìn)口與S接口連接；翅片換熱器7的兩端分別與C接口和儲(chǔ)液器8連接，儲(chǔ)液器8的進(jìn)液口81和出液口82與翅片換熱器7連接的管路上均設(shè)置有單向閥10；板式換熱器1中管程流道11的兩端分別與E接口和儲(chǔ)液器8連接，儲(chǔ)液器8的進(jìn)液口81和出液口82與板式換熱器1連接的管路上均設(shè)置有單向閥10。

冷媒在外機(jī)100和板式換熱器1的管程流道11中循環(huán)流動(dòng)，在板式換熱器1中將熱量傳遞給殼程流道12中的水；單向閥10用于控制冷媒的流向。

板式換熱器1中殼程流道12的兩端與風(fēng)機(jī)盤管2連接形成水循環(huán)回路，殼程流道12出水口與風(fēng)機(jī)盤管2進(jìn)水口連接的管路上設(shè)置有空調(diào)二通閥21；板式換熱器1中殼程流道12的兩端與地暖3連接形成水循環(huán)回路，殼程流道12出水口與地暖3進(jìn)水口連接的管路上設(shè)置有地暖二通閥31；板式換熱器1中殼程流道12的兩端與水箱4連接形成水循環(huán)回路，水箱4的回水管路與地暖3的回水管路匯合連通后與殼程流道12的進(jìn)水口連接，兩條回水管路的匯合處設(shè)置有電動(dòng)三通閥15，兩條回水管路匯合后的回水管路上設(shè)置有水泵16。

通過控制二通閥、三通閥15、四通閥6，可以進(jìn)行制熱水、空調(diào)制熱制冷、地暖、除霜等操作。

本實(shí)施例中，儲(chǔ)液器8的出液口82上設(shè)置有電子膨脹閥17，用于降壓。

本實(shí)施例中，水箱4內(nèi)設(shè)置有熱水盤管41，熱水盤管41的兩端接入水箱4的水循環(huán)回路。水循環(huán)回路中的熱水流經(jīng)熱水盤管41，與水箱4中的水發(fā)生熱交換，提供生活熱水。

本實(shí)施例中，地暖3上設(shè)置有多條水暖回路32，每條水暖回路32均并聯(lián)接入地暖3的水循環(huán)回路，每條水暖回路32上均設(shè)置有電磁閥33。水循環(huán)回路中的熱水流經(jīng)水暖回路32，與地暖3設(shè)備發(fā)生熱交換，提供熱量。電磁閥33用于控制各條水暖回路32的使用與否。

參見圖3～圖4，需要制熱水時(shí)，四通閥6上電，D接口與E接口連通，C接口與S接口連通，三通閥15閉合，空調(diào)二通閥21閉合，地暖二通閥31閉合。

制熱水的工作原理為：

（1）壓縮機(jī)5的輸入端吸入低溫低壓的氣態(tài)冷媒，壓縮成高溫高壓的氣體排出，通過D接口和E接口進(jìn)入板式換熱器1的管程流道11；

（2）高溫高壓的氣體在板式換熱器1內(nèi)進(jìn)行熱交換，高溫高壓的氣體在常溫下被冷卻、冷凝為液態(tài)，形成低溫高壓液態(tài)冷媒；同時(shí)，高溫高壓的氣體放出熱量用來加熱殼程流道12中的水，使水升溫變成熱水；

（3）從板式換熱器1中流出的冷媒通過單向閥10經(jīng)過儲(chǔ)液器8，流出的冷媒通過電子膨脹閥17，壓力下降，回到比外界低的溫度，形成低溫低壓液態(tài)冷媒，具有吸熱蒸發(fā)的能力；

（4）低溫低壓的液態(tài)冷媒進(jìn)入翅片換熱器7，冷媒吸收空氣中的熱量后自身蒸發(fā)，變成低溫低壓氣體；

（5）低溫低壓氣體通過C接口和S接口后，回到壓縮機(jī)5再次進(jìn)行壓縮；

冷媒如此往復(fù)循環(huán)，不斷地從空氣中吸熱，在壓縮機(jī)5中壓縮，在板式換熱器1中放熱，制取熱水。

殼程流道12中的熱水通過水箱4的水循環(huán)回路進(jìn)入熱水盤管41，與水箱4中的冷水進(jìn)行熱交換，水箱4中的冷水升溫變成熱水供生活使用；水箱4的水循環(huán)回路中的熱水散熱變成冷水后流回殼程流道12重新加熱，以此循環(huán)。

圖3中箭頭方向?yàn)樗牧飨?，圖4中箭頭方向?yàn)槔涿降牧飨颉?/p>

參見圖4～圖5，需要空調(diào)制熱時(shí)，四通閥6上電，D接口與E接口連通，C接口與S接口連通，三通閥15常開，空調(diào)二通閥21常開，地暖二通閥31閉合。

空調(diào)制熱的工作原理為：

（1）壓縮機(jī)5的輸入端吸入低溫低壓的氣態(tài)冷媒，壓縮成高溫高壓的氣體排出，通過D接口和E接口進(jìn)入板式換熱器1的管程流道11；

（2）高溫高壓的氣體在板式換熱器1內(nèi)進(jìn)行熱交換，高溫高壓的氣體在常溫下被冷卻、冷凝為液態(tài)，形成低溫高壓液態(tài)冷媒；同時(shí)，高溫高壓的氣體放出熱量用來加熱殼程流道12中的水，使水升溫變成熱水；

（3）從板式換熱器1中流出的冷媒通過單向閥10經(jīng)過儲(chǔ)液器8，流出的冷媒通過電子膨脹閥17，壓力下降，回到比外界低的溫度，形成低溫低壓液態(tài)冷媒，具有吸熱蒸發(fā)的能力；

（4）低溫低壓的液態(tài)冷媒進(jìn)入翅片換熱器7，冷媒吸收空氣中的熱量后自身蒸發(fā)，變成低溫低壓氣體；

（5）低溫低壓氣體通過C接口和S接口后，回到壓縮機(jī)5再次進(jìn)行壓縮；

冷媒如此往復(fù)循環(huán)，不斷地從空氣中吸熱，在壓縮機(jī)5中壓縮，在板式換熱器1中放熱，制取熱水。

殼程流道12中的熱水通過空調(diào)的水循環(huán)回路進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤管2，在風(fēng)機(jī)盤管2中進(jìn)行熱交換，風(fēng)機(jī)盤管2吹出熱風(fēng)供空調(diào)制熱使用；空調(diào)的水循環(huán)回路中的熱水散熱變成冷水后流回殼程流道12重新加熱，以此循環(huán)。

圖5中箭頭方向?yàn)樗牧飨?，圖4中箭頭方向?yàn)槔涿降牧飨颉?/p>

參見圖4、圖6，需要地暖3時(shí)，四通閥6上電，D接口與E接口連通，C接口與S接口連通，三通閥15常開，空調(diào)二通閥21閉合，地暖二通閥31常開。

地暖3的工作原理為：

（1）壓縮機(jī)5的輸入端吸入低溫低壓的氣態(tài)冷媒，壓縮成高溫高壓的氣體排出，通過D接口和E接口進(jìn)入板式換熱器1的管程流道11；

（2）高溫高壓的氣體在板式換熱器1內(nèi)進(jìn)行熱交換，高溫高壓的氣體在常溫下被冷卻、冷凝為液態(tài)，形成低溫高壓液態(tài)冷媒；同時(shí)，高溫高壓的氣體放出熱量用來加熱殼程流道12中的水，使水升溫變成熱水；

（3）從板式換熱器1中流出的冷媒通過單向閥10經(jīng)過儲(chǔ)液器8，流出的冷媒通過電子膨脹閥17，壓力下降，回到比外界低的溫度，形成低溫低壓液態(tài)冷媒，具有吸熱蒸發(fā)的能力；

（4）低溫低壓的液態(tài)冷媒進(jìn)入翅片換熱器7，冷媒吸收空氣中的熱量后自身蒸發(fā)，變成低溫低壓氣體；

（5）低溫低壓氣體通過C接口和S接口后，回到壓縮機(jī)5再次進(jìn)行壓縮；

冷媒如此往復(fù)循環(huán)，不斷地從空氣中吸熱，在壓縮機(jī)5中壓縮，在板式換熱器1中放熱，制取熱水。

殼程流道12中的熱水通過地暖3的水循環(huán)回路進(jìn)入水暖回路32，在水暖回路32中進(jìn)行熱交換，地暖3設(shè)備吸收水中的熱量進(jìn)行地暖3供熱；水暖回路32中的熱水散熱變成冷水后流回殼程流道12重新加熱，以此循環(huán)。

圖6中箭頭方向?yàn)樗牧飨?，圖4中箭頭方向?yàn)槔涿降牧飨颉?/p>

參見圖5、圖7，需要空調(diào)制冷時(shí)，四通閥6不上電，D接口與C接口連通，E接口與S接口連通，三通閥15常開，空調(diào)二通閥21常開，地暖二通閥31閉合。

空調(diào)制冷的工作原理為：

（1）壓縮機(jī)5的輸入端吸入低溫低壓的氣態(tài)冷媒，壓縮成高溫高壓的氣體排出，通過D接口和C接口進(jìn)入翅片換熱器7；

（2）高溫高壓的氣體在翅片側(cè)換熱器內(nèi)進(jìn)行散熱，形成低溫高壓液態(tài)冷媒排出；

（3）從翅片換熱器7中流出的冷媒通過單向閥10經(jīng)過儲(chǔ)液器8，流出的冷媒通過電子膨脹閥17，壓力下降，回到比外界低的溫度，形成低溫低壓液態(tài)冷媒；

（4）低溫低壓的液態(tài)冷媒通過單向閥10進(jìn)入板式換熱器1的管程流道11進(jìn)行熱交換，冷媒吸收殼程流道12中水的熱量后自身蒸發(fā)，變成低溫低壓氣體；殼程流道12中的水散熱變成低溫的冷水；

（5）低溫低壓的冷媒氣體從板式換熱器1出來后，通過E接口和S接口后，回到壓縮機(jī)5再次進(jìn)行壓縮；

冷媒如此往復(fù)循環(huán)，在壓縮機(jī)5中壓縮，在空氣中放熱，在板式換熱器1中吸熱，制取低溫的冷水。

殼程流道12中的冷水通過空調(diào)的水循環(huán)回路進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤管2，在風(fēng)機(jī)盤管2中進(jìn)行熱交換，冷水吸收空氣中的熱量后溫度升高；同時(shí)空氣被吸熱后降溫，進(jìn)行空調(diào)制冷；空調(diào)的水循環(huán)回路中的冷水吸熱溫度升高后流回殼程流道12重新降溫成冷水，以此循環(huán)。

圖5中箭頭方向?yàn)樗牧飨?，圖7中箭頭方向?yàn)槔涿降牧飨颉?/p>

參見圖4、圖8，需要同時(shí)進(jìn)行空調(diào)制熱和地暖3時(shí)，四通閥6上電，D接口與E接口連通，C接口與S接口連通，三通閥15常開，空調(diào)二通閥21常開，地暖二通閥31常開。

地暖3和空調(diào)制熱同時(shí)進(jìn)行的工作原理為：

（1）壓縮機(jī)5的輸入端吸入低溫低壓的氣態(tài)冷媒，壓縮成高溫高壓的氣體排出，通過D接口和E接口進(jìn)入板式換熱器1的管程流道11；

（2）高溫高壓的氣體在板式換熱器1內(nèi)進(jìn)行熱交換，高溫高壓的氣體在常溫下被冷卻、冷凝為液態(tài)，形成低溫高壓液態(tài)冷媒；同時(shí)，高溫高壓的氣體放出熱量用來加熱殼程流道12中的水，使水升溫變成熱水；

（3）從板式換熱器1中流出的冷媒通過單向閥10經(jīng)過儲(chǔ)液器8，流出的冷媒通過電子膨脹閥17，壓力下降，回到比外界低的溫度，形成低溫低壓液態(tài)冷媒，具有吸熱蒸發(fā)的能力；

（4）低溫低壓的液態(tài)冷媒進(jìn)入翅片換熱器7，冷媒吸收空氣中的熱量后自身蒸發(fā)，變成低溫低壓氣體；

（5）低溫低壓氣體通過C接口和S接口后，回到壓縮機(jī)5再次進(jìn)行壓縮；

冷媒如此往復(fù)循環(huán)，不斷地從空氣中吸熱，在壓縮機(jī)5中壓縮，在板式換熱器1中放熱，制取熱水。

殼程流道12中的熱水同時(shí)進(jìn)入地暖3的水循環(huán)回路和空調(diào)的水循環(huán)回路。

地暖3的水循環(huán)回路中，熱水進(jìn)入水暖回路32，在水暖回路32中進(jìn)行熱交換，地暖3設(shè)備吸收水中的熱量進(jìn)行地暖3供熱；水暖回路32中的熱水散熱變成冷水后流回殼程流道12重新加熱，以此循環(huán)。

空調(diào)的水循環(huán)回路中，熱水進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤管2，在風(fēng)機(jī)盤管2中進(jìn)行熱交換，風(fēng)機(jī)盤管2吹出熱風(fēng)供空調(diào)制熱使用；空調(diào)的水循環(huán)回路中的熱水散熱變成冷水后流回殼程流道12重新加熱，以此循環(huán)。

圖8中箭頭方向?yàn)樗牧飨?，圖4中箭頭方向?yàn)槔涿降牧飨颉?/p>

參見圖3、圖7，需要除霜時(shí)，四通閥6不上電，D接口與C接口連通，E接口與S接口連通，三通閥15閉合，空調(diào)二通閥21閉合，地暖二通閥31閉合。

除霜的工作原理為：，

（1）壓縮機(jī)5的輸入端吸入低溫低壓的氣態(tài)冷媒，壓縮成高溫高壓的氣體排出，通過D接口和C接口進(jìn)入翅片換熱器7；

（2）高溫高壓的氣體在翅片側(cè)換熱器內(nèi)進(jìn)行散熱，形成低溫高壓液態(tài)冷媒排出；翅片換熱器7內(nèi)則吸熱進(jìn)行除霜；

（3）從翅片換熱器7中流出的冷媒通過單向閥10經(jīng)過儲(chǔ)液器8，流出的冷媒通過電子膨脹閥17，壓力下降，回到比外界低的溫度，形成低溫低壓液態(tài)冷媒；

（4）低溫低壓的液態(tài)冷媒通過單向閥10進(jìn)入板式換熱器1的管程流道11進(jìn)行熱交換，冷媒吸收殼程流道12中水的熱量后自身蒸發(fā)，變成低溫低壓氣體；殼程流道12中的水散熱變成低溫的冷水；

（5）低溫低壓的冷媒氣體從板式換熱器1出來后，通過E接口和S接口后，回到壓縮機(jī)5再次進(jìn)行壓縮；

冷媒如此往復(fù)循環(huán)，在壓縮機(jī)5中壓縮，在空氣中放熱，對(duì)翅片換熱器7進(jìn)行除霜，在板式換熱器1中吸熱，制取低溫的冷水。

殼程流道12中的冷水通過水箱4的水循環(huán)回路進(jìn)入熱水盤管41，與水箱4中的熱水進(jìn)行熱交換，水箱4中的熱水降溫變成冷水；水箱4的水循環(huán)回路中的冷水吸熱變成熱水后流回殼程流道12重新制冷，以此循環(huán)。

由于除霜過程需要水箱4中有熱水，因此除霜過程一般是在水箱4中有多余熱水的情況下進(jìn)行。除霜無需經(jīng)常進(jìn)行，偶爾在水箱4中有多余熱水的情況下短時(shí)間內(nèi)除霜即可。既方便又不消耗能源，對(duì)多余的熱水更好的利用。

圖3中箭頭方向?yàn)樗牧飨?，圖7中箭頭方向?yàn)槔涿降牧飨颉?/p>

參見圖9～圖25，本實(shí)施例中，用于三聯(lián)供熱泵系統(tǒng)的控制器包括硬件模塊和軟件模塊。

硬件模塊包括核心處理器、電源供電電路、撥碼開關(guān)電路、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸入電平轉(zhuǎn)換電路、水位檢測(cè)電路、三相電檢測(cè)電路、繼電器輸出電路、繼電器輸出電平轉(zhuǎn)換電路、電子膨脹閥輸出電路、RS485通訊電路、應(yīng)急按鍵電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路和溫度測(cè)量電路。

所述的核心處理器采用8位單片機(jī)SM59R16A5，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器64K，RAM 2K+256字節(jié)，兩個(gè)全雙工通信的串行接口UART0&UART1，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，8路10位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換輸入（ADC），內(nèi)置EEPROM，44GPIO管腳，PQFP44封裝等。

所述的電源供電電路由變壓器AC220輸入，次級(jí)1：10V/0.6A，次級(jí)2：12V/0.1A輸出。次級(jí)1 電源經(jīng)整流二極管整流，電解電容濾波后產(chǎn)生VCC (12V左右)的直流電壓，供電給驅(qū)動(dòng)繼電器的線圈電壓同時(shí)供電給2路電子膨脹閥；VCC電壓經(jīng)U1 7805穩(wěn)壓管降壓電容濾波后產(chǎn)生5V直流電壓給整個(gè)系統(tǒng)的供電；次級(jí)2 Vac接水位檢測(cè)供電電源。

所述的開關(guān)量輸入電路中，開關(guān)量輸入主要有聯(lián)動(dòng)開關(guān)、水壓開關(guān)、水流開關(guān)、高壓開關(guān)、低壓開關(guān)；每個(gè)開關(guān)量接一個(gè)上拉電阻再經(jīng)限流電流接入開關(guān)量輸入電平轉(zhuǎn)換電路U3，U4（74HC165）；再由單片機(jī)處理器讀取開關(guān)量狀態(tài)。

所述的開關(guān)量輸入電平轉(zhuǎn)換電路中，U3、U4 采用74HC165 并入串出芯片，將開關(guān)量輸入信號(hào)經(jīng)U3，U4電平轉(zhuǎn)換，再輸入單片機(jī)處理器中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；該電路節(jié)省單片機(jī)管腳的硬件資源。

所述的撥碼開關(guān)電路中，撥碼開關(guān)接上拉電阻后連接到開關(guān)量輸入電平轉(zhuǎn)換電路的U3（74HC165）芯片的管腳上，單片機(jī)處理器再經(jīng)過開關(guān)量輸入電平轉(zhuǎn)換電路讀取撥碼開關(guān)的狀態(tài)；主要用于常規(guī)機(jī)/低溫機(jī)的機(jī)型選擇，模塊聯(lián)機(jī)時(shí)的地址碼設(shè)定。

所述的水位檢測(cè)電路中，水位檢測(cè)需要提供一個(gè)交流檢測(cè)電壓，即次級(jí)2 12V/0.1A的交流電壓，一端接Vac，另一端接地（公共端）；當(dāng)水箱有水情況下，探頭在檢測(cè)電壓先經(jīng)過水箱中的水（導(dǎo)電）再流到2K限流電阻，光耦輸入側(cè)正向?qū)?，光耦輸出?cè)輸出低電平，再經(jīng)22uF電容慮波后接入開關(guān)量輸入電平轉(zhuǎn)換電路；當(dāng)水箱沒有水情況下，檢測(cè)探頭沒有碰到水，檢測(cè)電壓不能經(jīng)過水（導(dǎo)電）再流入2K限流電阻形成回路，光耦輸入側(cè)截止，所以光耦輸出側(cè)在49.9K的上拉電阻下輸出高電平，再經(jīng)22uF電容慮波后接入開關(guān)量輸入電平轉(zhuǎn)換電路；水位檢測(cè)電路中4148二極管主要起旁路作用，因?yàn)樗粰z測(cè)供電只需要半個(gè)周期即可，另外半個(gè)周期不需要；水位檢測(cè)分高、中、低水位三檔，低水位時(shí)低水探頭有信號(hào)，中水位時(shí)低水位、中水位探頭同時(shí)有信號(hào)，高水位時(shí)低水位、中水位、高水位探頭同時(shí)有信號(hào)。

所述的三相電檢測(cè)電路中，三相電檢測(cè)與水位檢測(cè)原理相似，當(dāng)三相電壓供電壓正常時(shí)，三相電壓接入經(jīng)120K限流電阻，光耦輸入側(cè)正向?qū)?，光耦輸出?cè)輸出低電平，信號(hào)直接輸入單片機(jī)檢測(cè)引腳；當(dāng)三相電壓供電壓缺相時(shí)，沒有電流入120K限流電阻形成回路，光耦輸入側(cè)截止，所以光耦輸出側(cè)在5.6K的上拉電阻下輸出高電平，信號(hào)直接輸入單片機(jī)檢測(cè)引腳；三相電檢測(cè)電路中M7二極管主要起旁路作用，因?yàn)闄z測(cè)只需要半個(gè)周期即可，另外半個(gè)周期不需要。

所述的繼電器輸出電路中，繼電器輸出驅(qū)動(dòng)芯片U7、U8采用ULN2003，將繼電器輸出電平轉(zhuǎn)換電路的控制信號(hào)與U7，U8連接，控制13路繼電器輸出，其中2個(gè)繼電器20A的觸點(diǎn)容量，7個(gè)繼電器5A的觸點(diǎn)容量，3個(gè)繼電器5A的常開、常閉兩組觸點(diǎn)容量；繼電器輸出共有13路分別為：循環(huán)泵、風(fēng)機(jī)、壓機(jī)、四通閥、補(bǔ)水、回水、曲軸、水電熱、空電熱、地暖閥、空調(diào)閥、三通閥、DO輸出。

所述的繼電器輸出電平轉(zhuǎn)換電路中，U12、U13采用74HC595 串入并出芯片，將單片機(jī)輸出控制繼電器的信號(hào)電平轉(zhuǎn)換，再輸出至繼電器輸出電路中；該電路節(jié)省單片機(jī)管腳的硬件資源。

所述的電子膨脹閥輸出電路中，電子膨脹閥驅(qū)動(dòng)芯片U8、U9采用ULN2003，將單片機(jī)控制電子膨閥開度的電平信號(hào)輸出給U8，U9驅(qū)動(dòng)芯片，再經(jīng)JP21，JP22接口輸出給電子膨脹閥；電子膨脹閥輸出共有2路，一路為主電子膨脹閥輸出，另一路為輔路電子膨脹閥輸出。

所述的RS485通訊電路中，第1路RS485通訊U10采用MAX485芯片，將單片機(jī)串口0電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS485標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)， RS485輸出信號(hào)分A與B兩個(gè)信號(hào)；A信號(hào)經(jīng)PTC1自恢復(fù)保險(xiǎn)管，接10K上接電阻，B信號(hào)再經(jīng)PTC2自恢復(fù)保險(xiǎn)管，接10K下拉電阻，再經(jīng)COM1，COM2接口輸出，其中COM1口還帶有5V電源主要用于顯示面板的供電以及通訊；COM2接口用于模塊聯(lián)機(jī)通訊接口用；第2路RS485通訊U15同樣采用MAX485芯片，將單片機(jī)串口1電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS485標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，A信號(hào)接10K上接電阻，B信號(hào)接10K下拉電阻，再經(jīng)COM3接口輸出；COM3接口通訊保留備用，為以后的功能升級(jí)用（變頻三聯(lián)供）作準(zhǔn)備。

所述的應(yīng)急按鍵電路中，按鍵接10K上拉電阻，經(jīng)104電容濾波去按鍵抖動(dòng)信號(hào)，再接入單片機(jī)檢測(cè)管腳；應(yīng)急按鍵顧名思義應(yīng)急用的按鍵主要在顯示面板壞掉的情況下用于應(yīng)急啟停開關(guān)用。另外，上電前按住應(yīng)急按鍵可進(jìn)入控制器硬件檢測(cè)調(diào)試功能。

所述的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U11采用FS1002（DS1302替代型號(hào)）實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，精度高，功耗小等優(yōu)點(diǎn)；當(dāng)系統(tǒng)電壓供電時(shí)5V經(jīng)4148二極管給U11供電；當(dāng)系統(tǒng)電壓斷電時(shí)BT1 供電，BT1為0.22F/5V超級(jí)電容在系統(tǒng)供電時(shí)可以存儲(chǔ)電能，在斷電時(shí)給U11供電從而保持時(shí)鐘數(shù)據(jù)不丟失。

所述的溫度測(cè)量電路中，外接溫度傳感器經(jīng)5.6K電阻上接，再經(jīng)10K電阻限流，104電容慮波，信號(hào)接入U(xiǎn)5、U6 74HC4051芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后再接入單片機(jī)的引腳中，單片機(jī)根據(jù)采樣讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算出實(shí)際測(cè)量的溫度；溫度測(cè)量共有10路主要有水箱、進(jìn)水、出水、盤管、排氣、環(huán)境、回氣、回水、板換、閥后溫度。

本實(shí)施例中，所述的軟件模塊還包括自動(dòng)化霜功能，溫度測(cè)量、查詢、設(shè)置功能，時(shí)鐘設(shè)置及控制數(shù)據(jù)處理功能，保護(hù)功能數(shù)據(jù)判斷及處理功能，控制模式切換及數(shù)據(jù)處理功能，用戶參數(shù)設(shè)置功能，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置功能，主板應(yīng)急啟動(dòng)按鍵功能，面板線控制器數(shù)據(jù)處理功能，開關(guān)量檢測(cè)功能，繼電器輸出功能，電子膨閥輸出功能，RS485通訊數(shù)據(jù)處理功能。

自動(dòng)化霜功能:

1、根據(jù)化霜條件判斷，滿足條件進(jìn)入自動(dòng)化霜；

2、化霜退出盤管溫度達(dá)到15度以上或時(shí)間超8分鐘；

3、三聯(lián)供熱泵系統(tǒng)除制冷模式不化霜外，其余都需要化霜。

溫度快捷設(shè)置功能：

1、根據(jù)機(jī)型及模式設(shè)置各個(gè)控制溫度點(diǎn)；

2、t0:熱水溫度；t1：制熱溫度；t2：制冷溫度；t3：地暖溫度。

溫度及開度查詢功能：

1、查詢機(jī)組監(jiān)控的各個(gè)溫度；

2、查詢機(jī)組主路及輔路的電子膨脹閥當(dāng)前開度；

3、查詢聯(lián)機(jī)時(shí)各個(gè)從機(jī)模塊的溫度及電子膨脹閥開度。

時(shí)鐘設(shè)置及控制數(shù)據(jù)處理功能：

1、面板時(shí)鐘校對(duì)設(shè)置，數(shù)據(jù)更新保存時(shí)鐘芯片；

2、更新讀取時(shí)鐘芯片時(shí)間值。

保護(hù)功能數(shù)據(jù)判斷及處理功能：

1、壓機(jī)3分鐘保護(hù)；2、水流開關(guān)保護(hù)；3、排氣高溫保護(hù)；4、高壓壓力保護(hù)；5、低壓壓力保護(hù)；6、傳感器故障保護(hù)；7、三相電保護(hù)；8、防凍保護(hù)；9、進(jìn)出水溫差過大保護(hù)；10、制熱出水溫度過高保護(hù)；11、制冷出水溫度過低保護(hù)；12、盤管（翅片）溫度過高保護(hù)。

控制模式切換及數(shù)據(jù)處理功能：

A、三聯(lián)供+地暖機(jī)型： 1、熱水模式；2、制熱模式；3、制冷模式；4、地暖模式；5、制熱+熱水模式；6、制冷+熱水模式；7、地暖+熱水模式；8、制熱+地暖+熱水模式；

B、三聯(lián)供機(jī)型： 1、熱水模式；2、制熱模式；3、制冷模式；4、制熱+熱水模式；5、制冷+熱水模式；

C、空調(diào)機(jī)型：1、制熱模式。

用戶參數(shù)設(shè)置功能：

1、水箱溫度、制熱溫度、制冷溫度等；

2、聯(lián)機(jī)模塊的開啟及熱水功能的設(shè)置。

系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置功能：

1、保護(hù)類控制設(shè)置；

2、化霜類控制設(shè)置；

3、主路電子膨脹閥設(shè)置；

4、輔路電子膨脹閥設(shè)置；

5、機(jī)型配置設(shè)置。

主板應(yīng)急啟動(dòng)按鍵功能：

面板故障時(shí)，按下應(yīng)急啟動(dòng)按鍵，機(jī)組開啟按最近一次參數(shù)設(shè)置運(yùn)行。

面板線控制器數(shù)據(jù)處理功能：

1、按鍵操作數(shù)據(jù)處理；

2、面板顯示內(nèi)容數(shù)據(jù)處理。

溫度測(cè)量功能：

1、10路溫度測(cè)量主要有水箱溫度、進(jìn)水溫度、出水溫度、盤管溫度、回氣溫度、排氣溫度、環(huán)境溫度、回水溫度、板換溫度、板后溫度；

2、溫度傳感器故障檢測(cè)判斷。

開關(guān)量檢測(cè)功能：

1、三相電檢測(cè)（反相、缺相）；

2、撥碼開關(guān)檢測(cè)（常機(jī)/低溫機(jī)，聯(lián)機(jī)地址）；

3、水位檢測(cè)（高、中、低、缺水）；

4、高壓開關(guān)（高壓保護(hù)）、低壓開關(guān)（低壓保護(hù)）、水流開關(guān)（缺水保護(hù)）、水壓開關(guān)（備用）、聯(lián)動(dòng)開關(guān)（遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)開關(guān)）檢測(cè)。

繼電器輸出功能：

1、12路繼電器循環(huán)泵、風(fēng)機(jī)、壓機(jī)、四通閥、補(bǔ)水閥、回水閥、曲軸、水電熱、空電熱、地暖閥、空調(diào)閥、三通閥繼電器等的吸合與關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)；

2、1路繼電器干結(jié)點(diǎn)輸出驅(qū)動(dòng)，作故障報(bào)警輸出或其它功能的預(yù)留。

電子膨閥輸出功能：

1、主路與輔路電子膨脹閥的驅(qū)動(dòng)；

2、主路電子膨脹閥開度調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)處理；

3、輔路電子膨脹閥開度調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)處理；

4、主路電子膨脹閥開度保護(hù)處理；

5、輔路電子膨脹閥開度保護(hù)處理。

RS485通訊數(shù)據(jù)處理功能：

1、第1路RS485通訊數(shù)據(jù)處理與顯示面板顯示內(nèi)容及按鍵值數(shù)據(jù)通訊；模塊聯(lián)機(jī)參數(shù)設(shè)置，從機(jī)溫度、故障報(bào)警、運(yùn)行狀態(tài)的通訊數(shù)據(jù)交換；

2、第2路RS485通訊接口預(yù)留備用，以便將來開發(fā)變頻三聯(lián)供與變頻控制板數(shù)據(jù)通訊用。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，只要其零件未說明具體形狀和尺寸的，則該零件可以為與其結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的任何形狀和尺寸；同時(shí)，零件所取的名稱也可以不同。凡依本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。