CN111707002A - 燃气热水器进水温度计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃气热水器进水温度计算方法，包括：燃气热水器初始化控制程序时，T＝T0，其中T为燃气热水器中存储的理论进水温度，T0为设定的初始温度；燃气热水器在未开机的状态下通水时，T＝T1，其中T1为检测到的通水的出水温度；燃气热水器开机工作过程中，当实际出水温度W与用户设定的出水温度W0有差异时，则进行当前实际进水温度的反算并对按照计算值更新理论进水温度T。燃气热水器根据存储的进水温度T进行工作。该燃气热水器进水温度计算方法能够在燃气热水器的使用过程中完成进水温度的计算，尽可能使得计算获取的理论进水温度更接近实际进水温度，保证燃气热水器各个工作阶段的出水温度稳定性。

Description

燃气热水器进水温度计算方法

技术领域

本发明涉及一种燃气热水器进水温度计算方法。

背景技术

为了降低产品的成本，目前很多燃气热水器产品中并未设置进水温度传感器，燃气热水器工作时无法获取进水温度。或者一些燃气热水器在使用过程中进水温度传感器出现故障或者失效，燃气热水器工作过程中无法准确检测燃气热水器中的进水温度。这些情况会对燃气热水器的燃烧工作造成很大的影响，直接影响客户的使用。

申请公布号为CN108534346A(申请号为201710124324.X)的中国发明专利申请《一种燃气热水器控制方法及燃气热水器》，其中公开的燃气热水器的控制方法，获取热水器的水流量、出水温度以及燃烧热量等数据进行计算出进水温度，再根据进水温度计算出需求热量。而燃烧热量则是根据设计热值进行计算获取的，因此该过程仅能应用在燃气热水器启动的前期，无法应用在燃气热水器为用户提供用水的真正工作时段内。即该方法在燃气热水器启动的前期需要工作K时间段来完成进水温度的计算，以确定当前燃气热水器的进水温度，为燃气热水器的工作中的控制提供进水温度数据。该时间段内的出水温度因为固定的燃烧热量以及不确定的水流量而无法得到保障，特别在用户开启的水流量较小时，容易出现燃气热水器出水温度过高的情况，同时延长了燃气热水器达到设定出水温度的时间，用户体验差。另外，如果在计算进水温度的过程K时间段内，入股出现水流波动的情况，特别在水流波动频率较高的情况下，出水温度无法对应于水流波动频率进行快速的调整，使得计算出的进水温度的准确性大大降低，进而对燃气热水器的后续控制造成极大的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能够在燃气热水器的使用过程中完成进水温度的计算，同时根据燃气热水器不同的工作阶段具体情况确定进水温度计算的时机，能够尽可能使得计算获取的理论进水温度更接近实际进水温度，保证燃气热水器各个工作阶段的出水温度稳定性的燃气热水器进水温度计算方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种燃气热水器进水温度计算方法，其特征在于：包括

状态1、燃气热水器初始化控制程序时，T＝T0，其中T为燃气热水器中存储的理论进水温度，T0为设定的初始温度；

状态2、燃气热水器在未开机的状态下通水时，T＝T1，其中T1为检测到的通水的出水温度；

燃气热水器开机工作过程中：

状态3、在燃气热水器的比例阀电流I小于设定的小电流阈值I0时，该小电流阈值I0大于比例阀最小工作电流Imin，如果检测到的实际出水温度W与用户设定的出水温度W0不同，则进行当前实际进水温度T2的反算，并更新燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T2；

状态4、燃气热水器的快速加热阶段，如果W－W0＞0时，则进行当前实际进水温度T3的反算，并更新燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T3；

状态5、燃气热水器的温度稳定阶段，如果检测到的实际出水温度W与用户设定的出水温度W0之间的差值绝对值超过设定的温差阈值C，则进行当前实际进水温度T4 的反算，并更新燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T4；

燃气热水器根据存储的进水温度T进行工作。

燃气热水器结束工作时，燃气热水器中存储的理论进水温度是接近于当时的进水温度的，但是当燃气热水器结束工作后，燃气热水器的长时间静置后，燃气热水器内的进水温度往往相对于当前燃气热水器中存储的理论进水温度会发生相对较大的变化，为了消除该因素对进水温度反算的限制以及对燃气热水器其他功能响应控制的影响，如果当前燃气热水器中存储的理论进水温度T，在更新时当次的燃气热水器工作结束后的时间超过设定时间阈值A，则对燃气热水器中存储的理论进水温度T进行超时标记。

为了在特殊工况下使得理论进水温度更接近于实际进行温度，在状态3的情况下，如果当前燃气热水器处于最小段位燃烧，当前的比例阀电流I＝Imin，当前检测的出水温度W大于用户设定的出水温度W0，当前燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T1，并且T没有超时标记，则不进行当前实际进水温度T2的反算。

为了在特殊工况下使得理论进水温度更接近于实际进行温度，在状态4的情况下：

如果W－W0＞C，当前燃气热水器处于最小段位燃烧，当前的比例阀电流I＝Imin，当前燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T1，并且T没有超时标记，则不进行当前实际进水温度T3的反算；

如果0＜W－W0≤C，当前燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T1时，并且T没有超时标记，则不进行当前实际进水温度T3的反算。

为了避免其他扰动因素导致出水温度过高，而影响计算的进水温度与实际进水温度的差异过大，在状态4的情况下，如果W－W0＞C，在持续满足进行当前实际进水温度T3的反算的条件下，将当前实际进水温度T3的反算的次数限制在设定次数内。

优选地，在更新T＝T3的同时，如果此前T为没有超时标记的T1或者T2，则使用更新后的T进行燃气热水器的燃烧控制，使用未更新前的T进行燃气热水器的低气压控制、水流波动控制。

为了在特殊工况下使得理论进水温度更接近于实际进行温度，在状态5的情况下，如果当前燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T1并且T没有超时标记，则不进行当前实际进水温度T4的反算。

为了避免计算的理论进水温度的不准确性导致燃气热水器出现更糟糕的工作状态，燃气热水器在以下任一情况下，仅响应燃气热水器的燃烧控制，不响应燃气热水器的低气压控制，不响应燃气热水器的水流波动控制；

情况1：T＝T0；

情况2：T＝T1且T具有超时标记；

情况3：T＝T2且T具有超时标记；

情况4：T＝T3；

情况5：T＝T4。

优选地，燃气热水器下次开机工作时，判断是否当前存储的进水温度T＞Tmax，如果是，则更新T＝T0，Tmax＞T0。

优选地，根据当前燃气热水器中存储的理论进水温度T、用户设定的出水温度W0以及检测的当前的水流量L获取对应的理论负荷Q0，进而根据理论负荷Q0、检测的实际出水温度W以及检测的当前的水流量L计算各实际进水温度Ti，Ti＝W－Q0/L，i为 2、3或4。

与现有技术相比，本发明的优点在于：燃气热水器进水温度计算方法，在燃气热水器的正常使用过程中完成进水温度的计算，无需单独设置燃气热水器进水温度的进行计算的工作时段，相应不会延长前期到达燃气热水器设定的温度的时长，用户体验好。另外在燃气热水器处于不同的状态下，根据燃气热水器工作的特点分别针对性的确定进水温度，使得确定的理论进水温度更接近于实际进水温度，对燃气热水器的控制更加精准，相应燃气热水器的出水温度能够更接近于设定温度且出水温度的稳定性好。并且在燃气热水器启动时，可以利用燃气热水器中存储的理论进水温度直接开始进行工作，通常燃气热水器在家庭中的使用频率相对较高，两次开启燃气热水器之间的时间不会过长，燃气热水器进水端的进水温度变动不大，因此利用前次燃气热水器中存储的理论进水温度进行工作时，该理论进水温度非常接近实际进水温度，因此在一段相对长的时间内，燃气热水器工作过程中几乎不需要进行进水温度的反算，即需要进行进水温度反算的次数较少，并且使得对燃气热水器的出水温度的控制比较精准。

附图说明

图1为本发明实施例中燃气热水器进水温度计算方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的燃气热水器进水温度计算方法，应用在未设置进水温度传感器，但是设置了出水温度传感器、水流量传感器的燃气热水器中，为了保证燃气热水器能够有效进行工作，以使得出水温度达到设定温度，需要对在燃气热水器中存储一个理论进水温度T，以进行燃气热水器的工作控制。具体包括以下几种状态下的进水温度计算方法。

燃气热水器结束工作时，燃气热水器中存储的理论进水温度是接近于当时的进水温度的，但是当燃气热水器结束工作后，燃气热水器的长时间静置后，燃气热水器内的进水温度往往相对于当前燃气热水器中存储的理论进水温度会发生相对较大的变化，为了消除该因素对进水温度反算的限制以及对燃气热水器其他功能响应控制的影响，如果当前燃气热水器中存储的理论进水温度T，在更新时当次的燃气热水器工作结束后的时间超过设定时间阈值A，则对燃气热水器中存储的理论进水温度T进行超时标记。下次燃气热水器开启时已经距离上次开启有一段时间，这段时间内，进水温度应该是发生了变化的，该理论进水温度T很有可能偏离了实际的进水温度，则不能过于信任该理论出水温度。具体的设定时间阈值A可以根据需要进行具体设置，如可以设置为一天，或者设置为几个小时，或者设置为几十分钟等，本实施例中A为10分钟。因为10分钟内无论是环境还是其他因素对燃气热水器进水端的温度影响很小，不会导致实际进水温度发生过大的变化，而前次更新的理论进水温度T又是接近与实际进水温度的，则继续使用该理论进水温度T仍能很好的实现对燃气热水器的工作控制。

状态1、燃气热水器初始化控制程序时，T＝T0，其中T为燃气热水器中存储的理论进水温度，T0为设定的初始温度。该状态主要应用与燃气热水器刚出厂时，或者燃气热水器内的控制芯片进行更换时，直接为燃气热水器控制程序中的理论进水温度T进行赋值，赋值为T0，保证燃气热水器在启动后能够进行正常工作。本实施例中T0＝25℃，利用T0作为理论进水温度进行工作时，往往该理论进水温度与实际的进水温度相差较大，需要在燃气热水器在工作时根据下述状态下的进水温度计算方法进行进水温度的反算。

状态2、燃气热水器在未开机的状态下通水时，T＝T1，其中T1为检测到的通水的出水温度。通常在燃气热水器刚安装好后通水时，以及燃气热水器在通电的状态下用户忘记对燃气热水器进行开机操作，会出现这种状态，此时，水流会在不加热的情况下流经燃气热水器内的水路而到达燃气热水器的出口位置，此时，燃气热水器出水温度等于进水温度，通常在燃气热水器通水15秒至45秒以后，将燃气热水器内存留的水都排出后，利用燃气热水器出口处安装的温度传感器检测该出水温度T1，进而为燃气热水器中存储的理论进水温度T赋值。该T1为准确的进水温度。具体的在通水时间达到多少时进行出水温度T1的检测可以根据燃气热水器中通水的水流量进行确定，如果通水的水流量较大，可以在通水较短时间后进行T1的检测，如果通水的水流量较小，可以在通水较长的时间后进行T1的检测。

燃气热水器开机工作过程中会出现以下几种状态。

状态3、在燃气热水器的比例阀电流I小于设定的小电流阈值I0时，该小电流阈值I0大于比例阀最小工作电流Imin，如果检测到的实际出水温度W与用户设定的出水温度W0不同，则进行当前实际进水温度T2的反算，并更新燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T2。本实施例中I0＝Imin+0.3(Imax－Imin)，其中Imax为比例阀最大工作电流。燃气热水器的比例阀电流I小于设定的小电流阈值I0时，则说明燃气热水器处于各段位的小负荷燃烧状态，通常出水温度是应该能够达到设定温度的，待出水温度稳定后，如果此时检测的出水温度与设定的出水温度相差较大，则判断当前存储的理论进水温度与实际的进水温度之间具有差异，需要进行进水温度的反算，使得燃气热水器进行控制使用的理论进行温度接近于实际进水温度。

该状态下仅有一种情况例外：为了在特殊工况下使得理论进水温度更接近于实际进行温度，在状态3的情况下，如果当前燃气热水器处于最小段位燃烧，当前的比例阀电流I＝Imin，当前检测的出水温度W大于用户设定的出水温度W0，当前燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T1，并且T没有超时标记，则不进行当前实际进水温度T2的反算。因为没有超时标记的T1已经是进水温度的真实值了。如果此时仍然出现实际出水温度超过设定温度则可能是因为进水的温度比较高或者设定的出水温度比较低，即使燃气热水器工作在最小段位且比例阀电流为Imin，仍然会使得实际的出水温度高于设定的出水温度。如果此时进行进水温度的反算，反而会使得理论进水温度偏离实际的进水温度，因此此时不进行进水温度的反算，仍然保持T＝T1。

状态4、燃气热水器的快速加热阶段，可以通过出水温度的检测来判断燃气热水器是否处于快速加热阶段，燃气热水器处于快速加热阶段时，出水温度不断的增大，在出水温度的增大速度变缓时，则判断燃气热水器的快速加热阶段接近结束。

如果W－W0＞0时，则进行当前实际进水温度T3的反算，并更新燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T3，燃气热水器根据更新后的理论进水温度进行燃气热水器的工作控制。

为了在特殊工况下使得理论进水温度更接近于实际进行温度，在状态4的情况下：

如果W－W0＞C，当前燃气热水器处于最小段位燃烧，当前的比例阀电流I＝Imin，当前燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T1，并且T没有超时标记，则不进行当前实际进水温度T3的反算。不进行T3的反算的原因同前述原因。

为了避免其他扰动因素导致出水温度过高，而影响计算的进水温度与实际进水温度的差异过大，在状态4的情况下，如果W－W0＞C，在持续满足进行当前实际进水温度T3的反算的条件下，将当前实际进水温度T3的反算的次数限制在设定次数内，两次相邻的反算之间的具有一定的时间差，本实施例中设定次数为二次，两次反算之间的时间差为3.5秒，如此可以使得调整理论进水温度后，检测的出水温度相对稳定。反算次数的限制避免因为其他扰动因素引起出现的W－W0＞C的情况而导致T3的反算的次数过多，降低了理论进水温度T因其他扰动因素影响而偏离实际进水温度过多的情况。

如果0＜W－W0≤C，当前燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T1时，并且T没有超时标记，则不进行当前实际进水温度T3的反算，此时则可以通过切阀实现燃烧段的切换以及调整比例阀电流来保证出水温度达到设定出水温度。

前述的C为温差阈值，C选择人体感温基本感受不到变化的温度范围，本实施例中C＝3℃。

在更新T＝T3的同时，如果此前T为没有超时标记的T1或者T2，则使用更新后的 T进行燃气热水器的燃烧控制，使用未更新前的T进行燃气热水器的低气压控制、水流波动控制。在此前T为没有超时标记的T1或者T2的条件下更新T＝T3，则是为了更快的实现出水温度达到设定出水温度，满足客户需求，但是更新后的T3很可能没有此前的T更接近于实际进水温度，如果用该T3来实现燃气热水器针对水流波动以及低气压的控制很可能使得出水温度更加偏离设置的出水温度。因而使用此前更接近于实际进水温度的没有超时标记的T1或者T2来实现燃气热水器针对水流波动以及低气压的控制，更能保证燃气热水器的整体工作性能。

状态5、燃气热水器的温度稳定阶段，可以通过出水温度的检测来判断燃气热水器是否处于快速加热阶段，如果出水温度连续一端时间几乎没有变化，则认为燃气热水器进入温度稳定工作阶段。处于该工作阶段时，如果检测到的实际出水温度W与用户设定的出水温度W0之间的差值绝对值超过设定的温差阈值C，最好是需要一段时间出现 |W-W0|＞C的情况，如|W-W0|＞C的情况持续20秒，则进行当前实际进水温度T4的反算，并更新燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T4。

为了在特殊工况下使得理论进水温度更接近于实际进行温度，在状态5的情况下，如果当前燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T1并且T没有超时标记，则不进行当前实际进水温度T4的反算，仅通过切阀操作或者调整比例阀电流来实现出水温度的调整。

为了避免反算的理论进水温度的不准确性导致燃气热水器出现更糟糕的工作状态，燃气热水器在以下任一情况下，仅响应燃气热水器的燃烧控制，不响应燃气热水器的低气压控制，不响应燃气热水器的水流波动控制：

情况1：T＝T0；

情况2：T＝T1且T具有超时标记；

情况3：T＝T2且T具有超时标记；

情况4：T＝T3；

情况5：T＝T4。

前述各状态中，根据当前燃气热水器中存储的理论进水温度T、用户设定的出水温度W0以及检测的当前的水流量L获取对应的理论负荷Q0，进而根据理论负荷Q0、检测的实际出水温度W以及检测的当前的水流量L计算各实际进水温度Ti，Ti＝W－Q0/L， i为2、3或4。

燃气热水器下次开机工作时，判断是否当前存储的理论进水温度T＞Tmax，如果是，则更新T＝T0，Tmax＞T0，燃气热水器根据存储的进水温度T进行工作，本实施例中 Tmax＝28℃。因为进水温度如此高的情况比较少，可认为是意外因素导致出现的情况，因此下次使用燃气热水器时，则将该理论进水温度T替换为设定的初始温度。

该燃气热水器进水温度计算方法，在燃气热水器的正常使用过程中完成进水温度的计算，无需单独设置燃气热水器进水温度的进行计算的工作时段，相应不会延长前期到达燃气热水器设定的温度的时长，用户体验好。另外在燃气热水器处于不同的状态下，根据燃气热水器工作的特点分别针对性的确定进水温度，使得确定的理论进水温度更接近于实际进水温度，对燃气热水器的控制更加精准，相应燃气热水器的出水温度能够更接近于设定温度且出水温度的稳定性好。并且在燃气热水器启动时，可以利用燃气热水器中存储的理论进水温度直接开始进行工作，通常燃气热水器在家庭中的使用频率相对较高，两次开启燃气热水器之间的时间不会过长，燃气热水器进水端的进水温度变动不大，因此利用前次燃气热水器中存储的理论进水温度进行工作时，该理论进水温度非常接近实际进水温度，因此在一段相对长的时间内，燃气热水器工作过程中几乎不需要进行进水温度的反算，即需要进行进水温度反算的次数较少，并且使得对燃气热水器的出水温度的控制比较精准。

Claims (10)

1.一种燃气热水器进水温度计算方法，其特征在于：包括

状态1、燃气热水器初始化控制程序时，T＝T0，其中T为燃气热水器中存储的理论进水温度，T0为设定的初始温度；

状态2、燃气热水器在未开机的状态下通水时，T＝T1，其中T1为检测到的通水的出水温度；

燃气热水器开机工作过程中：

状态3、在燃气热水器的比例阀电流I小于设定的小电流阈值I0时，该小电流阈值I0大于比例阀最小工作电流Imin，如果检测到的实际出水温度W与用户设定的出水温度W0不同，则进行当前实际进水温度T2的反算，并更新燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T2；

状态4、燃气热水器的快速加热阶段，如果W－W0＞0时，则进行当前实际进水温度T3的反算，并更新燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T3；

状态5、燃气热水器的温度稳定阶段，如果检测到的实际出水温度W与用户设定的出水温度W0之间的差值绝对值超过设定的温差阈值C，则进行当前实际进水温度T4的反算，并更新燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T4；

燃气热水器根据存储的进水温度T进行工作。

2.根据权利要求1所述的燃气热水器进水温度计算方法，其特征在于：如果当前燃气热水器中存储的理论进水温度T，在更新时当次的燃气热水器工作结束后的时间超过设定时间阈值A，则对燃气热水器中存储的理论进水温度T进行超时标记。

3.根据权利要求2所述的燃气热水器进水温度计算方法，其特征在于：在状态3的情况下，如果当前燃气热水器处于最小段位燃烧，当前的比例阀电流I＝Imin，当前检测的出水温度W大于用户设定的出水温度W0，当前燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T1，并且T没有超时标记，则不进行当前实际进水温度T2的反算。

4.根据权利要求2所述的燃气热水器进水温度计算方法，其特征在于：在状态4的情况下：

如果W－W0＞C，当前燃气热水器处于最小段位燃烧，当前的比例阀电流I＝Imin，当前燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T1，并且T没有超时标记，则不进行当前实际进水温度T3的反算；

如果0＜W－W0≤C，当前燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T1时，并且T没有超时标记，则不进行当前实际进水温度T3的反算。

5.根据权利要求4所述的燃气热水器进水温度计算方法，其特征在于：在状态4的情况下，如果W－W0＞C，在持续满足进行当前实际进水温度T3的反算的条件下，将当前实际进水温度T3的反算的次数限制在设定次数内。

6.根据权利要求5所述的燃气热水器进水温度计算方法，其特征在于：在更新T＝T3的同时，如果此前T为没有超时标记的T1或者T2，则使用更新后的T进行燃气热水器的燃烧控制，使用未更新前的T进行燃气热水器的低气压控制、水流波动控制。

7.根据权利要求2所述的燃气热水器进水温度计算方法，其特征在于：在状态5的情况下，如果当前燃气热水器中存储的理论进水温度T＝T1并且T没有超时标记，则不进行当前实际进水温度T4的反算。

8.根据权利要求2至7任一权利要求所述的燃气热水器进水温度计算方法，其特征在于：燃气热水器在以下任一情况下，仅响应燃气热水器的燃烧控制，不响应燃气热水器的低气压控制，不响应燃气热水器的水流波动控制；

情况1：T＝T0；

情况2：T＝T1且T具有超时标记；

情况3：T＝T2且T具有超时标记；

情况4：T＝T3；

情况5：T＝T4。

9.根据权利要求1至5任一权利要求所述的燃气热水器进水温度计算方法，其特征在于：燃气热水器下次开机工作时，判断是否当前存储的进水温度T＞Tmax，如果是，则更新T＝T0，Tmax＞T0。

10.根据权利要求1至7任一权利要求所述的燃气热水器进水温度计算方法，其特征在于：根据当前存储的进水温度T、用户设定的出水温度W0以及检测的当前的水流量L获取对应的理论负荷Q0，进而根据理论负荷Q0、检测的实际出水温度W以及检测的当前的水流量L计算各实际进水温度Ti，Ti＝W－Q0/L，i为2、3或4。

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