[發(fā)明專(zhuān)利]即熱式加熱體出水溫度的智能控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310060892.X
• 申請(qǐng)日: 2013-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103176490A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉瑜;程曉東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 慈溪思達(dá)電子科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G05D23/20
• 分類(lèi)號(hào): G05D23/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大功率即熱式加熱體的智能控制方法。

背景技術(shù)

對(duì)于磨豆咖啡機(jī)，即熱式飲水設(shè)備或者即熱式電熱水器，都是采用大功率的即熱式加熱體，可以實(shí)現(xiàn)冷水到熱水的立即加熱。為了實(shí)現(xiàn)即熱的效果，即熱式加熱體都是采用大功率配置，由于功率較大，溫度變化速度很快，傳統(tǒng)測(cè)溫用的傳感器獲得的溫度數(shù)據(jù)延遲時(shí)間較大，同時(shí)，由于溫度傳感器不能與水直接接觸，中間必須要有衛(wèi)生合格材料進(jìn)行隔離，這樣就更增加了數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間。由于檢測(cè)數(shù)據(jù)的延遲性會(huì)造成出水溫度的巨大波動(dòng)，給控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決即熱式加熱體出水溫度的控制問(wèn)題，利用儲(chǔ)水容器溫度和已知參數(shù)，準(zhǔn)確控制出水溫度。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：?

即熱式加熱體出水溫度的智能控制方法，包括進(jìn)行集中控制的單片機(jī)，安裝在儲(chǔ)水容器底部并與所述的單片機(jī)相連的溫度傳感器R0，所述的單片機(jī)每隔固定時(shí)間檢測(cè)所述溫度傳感器R0的儲(chǔ)水容器溫度T₀(t)，已知水的密度為ρ，水的比熱容為C，所述的即熱式加熱體的內(nèi)阻為R,?所述的即熱式加熱體的熱轉(zhuǎn)換效率為K，并且設(shè)定所述的即熱式加熱體的出水流量為Q，出水溫度為T(mén)₂(t)，根據(jù)熱平衡原理得到公式C*(?T₂(t)?-?T₀(t)?)*?ρ*?Q=K*P，其中，P為所述的即熱式加熱體的加熱功率，P=PWM*V²/R，其中，PWM為加熱的占空比，V為供電電壓，因此得到C*(?T₂(t)?-?T₀(t)?)*?ρ*?Q=?K*PWM*V^2?/R，

最后整理得到PWM=C*(T₂(t)?-?T₀(t))*?ρ*?Q*?R?/(?K*V²)。

保持所述的出水流量???????????????????????????????????????????????不變，可通過(guò)調(diào)節(jié)所述的占空比PWM，控制所述的出水溫度T₂(t)，為T(mén)₂(t)=(?K*PWM?*V²)/?(C*ρ*Q*R)+?T₀(t)。

在所述的占空比PWM等于100%的情況下，可通過(guò)調(diào)節(jié)所述的出水流量Q，來(lái)控制所述的出水溫度T₂(t)，所述的出水流量Q?=?K*V²/?(C*ρ*?R*?(T₂(t)?-?T₀(t)))。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：1、不進(jìn)行出水溫度檢測(cè)，無(wú)檢測(cè)延時(shí)；2、采用開(kāi)環(huán)控制方法，控制響應(yīng)快，穩(wěn)定性好，出水溫度不會(huì)大幅波動(dòng)。

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附圖說(shuō)明

圖1是即熱式加熱體的加熱框圖；

圖2是即熱式加熱體出水溫度的控制流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參照?qǐng)D1，圖2，即熱式加熱體出水溫度的智能控制方法，包括進(jìn)行集中控制的單片機(jī)，安裝在儲(chǔ)水容器1底部并與所述的單片機(jī)相連的溫度傳感器R0，所述的單片機(jī)每隔固定時(shí)間檢測(cè)所述溫度傳感器R0的儲(chǔ)水容器1溫度T₀(t)。

已知水的密度為ρ，水的比熱容為C，所述的即熱式加熱體2的內(nèi)阻為R,?所述的即熱式加熱體2的熱轉(zhuǎn)換效率為K，并且設(shè)定所述的即熱式加熱體2的出水流量為Q，出水溫度為T(mén)₂(t)。

所述的即熱式加熱體2功率很大，所以加熱速度快，冷水經(jīng)過(guò)以后能加熱到足夠溫度，但是由于功率較大，溫度變化速度很快，傳統(tǒng)測(cè)溫用的傳感器獲得的溫度數(shù)據(jù)延遲時(shí)間較大，同時(shí)，由于溫度傳感器不能與水直接接觸，中間必須要有衛(wèi)生合格材料進(jìn)行隔離，這樣就更加增加了數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間。由于檢測(cè)數(shù)據(jù)的延遲性會(huì)造成出水溫度的巨大波動(dòng)，不能達(dá)到實(shí)際使用要求。為了能夠準(zhǔn)確控制出水溫度，必須放棄傳統(tǒng)基于溫度檢測(cè)的閉環(huán)控制方法，采用開(kāi)環(huán)控制方法，利用儲(chǔ)水容器溫度和已知參數(shù)，準(zhǔn)確控制出水溫度。

根據(jù)所述的即熱式加熱體2的加熱原理，電能經(jīng)過(guò)一定的損耗轉(zhuǎn)換成熱能傳遞給所述的即熱式加熱體2內(nèi)部的水，水獲得熱量溫度升高。基于熱平衡原理得到公式

C*(?T₂(t)?-?T₀(t)?)*?ρ*?Q=K*P，