任务二热泵热水机电气控制特点 本节以长凌热泵热水机为介绍对象，先介绍其控制系统设计规格，之后 分析长凌家用及商用热水机接线图及主控板电路原理图。 3.2.1典型控制系统设计规格简介 一、热水机主要功能 (1) 制热运行 (2) 可显示水箱温度及设置温度 (3) 掉电自动记忆各种参数（可重启动） (4) 具有完善的保护功能及显示（液晶） (5) 具有定时开关机功能及定时开关供水泵功能 (6) 可设为从机运行 二、主控板的输入/输出信号 (1) 控制板开关量输入信号包括：水流开关，高压压力开关，低压压力 开关，排气温度，低水位开关，高水位开关等信号。控制板模拟量输入信号 包括：水箱温度模拟量，回水温度模拟量，出水温度模拟量，室外空气温度 模拟量，冷凝器温度模拟量等。 (2) 控制板输出信号包括：机组循环水泵（输出电流7A),回水阀（输出 电流4A);供水泵（用水泵）（输出电流7A),风机（输出电流7A),电子膨胀 阀，四通阀，压缩机，补水阀等 三、主要功能模式介绍 1.制热水运行（定时供水模式) (1)主机控制：首次上电开机，当水箱低水位开关处于吸合时循环水泵、 压缩机、风机才能运行：当水箱低水位开关处于断开时要等补水电磁阀补水 至水箱高水位吸合后循环水泵、压缩机、风机才能运行。 (2)制热运行流程：开机→机组水泵运行→水流开关检测→风机运行→压 1
1 任务二 热泵热水机电气控制特点 本节以长凌热泵热水机为介绍对象，先介绍其控制系统设计规格，之后 分析长凌家用及商用热水机接线图及主控板电路原理图。 3.2.1 典型控制系统设计规格简介 一、 热水机主要功能 （1） 制热运行 （2） 可显示水箱温度及设置温度 （3） 掉电自动记忆各种参数（可重启动） （4） 具有完善的保护功能及显示（液晶） （5） 具有定时开关机功能及定时开关供水泵功能 （6） 可设为从机运行 二、 主控板的输入/输出信号 （1） 控制板开关量输入信号包括：水流开关，高压压力开关，低压压力 开关，排气温度，低水位开关，高水位开关等信号。控制板模拟量输入信号 包括：水箱温度模拟量，回水温度模拟量，出水温度模拟量，室外空气温度 模拟量，冷凝器温度模拟量等。 （2） 控制板输出信号包括：机组循环水泵 (输出电流 7A)，回水阀(输出 电流 4A)；供水泵(用水泵)(输出电流 7A)，风机 (输出电流 7A)，电子膨胀 阀，四通阀，压缩机，补水阀等 三、 主要功能模式介绍 1．制热水运行（定时供水模式） （1）主机控制：首次上电开机，当水箱低水位开关处于吸合时循环水泵、 压缩机、风机才能运行；当水箱低水位开关处于断开时要等补水电磁阀补水 至水箱高水位吸合后循环水泵、压缩机、风机才能运行。 （2）制热运行流程：开机→机组水泵运行→水流开关检测→风机运行→压
缩机运行（当低水位断开时，打开补水阀补水）。 (3)水箱水位控制： 当水箱低水位开关处于断开时，打开补水电磁阀补自来水（补水时间最 少1分钟)，同时供水泵、主机停止工作。当水箱高水位开关吸合后主机、 供水泵方可工作，补水电磁阀关闭，同时停止补水。 供水泵开时，当高水位断开时不补水，低水位开关处于断开时则补水。 当供水泵停时，不管整机处在什么状态下都要及时补满水。 首次上电开机，要等低水位开关吸合后循环水泵、压缩机、风机方可打 开。 (4)水温控制：水温控制范围：35℃-65℃ (5)运行控制：见图8.3所示。 ON OFF ·水温 -5 设定水温 图8.3热水机运行控制 (6)除霜运行： 进入除霜的条件： ① 制热累计运行达45分钟； ② 室外换热器铜管温度低于-3℃ ③ 室外换热器铜管温度比室外空气温度低7.5℃。 ④ 条件②、③同时满足达5分钟。 系统只要满足上面条件之一则进入除霜，除霜开始时到除霜结束时，液 晶显示屏上制热标志闪烁。 2
2 缩机运行（当低水位断开时，打开补水阀补水）。 （3）水箱水位控制： 当水箱低水位开关处于断开时，打开补水电磁阀补自来水（补水时间最 少 1 分钟） ，同时供水泵、主机停止工作。当水箱高水位开关吸合后主机、 供水泵方可工作，补水电磁阀关闭，同时停止补水。 供水泵开时，当高水位断开时不补水，低水位开关处于断开时则补水。 当供水泵停时，不管整机处在什么状态下都要及时补满水。 首次上电开机，要等低水位开关吸合后循环水泵、压缩机、风机方可打 开。 （4）水温控制：水温控制范围：35℃-65℃ （5）运行控制:见图 8.3 所示。 （6）除霜运行： 进入除霜的条件： ① 制热累计运行达 45 分钟； ② 室外换热器铜管温度低于-3℃； ③ 室外换热器铜管温度比室外空气温度低 7.5℃。 ④ 条件②、③同时满足达 5 分钟。 系统只要满足上面条件之一则进入除霜, 除霜开始时到除霜结束时，液 晶显示屏上制热标志闪烁。 OFF 设定水温 ON 水 温 -5 图 8.3 热水机运行控制
退出除霜的条件： ① 在室外盘管温度≥12℃： ② 除霜时间≥10分钟 满足上面任一条件，该系统退出化霜.具体动作和时序如图8.4所示。 1分钟1分钟 除霜 2分钟1分钟 压缩机ON OFF ON 四通阀OF 外风机ON OFF 图8.4 除霜运行控制 2.水泵运行 (1)机组循环水泵：当机组运行时，循环水泵开。当机组停时，循环水泵 将延时30秒钟后停止运转。 (2)回水阀：供水泵开则回水阀同时开，10分钟后检测回水温度，当回水 温度高于水箱温度减5℃的值时回水阀停，低于水箱温度减10℃的值时又打 开回水阀，使供水管长时间保存热水，供水泵关则回水阀同时关。 (3)供水泵：在开机状态下，按设定时间定时开，定时关，周期运行（按 面板可手动开关)。在供水泵打开时水箱高水位断开不补自来水（补水电磁 阀关闭)：供水泵关时自动将水箱补满水（补水电磁阀打开补水），水箱低水 位开关断开时关供水泵、主机；水箱高水位吸合后自动打开供水泵、主机。 3
3 退出除霜的条件： ① 在室外盘管温度≥12℃； ② 除霜时间≥10 分钟 满足上面任一条件，该系统退出化霜.具体动作和时序如图 8.4 所示。 1分钟 1分钟 除霜 2分钟 1分钟 压缩机 四通阀 外风机 ON OFF ON OFF ON OFF 2．水泵运行 （1）机组循环水泵：当机组运行时，循环水泵开。当机组停时，循环水泵 将延时 30 秒钟后停止运转。 （2）回水阀：供水泵开则回水阀同时开，10 分钟后检测回水温度，当回水 温度高于水箱温度减 5℃的值时回水阀停， 低于水箱温度减 10℃的值时又打 开回水阀，使供水管长时间保存热水,供水泵关则回水阀同时关。 （3）供水泵：在开机状态下，按设定时间定时开，定时关，周期运行（按 面板可手动开关）。在供水泵打开时水箱高水位断开不补自来水（补水电磁 阀关闭）；供水泵关时自动将水箱补满水（补水电磁阀打开补水），水箱低水 位开关断开时关供水泵、主机；水箱高水位吸合后自动打开供水泵、主机。 图 8.4 除霜运行控制
3.四通阀工作状态 正常开机时四通阀断电，只有在除霜时才上电工作。 4.从机设置 将回水和水箱温度传感器取下，系统自动变为从机，面板显示55℃（面 板可取下不用)，通过开关6输入断开或吸合信号，控制运行与停止。 5.电子膨胀阀 上电时自动复位，将开度调至最开，2分钟后根据环境温度自动调节至 合适的位置（不同机型开度不一样）。当供水泵开时，回水电磁阀同时开， 10分钟后检测回水温度，当回水温度上升至水箱水温减5℃以上的温度值 时，回水电磁阀停。若回水温度低于水箱水温减10℃的值时，又打开回水 阀，使用户供水管长时间保存热水。当供水泵关时，回水电磁阀同时关（使 用此功能时要将回水温度传感器安装在供水管回水口上)。 6.风机控制 正常开机时风机处于上电状态，只有在除霜和高温保护时才断电。 四、系统保护 (1) 压缩机3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 不小于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秒钟保护动作；一旦确认水流保护即锁住该故障并停止一 切输出，而不管其是否复位，并显示故障代码。 (3) 高压压力保护：压力开关断开在3次/小时内时，显示器并不显示压 力保护，在压力恢复后压缩机延迟3分钟重新启动。在超过3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。 (4) 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 4
4 3．四通阀工作状态 正常开机时四通阀断电，只有在除霜时才上电工作。 4．从机设置 将回水和水箱温度传感器取下，系统自动变为从机，面板显示 55℃（面 板可取下不用），通过开关 6 输入断开或吸合信号，控制运行与停止。 5．电子膨胀阀 上电时自动复位，将开度调至最开，2 分钟后根据环境温度自动调节至 合适的位置（不同机型开度不一样）。当供水泵开时，回水电磁阀同时开， 10 分钟后检测回水温度，当回水温度上升至水箱水温减 5℃以上的温度值 时，回水电磁阀停。若回水温度低于水箱水温减 10℃的值时，又打开回水 阀，使用户供水管长时间保存热水。当供水泵关时，回水电磁阀同时关（使 用此功能时要将回水温度传感器安装在供水管回水口上）。 6．风机控制 正常开机时风机处于上电状态，只有在除霜和高温保护时才断电。 四、 系统保护 （1） 压缩机 3 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 不小于 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 秒钟保护动作；一旦确认水流保护即锁住该故障并停止一 切输出，而不管其是否复位,并显示故障代码。 （3） 高压压力保护：压力开关断开在 3 次/小时内时，显示器并不显示压 力保护，在压力恢复后压缩机延迟 3 分钟重新启动。在超过 3 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。 （4） 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，压力开关断开时，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。 (5) 制热时水温过热保护：制热时出水温度高于70℃持续10秒钟时， 停压缩机，当出水温度下降到设定温度以下且满足停机3分钟时可重新 启动压缩机。 (6) 传感器故障：传感器产生故障，停所有部件。 (7) 排气开关保护：排气开关断开在3次/小时内时，显示器并不显示排 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3 次/小时时控制器锁住该故障，相应压缩机不在重新启动而不管排气开关 是否复位，并显示故障代码。 (8) 缺相逆相保护：机组所有部件不允许动作，并显示故障代码。 (9) 自动防冻：冬季为防止水管、水泵冻裂，机组满足以下条件时自动 进入防冻工作中，当环境温度低于2℃，出水温度小于10℃时，且循环 水泵连续断电时间超过30分钟时，启动循环水泵30秒钟后断电。周期 运行。 五、电气故障快速诊断方法 热泵热水机常见故障快速诊断见可参照表8.1所列内容，长凌热水机故 障代码见表8.2所示。 表8.1 热泵热水机常见故障快速诊对照 故障状 可能的故障原因 处理措施 态 1. 电源故障 1. 断开电源开关，检查电源 2. 机组电源接线松动 2. 查明原因并修复 机组不运转 3.机组控制电源熔断器 3.更换新熔断器 熔断 4.检查并重新接线
5 测，压力开关断开时，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。 （5） 制热时水温过热保护：制热时出水温度高于 70℃持续 10 秒钟时， 停压缩机，当出水温度下降到设定温度以下且满足停机 3 分钟时可重新 启动压缩机。 （6） 传感器故障：传感器产生故障，停所有部件。 （7） 排气开关保护：排气开关断开在 3 次/小时内时，显示器并不显示排 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 3 次/小时时控制器锁住该故障，相应压缩机不在重新启动而不管排气开关 是否复位，并显示故障代码。 （8） 缺相逆相保护：机组所有部件不允许动作，并显示故障代码。 （9） 自动防冻: 冬季为防止水管﹑水泵冻裂，机组满足以下条件时自动 进入防冻工作中，当环境温度低于 2℃，出水温度小于 10℃时，且循环 水泵连续断电时间超过 30 分钟时，启动循环水泵 30 秒钟后断电。周期 运行。 五、 电气故障快速诊断方法 热泵热水机常见故障快速诊断见可参照表 8.1 所列内容， 长凌热水机故 障代码见表 8.2 所示。 表 8.1 热泵热水机常见故障快速诊对照 故 障 状 态 可 能 的 故 障 原 因 处 理 措 施 机组不运转 1. 电源故障 2. 机组电源接线松动 3. 机组控制电源熔断器 熔断 1. 断开电源开关，检查电源 2． 查明原因并修复 3． 更换新熔断器 4． 检查并重新接线
4.高低水位接反 1.查明原因解决电源故障 1. 电源故障 2.更换接触器 2. 压缩机接触器损坏 3. 查明松动点并修复 3. 接线松动 4.查明过热原因，排除故障 压缩机不运 4. 压缩机过热保护 后再开机 转 5. 出水温度过高 5.重新设定出水温度 6. 水流量不足 6.清洗水过滤器，排除系统 中的空气 1.风扇紧定螺钉松动 1.紧固紧定螺钉 2. 风扇电机烧毁 2.更换风机 风扇不运转 3. 接触器损坏 3.更换接触器 1. 清洗水过滤器，排除系统 1. 系统水流量不足 机组水流量 中的空气 2. 靶式流量控制器未复 过低保护 2. 调整或更换靶式流量控制 位 器 1. 控制板与主板数据无 法交换 1. 换控制板 通讯不正常 2.连接线接口松动或电 2.重新固定接口 控板坏 水位开关坏 高低水位接反 对换接线 温度传感器 温度传感器短路或开路 需更换 坏 缺相逆相保 1.三相电源线相序接错 断电后重新接线 护 或 6
6 4. 高低水位接反 压缩机不运 转 1. 电源故障 2. 压缩机接触器损坏 3. 接线松动 4. 压缩机过热保护 5. 出水温度过高 6. 水流量不足 1. 查明原因解决电源故障 2. 更换接触器 3. 查明松动点并修复 4. 查明过热原因，排除故障 后再开机 5. 重新设定出水温度 6. 清洗水过滤器，排除系统 中的空气 风扇不运转 1. 风扇紧定螺钉松动 2. 风扇电机烧毁 3. 接触器损坏 1. 紧固紧定螺钉 2. 更换风机 3. 更换接触器 机组水流量 过低保护 1. 系统水流量不足 2. 靶式流量控制器未复 位 1. 清洗水过滤器，排除系统 中的空气 2. 调整或更换靶式流量控制 器 通讯不正常 1. 控制板与主板数据无 法交换 2. 连接线接口松动或电 控板坏 1． 换控制板 2． 重新固定接口 水位开关坏 高低水位接反 对换接线 温度传感器 坏 温度传感器短路或开路 需更换 缺相逆相保 护 1. 三相电源线相序接错 或 断电后重新接线
2.连接线接口松动 表8.2 长凌热水机故障代码 序号 故障代码 故障名称 0 00E 缺相逆相保护 1 01E 水流开关保护 2 02E 出水温度过热保护 3 03E 高压开关故障 4 04E 低压开关故障 5 05E 排气管温度过热故障 6 06E 水位开关坏 9 09E 通讯不正常 10 10E 盘管传感器故障 11 11E 环境传感器故障 12 12E 出水传感器故障 13 13E 回水传感器故障 14 14E 水箱传感器故障 注：有故障保护时，显示故障代码并闪烁报警。 3.2.2典型热泵热水机接线图解说及主板电路原理分析 图8.5为CL-H-18家用热水机接线图。 该热水机控制部分非常简单，单片机接收来自控制面板上按键的信号， 然后判断水箱里的水温及盘管温度，来控制风机、四通阀、压缩机等。注意 热泵热水机对四通阀的控制有别于普通空调的控制。热泵热水机在正常工作 的情况下四通阀是不供电的。在化霜过程中四通阀才给电，刚好和普通空调 的控制相反。 图8.6CL-H-40K工程热水机接线图
7 2. 连接线接口松动 表 8.2 长凌热水机故障代码 序号 故障代码 故障名称 0 00E 缺相逆相保护 1 01E 水流开关保护 2 02E 出水温度过热保护 3 03E 高压开关故障 4 04E 低压开关故障 5 05E 排气管温度过热故障 6 06E 水位开关坏 9 09E 通讯不正常 10 10E 盘管传感器故障 11 11E 环境传感器故障 12 12E 出水传感器故障 13 13E 回水传感器故障 14 14E 水箱传感器故障 注：有故障保护时，显示故障代码并闪烁报警。 3.2.2 典型热泵热水机接线图解说及主板电路原理分析 图 8.5 为 CLH18 家用热水机接线图。 该热水机控制部分非常简单，单片机接收来自控制面板上按键的信号， 然后判断水箱里的水温及盘管温度，来控制风机、四通阀、压缩机等。注意 热泵热水机对四通阀的控制有别于普通空调的控制。 热泵热水机在正常工作 的情况下四通阀是不供电的。在化霜过程中四通阀才给电，刚好和普通空调 的控制相反。 图 8.6CLH40K 工程热水机接线图
相比CLH-18家用热水机，工程热水机的功率要大很多，控制部分也 比较复杂。 整个机器需要提供三相电源，自然需要增加相序检测线路来控制提供给 压缩机、风机正确的电源。另外控制线路还会检测系统压力，检测管路里 的排气压力是否过高，回气压力是否过低。同时控制线路还增加了检测进出 水温度及环境温度。 图8.7为CL-H-220K/A工程热水机接线图。 相比CL-H-40K工程热水机，该机型更加复杂，该机型增加了对水路的控 制。初次上电，首先检测水箱里的水位是否处于低水位以下，在低水位以下 时，则打开补水阀，使水位达到高水位，然后开启循环水泵、压缩机、风机 同时检测各点的温度，使水箱里的水达到设定的温度。 控制面板可通过设定时间给用户供热水（在关机状态时供水泵自动关）， 在供水泵打开时水箱高水位断开不补自来水（补水电磁阀关闭）：供水泵关 时自动将水箱补满水（补水电磁阀打开补水）。 1.家用热水机主控板电路控制原理分析 图8.8为CL-H-18家用热水机控制电路原理图 该控制部分使用了Macrochip公司的l6C73单片机，外围线路包括液晶 驱动线路、蜂鸣器驱动线路、计时线路、按键扫描线路、高压灯驱动线路， EEPROM线路。其中计时线路由HT1380芯片实现。该功能可对机器运行 时间实现控制。液晶驱动线路则使用了HT1621B来驱动液晶。 2.工程热水机主控板电路控制原理分析 图8.9为CL-H-220KA等工程系列热水机主控电路原理图。 该控制部分使用了串并转换集成电路74HC165来扩展输入口。三个 3050光耦用来控制供给风机的三相电源，即使用可控硅元件来控制风机的 转速。 8
8 相比 CLH18 家用热水机，工程热水机的功率要大很多，控制部分也 比较复杂。 整个机器需要提供三相电源， 自然需要增加相序检测线路来控制提供给 压缩机、风机正确的电源。另外控制线路还会检测系统压力， 检测管路里 的排气压力是否过高，回气压力是否过低。同时控制线路还增加了检测进出 水温度及环境温度。 图 8.7 为 CLH220K/A 工程热水机接线图。 相比 CLH40K 工程热水机,该机型更加复杂，该机型增加了对水路的控 制。初次上电，首先检测水箱里的水位是否处于低水位以下，在低水位以下 时，则打开补水阀，使水位达到高水位，然后开启循环水泵、压缩机、风机。 同时检测各点的温度，使水箱里的水达到设定的温度。 控制面板可通过设定时间给用户供热水(在关机状态时供水泵自动关)， 在供水泵打开时水箱高水位断开不补自来水（补水电磁阀关闭）；供水泵关 时自动将水箱补满水（补水电磁阀打开补水） 。 1．家用热水机主控板电路控制原理分析 图 8.8 为 CLH18 家用热水机控制电路原理图 该控制部分使用了 Macrochip 公司的 16C73 单片机， 外围线路包括液晶 驱动线路、蜂鸣器驱动线路、计时线路、按键扫描线路、高压灯驱动线路， EEPROM 线路。其中计时线路由 HT1380 芯片实现。该功能可对机器运行 时间实现控制。液晶驱动线路则使用了 HT1621B 来驱动液晶。 2．工程热水机主控板电路控制原理分析 图 8.9 为 CLH220K/A 等工程系列热水机主控电路原理图。 该控制部分使用了串并转换集成电路 74HC165 来扩展输入口。三个 3050 光耦用来控制供给风机的三相电源，即使用可控硅元件来控制风机的 转速
CL-H-9K CL-H-18K 电容 COP 压缩机 棕 黄深 周 N 变压器 L PCB 继电器 CON1 TANK PIPE 00000000 oo b⊙ 茵 制面 M 水籍度 管度 传感器 传感器 7 风机 电源线 电容 图8.5CL-H-18家用热水机接线图 9
9 CLH9K N L C OM N N 4WY FAN L N COP ～ PE NO PCB CON1 TAN K PIPE M～ CLH18K 图 8.5 CLH18 家用热水机接线图
CL-H-40K 援环水系 1 N 9力0团2 ④ 的 L11 团 七卧 四 风机已 四 开关 木泵 N 开关 但 OAC-N CON2 是 N2 R/1 s/2 T/3 渴 PCB板 M COP CON1 CN1 CON3 黄/ 注：虚线部分为外置部件： 风机 压缩机 由卤 南面 1、2号接线端子接高水位检剩开关： 3、4号接线端子接：水位检测开关，其中1,3为水位检测公共消， 变压 四 回 111、[12、113分别接回水阁（或回水泵）、补水阀、侠求泵（或供水调）， ☒ M 除箱电赋同 1-5分别为盘管温度、环境温度、出水湿度、回水湿度、水箱水温传感器 阀 N团 控制板 图8.6CLH.40k工程热水机接线图 10
10 技术要求 3 4 4 V 1 1 2 3 2 ～ M U W V COP U W L2 AC 380V ｛ 14 N 50HZ L3 N L11 L12 L13 L1 13 12 11 15 L1 9 cz7 cz6 cz5 cz4 cz3 cz2 R/1 s/2 T/3 ACN N1 N2 CON1 CON2 CON3 CN1 CN2 TH1 TH 2 TH 3 TH 4 TH 5 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 N1 10 ｛ CLH40K cz1 L1 M 图 8.6 CLH40k 工程热水机接线图