CN104913512B - 基于多发热杯并联结构即热热水器的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电加热设备控制领域。本发明公开一种基于多发热杯并联结构即热热水器的控制方法，该多发热杯并联结构即热热水器中的流向这些n个发热杯的n个支路中，除其中一个外，均配置有用于对发热杯的进水端进行通断控制的阀门单元；该控制方法是：设定两个流量比较值，分别是L1和L2，如果当前检测到的流量值大于L2，逐一地开启支路上的阀门单元，如果当前检测到的流量值小于L1，逐一地关闭支路上的阀门单元，当前发热杯则根据当前流量和温度来分别独立控制加热功率变化，使其加热到基本设定温度值，其中一个根据混合后的温度反馈，再进行反馈微调整控温，使热水器的出水完全达到设定温度值。本发明用于多发热杯并联结构即热热水器的温度控制。

Description

基于多发热杯并联结构即热热水器的控制方法

技术领域

本发明涉及电加热设备控制领域，尤其涉及一种多发热杯并联结构，可用于供水供热的热水器、开水器等对液体加热的设备的控制方法。

背景技术

日常所用的即热式热水器一般只有一个发热杯，受于加热功率的限制，热水会供应不上，不能满足大量用热水的需求。为了解决这个问题，需要采用大功率的发热杯的即热式热水，但是采用特别定制的温控器、功率开关等原件以满足大功率情况下的使用，显然成本较高。另有采用多个较小功率发热杯进行串联在一起，由一个启动装置来控制机器工作的改进方案，但这样易造成局部温度过高而影响机器使用寿命，若启动装置损坏则所有的发热杯都无法工作。且由于每个发热杯长期在不同温度下工作，使用寿命不一。

为解决这个问题，中国专利公开号CN 201844529 U的专利方案提出了一种多发热杯并联结构的即热式热水器。但是，该技术方案中的水温控制是藉由每个子发热杯单独控制加热后再进行混合实现，因此总出水温度稳定性较差，且出水管路太长具有热损失。基于此，另一中国专利公开号CN 104034046 A的专利方案在此基础提出了改进，额外增加一个母发热杯来将多个子发热杯的混合出水进行二次加热和温度再次调整，从而可以保证热水出水温度的稳定性较高。但是，额外增加一个母发热杯显然会带动成本的提高。此外，无论是CN 201844529 U的专利方案还是CN 104034046 A的专利方案还存在一个未解决的技术问题。二者均未考虑到，当进水水流不足的情况下，分配到多个子发热杯的流量是较小的，而流量开关（或是流量调节阀）是具有一定检测范围的，对于超出检测下限的较小流量是不能准确检测，从而使热水器在输入水流不足（自来水管水压不够）的情况下，无法基于准确的流量值来进行良好的温度调控。

发明内容

因此，本发明提出一种能够适用于较低水流情况下的稳定温度调控的多发热杯并联结构即热热水器的控制方法。

本发明采用如下技术方案实现：

一种基于多发热杯并联结构即热热水器的控制方法，用于对多发热杯并联结构即热热水器进行控制，该多发热杯并联结构即热热水器是：一进水管道分配到n个并联的发热杯进行加热，n的数量是2个以上，这些n个发热杯再混合输出到出水管道供给用户，且流向这些n个发热杯的n个支路中，除其中一个外，均配置有用于对发热杯的进水端进行通断控制的阀门单元；该控制方法是：初始时，先开启所有n-1个支路上的阀门单元，使n个发热杯均注满水，然后关闭所有n-1个支路上的阀门单元，并设定两个流量比较值，分别是L1和L2，L2大于L1，如果当前检测到的流量值大于L2，逐一地开启支路上的阀门单元，直到当前检测到的流量值落于L1与L2之间的范围及等于L1或L2，如果当前检测到的流量值小于L1，逐一地关闭支路上的阀门单元，直到当前检测到的流量值落于L1与L2之间的范围及等于L1或L2；当前支路上的阀门单元开启的这些发热杯及支路未配置阀门单元的发热杯则根据当前流量和温度来分别独立控制加热功率变化，使其加热到基本设定温度值，当前支路上的阀门单元开启的这些发热杯及支路未配置阀门单元的发热杯混合输出到出水管道后，这些发热杯的其中一个根据混合后的温度反馈，再进行反馈微调整控温，使热水器的出水完全达到设定温度值。

本发明的多发热杯并联结构即热热水器的控制方法，可以使多发热杯并联结构即热热水器在较低水流情况下，进行准确地流量检测，并进行稳定温度调控。

附图说明

图1是本发明的一实施例的结构示意图；

图2是本发明一实施例的控制流程图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明提出一种基于多发热杯并联结构即热热水器的控制方法,用于对多发热杯并联结构即热热水器进行控制。该多发热杯并联结构即热热水器是与专利公开号CN201844529 U的结构类似的，均是：一进水管道分配到n个并联的发热杯进行加热，n的数量是2个以上，这些n个发热杯再混合输出到出水管道供给用户。不同之处是：流向这些n个发热杯的n个支路中，除其中一个外，均配置有用于对发热杯的进水端进行通断控制的阀门单元。该控制方法是：初始时，先开启所有n-1个支路上的阀门单元，使n个发热杯均注满水，然后关闭所有n-1个支路上的阀门单元，并设定两个流量比较值，分别是L1和L2，L2大于L1，如果当前检测到的流量值大于L2，逐一地开启支路上的阀门单元，直到当前检测到的流量值落于L1与L2之间的范围及等于L1或L2，如果当前检测到的流量值小于L1，逐一地关闭支路上的阀门单元，直到当前检测到的流量值落于L1与L2之间的范围及等于L1或L2；当前支路上的阀门单元开启的这些发热杯及支路未配置阀门单元的发热杯则根据当前流量和温度来分别独立控制加热功率变化，使其加热到基本设定温度值，当前支路上的阀门单元开启的这些发热杯及支路未配置阀门单元的发热杯混合输出到出水管道后，这些发热杯的其中一个根据混合后的温度反馈，再进行反馈微调整控温，使热水器的出水完全达到设定温度值。

其中，由于各支路是并联的，因此用于与L1和L2进行比较的检测流量值的流量检测可以选用任一当前开启支路来进行，但由于未配置阀门单元的支路是始终开启的，因此优选是基于该未配置阀门单元的支路的流量检测进行。同样的，用于进行反馈微调整控温的发热杯是支路也是优选选用始终开启的未配置阀门单元的发热杯。

同时，由于进水管道的总流量有可能过低，则就需要对此进行安全保护的考虑，本发明还包括一个低水量报警提示的步骤，具体是：当逐一地全部关闭了n-1个支路上的阀门单元后（即仅剩该始终开启的未配置阀门单元的支路流通情况下），如果当前检测到的流量值依然小于L1，则输出一个低水量报警提示，后续可由用户关闭热水器或者由系统自动关闭，以达到安全保护的目的。

补充说明的是，各发热杯根据当前流量和温度来分别独立控制加热功率变化，使其加热到基本设定温度值的加热控温方法，以及其中一个发热杯根据混合后的温度反馈，再进行反馈微调整控温方法，均与现有技术是相同的，是基于流量值和当前温度值及设定温度值的温差来对加热功率进行实时调控的过程，例如可以采用PID精确控制算法、PID模糊控制算法等，非本发明的重点，于此不再详细展开说明。

参阅图1所示，本发明的一实施例的多发热杯并联结构即热热水器是以3个并联的发热杯为例进行展示说明，实际应用的数量上可不以此为限。该实施例具体的：一进水管道40分配到3个并联的发热杯进行加热，分别是1号本体10、2号本体20、3号本体30，流向这些3个发热杯的3个支路中，除其中1号本体10的支路外，均配置有分别用于对2号本体20、3号本体30的进水端进行通断控制的阀门单元24、34（优选采用电磁阀），并且为了能够对每个发热杯的流量进行采集、温度进行控制、以及进行加热，1号本体10、2号本体20、3号本体30的流入支路上还分别设置有流量计11、21、31，1号本体10、2号本体20、3号本体30上分别设置有温控器12、22、32，1号本体10、2号本体20、3号本体30的内部分别设置有加热单元13、23、33，经由1号本体10、2号本体20、3号本体30加热后的热水再混合输出到出水管道50供给用户。优选的，该实施例的出水管道50上还设有一个用于检测出水温度的温度传感器（图中未画出）。该实施例还具有一个控制板70来对该多发热杯并联结构即热热水器进行总控制。与现有技术类似的，该实施例的控制板70上用于对1号本体10、2号本体20、3号本体30的加热功率进行控制的功率开关器件60可以被安装到进水管道40以进行水冷冷却。该实施例的未详细说明部分及其他未说明部分，例如通常还包括壳体等部件，这些均是与现有技术的即热热水器是相同和相似的，不再一一说明。

参阅图2所示，该实施例的控制方法是：初始时，先开启所有2个支路上的阀门单元24、34，（1号本体10的支路没有阀门单元，始终开启流通）使1号本体10、2号本体20、3号本体30先均注满水，然后关闭2号本体20、3号本体30的2支路上的阀门单元24、34，仅1号本体10进水。根据流量计11、21、31的计量范围（以确保能够在计量范围内进行精确计量采集），设定两个流量比较值，分别是L1和L2，且L2大于L1，例如设定L1是2升/分钟，L2是5升/分钟。

获取1号本体10的流入支路上的流量计11的计量值，如果当前检测到的流量值大于L2（5升/分钟），逐一地开启支路上的阀门单元（逐一地开启2号本体20、3号本体30的支路），直到当前检测到的1号本体10的流量值落于L1（2升/分钟）与L2（5升/分钟）之间的范围及等于L1（2升/分钟）或L2（5升/分钟）。逐一地开启支路上的阀门单元是先使开启2号本体20通水，一旦通水后，则热水器的进水管道40的总流量立刻平均分配给1号本体10和2号本体20、如果此时在流量比较值的范围内或两流量比较值的端点值时，就不再开启3号本体30的支路，否则表面总流量分配给1号本体12和2号本体20的支路流量依然过大，则还继续得开启3号本体30的支路进行分流。同理的，获取1号本体10的流入支路上的流量计11的计量值，如果当前检测到的流量值小于L1（2升/分钟），逐一地关闭支路上的阀门单元（逐一地开启2号本体20、3号本体30的支路），直到当前检测到的流量值落于L1与L2之间的范围及等于L1或L2。这样，通过上述的控制过程，即可确保1号本体10和/或2号本体20和/或3号本体30上的流量计11、21、31是在合理的计量范围内，可以进行精确计量采集，从而使后续温控更稳定。

同时，还包括一个低水量报警提示的步骤，具体是：当逐一地全部关闭了2号本体20和3号本体30个支路上的阀门单元24、34后，如果获取1号本体10的流入支路当前检测到的流量值依然小于L1（2升/分钟），则表明进水管道40的总流量是不足的，输出一个低水量报警提示。

根据具体流量不同，当前支路上的阀门单元是开启的这些发热杯（可能包括和不包括2号本体20和/或3号本体30）及支路未配置阀门单元的发热杯（1号本体10）则根据当前流量（优选是根据各自的流量计11/21/31的计量值，虽然支路分配的流量基本是相同的，但是会有略微的差异）和温度（根据温控器12/22/32采集的温度）来分别独立控制加热单元13/23/33加热功率变化，使其加热到基本设定温度值。

当前支路上的阀门单元是开启的这些发热杯（可能包括和不包括2号本体20和/或3号本体30）及支路未配置阀门单元的发热杯（1号本体10）混合输出到出水管道50后，这些发热杯的其中一个（优选是1号本体10）根据水管道50上温度传感器采集到的混合后的温度反馈，再进行反馈微调整控温，适当调整1号本体10的温度，使热水器的出水完全达到设定温度值。由于该实施例可以根据流量变化情况来开启和关闭各发热杯的支路，使各发热杯的流量计量准确，从而使温控准确可靠，再利用可以确保温控准确可靠的一个发热杯来进行最终出水温度的反馈微调整控温，相比于专利公开号CN 104034046 A的专利方案，省略了一个母发热杯的结构，简化了结构，节约了成本。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.基于多发热杯并联结构即热热水器的控制方法，用于对多发热杯并联结构即热热水器进行控制，该多发热杯并联结构即热热水器是：一进水管道分配到n个并联的发热杯进行加热，n的数量是2个以上，这些n个发热杯再混合输出到出水管道供给用户，且流向这些n个发热杯的n个支路中，除其中一个外，均配置有用于对发热杯的进水端进行通断控制的阀门单元；该控制方法是：初始时，先开启所有n-1个支路上的阀门单元，使n个发热杯均注满水，然后关闭所有n-1个支路上的阀门单元，并设定两个流量比较值，分别是L1和L2，L2大于L1，如果当前检测到的流量值大于L2，逐一地开启支路上的阀门单元，直到当前检测到的流量值落于L1与L2之间的范围及等于L1或L2，如果当前检测到的流量值小于L1，逐一地关闭支路上的阀门单元，直到当前检测到的流量值落于L1与L2之间的范围及等于L1或L2；当前支路上的阀门单元开启的这些发热杯及支路未配置阀门单元的发热杯则根据当前流量和温度来分别独立控制加热功率变化，使其加热到基本设定温度值，当前支路上的阀门单元开启的这些发热杯及支路未配置阀门单元的发热杯混合输出到出水管道后，这些发热杯的其中一个根据混合后的温度反馈，再进行反馈微调整控温，使热水器的出水完全达到设定温度值。

2.根据权利要求1所述的基于多发热杯并联结构即热热水器的控制方法，其特征在于：用于与L1和L2进行比较的检测流量值是基于未配置阀门单元的支路的流量检测。

3.根据权利要求1所述的基于多发热杯并联结构即热热水器的控制方法，其特征在于：用于进行反馈微调整控温的发热杯是支路未配置阀门单元的发热杯。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于多发热杯并联结构即热热水器的控制方法，其特征在于：还包括一个低水量报警提示的步骤，具体是：当逐一地全部关闭了n-1个支路上的阀门单元后，如果当前检测到的流量值依然小于L1，则输出一个低水量报警提示。