CN103256586B - 一种用于精确控制蒸汽温度的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于精确控制蒸汽温度的控制方法，包括如下步骤：通过主控制装置设定蒸汽使用室所需的温度T1；通过第二温度传感器测定蒸汽使用室内的温度T2，计算出温度的变化量△T=T1－T2；通过主控制装置开启蒸汽加热器，主控制装置记录蒸汽使用室温度从T2达到T1所需蒸汽用量Q和所需要的时间Ts，计算出温度变化的频率P1=1/Ts；通过第一温度传感器和第一压力传感器实时记录蒸汽发生腔内的蒸汽温度Td和蒸汽压力P，主控制装置根据P1、Td、P的结果控制蒸汽加热器的加热功率并通过流量比例阀控制蒸汽的输送量，从而保证蒸汽使用室内的温度恒定，该方法可实现精确控制蒸汽的温度，保持蒸汽使用室之中的温度恒定。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种蒸汽发生器，特别是实现智能化恒定温度控制的蒸汽发生器及其控制方法。
【背景技术】
随着人们生活水平的提升，蒸汽这种高效节能的方式，正逐步得到人们的青睐，如蒸箱，蒸汽微波炉，蒸汽清洁机等，已普遍进入到家庭生活，还有，蒸汽桑拿也日益成为人们减压、保健、美容、养生的休闲方式，但是，由于各蒸汽电器都是针对单一功能进行独立设计，无法通用，所以，家庭使用的蒸汽功能越多，蒸汽产品就越多，占用的生活空间就越多，这就使得蒸汽产品的推广受到很大的限制。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于精确控制蒸汽温度的控制方法，该方法可实现精确控制蒸汽的温度，从而保持蒸汽使用室之中的温度恒定。
为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：
一种用于精确控制蒸汽温度的发生器，包括蒸汽发生装置、与所述蒸汽发生装置通过管道连通的蒸汽使用室以及与所述蒸汽发生装置、管道、蒸汽使用室之间电连接的主控制装置，所述蒸汽发生装置包括蒸汽加热器和设置在所述蒸汽加热器上的蒸汽发生箱，在所述蒸汽发生箱内设置有蒸汽发生腔，在所述蒸汽发生腔上安装有第一温度传感器和第一压力传感器，在所述管道上安装有流量比例阀和流量传感器，在所述蒸汽使用室上安装有第二温度传感器和第二压力传感器，所述蒸汽加热器、第一温度传感器、第一压力传感器、流量比例阀、流量传感器、第二温度传感器、第二压力传感器与所述主控制装置之间电连接。
一种用于精确控制蒸汽温度的控制方法，包括如下步骤：
1)、通过主控制装置设定蒸汽使用室所需的温度T1；
2)、通过第二温度传感器测定蒸汽使用室内的温度T2，计算出温度的变化量△T＝T1－T2；
3)、温度设定后，系统自动通过主控制装置开启蒸汽加热器，蒸汽加热器对蒸汽发生腔内的水加热产生蒸汽，主控制装置记录蒸汽使用室温度从T2达到T1所需蒸汽用量Q和所需要的时间Ts，计算出温度变化的频率P1＝1/Ts；
4)、通过第一温度传感器和第一压力传感器实时记录蒸汽发生腔内的蒸汽温度Td和蒸汽压力P，主控制装置根据P1、Td、P的结果控制蒸汽加热器的加热功率并通过流量比例阀控制蒸汽的输送量，从而保证蒸汽使用室内的温度恒定。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供一种用于精确控制蒸汽温度的控制方法，该发生器制造简单，该方法可实现精确控制蒸汽的温度，本发明既可作为家庭蒸汽控制系统中央为其它多用途产品提供蒸汽，也可作为单一产品的蒸汽供汽系统。
2、本发明之中的在蒸汽发生腔上连接有自动给水、排水装置，便于蒸汽水的及时补充以及更换。
3、本发明之中在蒸汽发生腔上连接有泄压阀，便于对蒸汽发生装置进行维修。
4、本发明之中蒸汽加热器为燃气加热装置，在蒸汽加热器上安装有与主控制装置电连接的燃气比例阀，达到控制蒸汽加热功效的效果。
【附图说明】
图1为本发明用于精确控制蒸汽温度的发生器的结构视图。
图2为本发明用于精确控制蒸汽温度发生器的控制方法流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
如图1所示，一种用于精确控制蒸汽温度的发生器，包括蒸汽发生装置1、与所述蒸汽发生装置1通过管道2连通的蒸汽使用室3以及与所述蒸汽发生装置1、管道2、蒸汽使用室3之间电连接的主控制装置4，所述蒸汽发生装置1包括蒸汽加热器11和设置在所述蒸汽加热器11上的蒸汽发生箱12，在所述蒸汽发生箱12内设置有蒸汽发生腔121，在所述蒸汽发生腔121上安装有第一温度传感器5和第一压力传感器6，在所述管道2上安装有流量比例阀7和流量传感器8，在所述蒸汽使用室3上安装有第二温度传感器9和第二压力传感器10，所述蒸汽加热器11、第一温度传感器5、第一压力传感器6、流量比例阀7、流量传感器8、第二温度传感器9、第二压力传感器10与所述主控制装置4之间电连接，该发生器制造简单，本发明既可作为家庭蒸汽控制系统中央为其它多用途产品提供蒸汽，也可作为单一产品的蒸汽供汽系统。
如图1、图2所示，一种用于精确控制蒸汽温度的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
1)、通过所述主控制装置4设定蒸汽使用室3的温度T1；
2)、通过所述第二温度传感器9测定所述蒸汽使用室3内的温度T2，计算出温度的变化量△T＝T1－T2；
3)、通过所述主控制装置4开启所述蒸汽加热器11，所述蒸汽加热器11对所述蒸汽发生腔121内的水加热产生蒸汽，所述主控制装置4记录所述蒸汽使用室3温度从T2达到T1所需蒸汽用量Q和所需要的时间Ts，计算出温度变化的频率P1＝1/Ts；
4)、通过所述第一温度传感器5和所述第一压力传感器6实时记录所述蒸汽发生腔121内的蒸汽温度Td和蒸汽压力P，所述主控制装置4根据P1、Td、P的结果控制所述蒸汽加热器11的加热功率并通过所述流量比例阀7控制蒸汽的输送量，从而保证所述蒸汽使用室3内的温度恒定，该方法可实现精确控制蒸汽的温度，本发明既可作为家庭蒸汽控制系统中央为其它多用途产品提供蒸汽，也可作为单一产品的蒸汽供汽系统。
如图1所示，在本实施例中，在所述蒸汽发生腔121上连接有自动给水、排水装置，便于蒸汽水的及时补充以及更换。
如图1所示，在本实施例中，在所述蒸汽发生腔121上连接有泄压阀，便于对蒸汽发生装置进行维修。
如图1所示，在本实施例中，在所述蒸汽发生腔121上连接有显示屏，便于使用者了解信息以及数据的输入。
如图1所示，在本实施例中，所述蒸汽加热器11为电加热装置或者固体燃料加热装置，便于实现。
如图1所示，在本实施例中，所述蒸汽加热器11为燃气加热装置，在所述蒸汽加热器11上安装有与所述主控制装置4电连接的燃气比例阀，达到控制蒸汽加热功效的效果。
如图1所示，在本实施例中，所述第二温度传感器9为多个，便于对所述蒸汽使用室3内的温度准确控制，防止所述蒸汽使用室3内的温度突变。
蒸汽加热密封空间空气所需热Q1＝C1·M1·△T，其中Q1为所需热量，C1为空气比热容，M1为密封空间空气质量，△T为空气加热前后温度差＝T1-T2，由于所用蒸汽量已通过流量传感器8测得为Q，所以Q1＝Q·ρ1·h,其中h为蒸汽焓值，ρ1为蒸汽密度；所以通过上式，可以求得空气的质量，从而得出使用空间的体积V。
由于蒸汽加热存在热量损失，要维持使用空间的温度恒定，就要及时补充其热量损失，而损失热量Qx＝a·F·k·(tn-tw),其中Qx为维护结构耗热量，a为温度修正系数，F为维护结构面积，k维护结构的传热系数，tn为使用室内温度，即tn＝T1，tw为使用室外温度，由于使用前，使用室内外温度一致，所以tw＝T2；由于通过流量监测及系统计算已得知使用空间的体积V和P1，F＝s·V·P1其中F为维护结构面积，s为体积转换系数，V为使用空间的体积，P1为温度变化的频率；损失热量Qx确定后，加热热量其中Qk为蒸汽加热器11的维护系统温度恒定所需的加热量，Qx为损失热量，为热效率。
当蒸汽发生腔121中储存有足够的蒸汽可供维持使用空间温度恒定时，系统会根据蒸汽发生腔内的蒸汽压力P及蒸汽温度Td，控制流量比例阀7，输送足够热量的蒸汽至蒸汽使用室3，防止蒸汽使用室3温度突变。
如图1所示的系统连接成功后，操控主控制装置4，设定蒸汽使用室3的温度T1，如T1＝80℃，确定后，系统会通过第二温度传感器9测定蒸汽使用室3内的温度T2，如T2＝20℃，则△T＝T1－T2＝80℃-20℃＝60℃，
温度设定后，系统自动通过主控制装置4开启蒸汽加热器11，蒸汽加热器11对蒸汽发生腔121内的水加热产生蒸汽，主控制装置4记录蒸汽使用室3温度从T2达到T1所需蒸汽用量Q，如Q＝0.02m3和所需要的时间Ts，如Ts＝20s，计算出温度变化的频率P1＝1/Ts，则；P1＝1/20,
通过第一温度传感器5和第一压力传感器6实时记录蒸汽发生腔121内的蒸汽温度Td和蒸汽压力P，如Td＝110℃，P＝0.1433MPa,
根据蒸汽特性，当Td＝110℃、P＝0.1433MP时，其焓值为h＝2691.25kJ/kg，其密度为：ρ1＝0.8265kg/m3所以Q1＝Q·ρ1·h＝44.5kJ。即C1·M1·△T＝44.5kj，根据空气特性，当T2＝20℃时，其密度ρ2＝1.195kg/m3，空气定容比热容为C1＝0.717kJ/(kg·K)，所以蒸汽使用空间的的体积V＝Q1/C1·△T/ρ2＝44.5/0.717·60/1.195＝0.865m3。
损失热量Qx＝a·F·k·(tn-tw),其中Qx为维护结构耗热量，a为温度修正系数,设a＝0.0025，k维护结构的传热系数当使用不锈钢时，k＝16.230W/(m·℃)，tn为使用室内温度，即tn＝T1＝80℃，tw为使用室外温度，由于使用前使用室内外温度一致，所以tw＝T2＝20℃，F为维护结构面积，F＝s·V·P1其中s为体积转换系数设s＝126，V为使用空间的体积＝0.865m3，P1为温度变化的频率P1＝1/20，所以F＝5.45㎡，所以损失热量Qx＝13.3kJ，加热热量 为热效率，设即
Claims (1)
1.一种用于精确控制蒸汽温度的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
1）、通过主控制装置（4）设定蒸汽使用室（3）所需的温度T1；
2）、通过第二温度传感器（9）测定蒸汽使用室（3）内的温度T2，计算出温度的变化量△T=T1－T2；
3）、温度设定后，系统自动通过主控制装置（4）开启蒸汽加热器（11），蒸汽加热器（11）对蒸汽发生腔（121）内的水加热产生蒸汽，主控制装置（4）记录蒸汽使用室（3）温度从T2达到T1所需蒸汽用量Q和所需要的时间Ts，计算出温度变化的频率P1=1/Ts；
4）、通过第一温度传感器（5）和第一压力传感器（6）实时记录蒸汽发生腔（121）内的蒸汽温度Td和蒸汽压力P，主控制装置（4）根据P1、Td、P的结果控制蒸汽加热器（11）的加热功率并通过流量比例阀（7）控制蒸汽的输送量，从而保证蒸汽使用室（3）内的温度恒定。
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