本文主要分析和研究船舶热泵系统的工作原理、PLC控制系统的设计方法。热泵的工作原理是基于逆卡诺循环,采用电能驱动,从低温热源中吸取热量,并将其传输给高温热源以供使用,传输到高温热源中的热量不仅大于所消耗的能量,而且大于从低温热源中吸收的能量,从而达到节能的目的。压缩机属于泵类负载,经分析可以发现,不改变压缩机转速,只改变循环系统的阀门开度时,其消耗的能量很大;而在保证循环系统的阀门开度不变时,通过变频只改变压缩机转速,其消耗的能量很低,是一种能够显著节约能源的方法。使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,系统中的cosφ≈1,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,大大降低了压缩机电动机因频繁起动而造成的能量损耗。本文给出了PLC电气控制原理图,变频器的原理及选用,船舶热泵系统数学模型的建立方法与仿真方法。结果表明:通过上述设计,可以验证船舶水源热泵空调可以达到能效比(性能系数)为3.0～5.7的目标,该方法对于千吨以上、吃水较深的大型船舶效果会更好。对于空气源热泵空调系统的能效比(性能系数)为2.2～3.8来说,意味着可以节省30～40%的能源,潜力巨大。