CN112594936A - 即热式加热体预热控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及饮水领域的加热设备，公开即热式加热体预热控制方法，先开启加热体(1)对其内的水进行预热，同时电压检测模块(2)检测当前电压U₁，待温度检测模块(3)检测到加热体(1)内的水温达到或者接近目标温度时，再开启水泵(4)。检测加热体当前电压，计算预热时间并预测加热体中的水温。不仅能获得新鲜的热水，而且能够加热体中的水温更快地上升到设定值进而让实际取到水杯中的水温更接近设定值，从而解决杯中水温过低导致茶叶泡不开、方便面泡不开等问题。

Description

即热式加热体预热控制方法

技术领域

本发明涉及饮水领域的加热设备，尤其涉及即热式加热体预热控制方法。

背景技术

为了获得新鲜的热水，目前比较常见的解决方案是采用即热式加热体对水进行即时加热，待热平衡后获得设定温度值的热水。受管路余水及加热体达到热平衡的时间较长等因素的影响，实际取到水杯中的水前面一段是偏离设定水温的。当环境温度较低且机器处于冷态时，水杯中的水温是低于设定值较多的，严重时将会导致茶叶泡不开、方便面泡不开等问题。

专利号：201611012572.7公开了一种水加热器的大流量取水调温方法，在确保出水温度符合设置温度的同时，优先地讲出水流量调至最大。实际应用时，受管路余水及加热体达到热平衡的时间较长等因素的影响，实际取到水杯中的水前面一段是偏离设定水温的。当环境温度较低且机器处于冷态时，水杯中的水温是低于设定值较多的，严重时将会导致茶叶泡不开、方便面泡不开等问题。

发明内容

本发明针对现有技术中首段取水温度偏低的缺点，提供即热式加热体预热控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

即热式加热体预热控制方法，包括：

先开启加热体对其内的水进行预热，同时电压检测模块检测当前电压U₁，待温度检测模块检测到加热体内的水温达到或者接近目标温度时，再开启水泵。

检测加热体当前电压，计算预热时间并预测加热体中的水温。不仅能获得新鲜的热水，而且能够加热体中的水温更快地上升到设定值进而让实际取到水杯中的水温更接近设定值，从而解决杯中水温过低导致茶叶泡不开、方便面泡不开等问题。

作为优选，当P₁＝P₀时，预热时间t＝C×m△T/P₀，C为水比热容，m为加热体容积对应的水的质量，ΔT为加热前后的目标温升，P₁为加热体实际功率，P₀为加热体额定功率。这样可以让实际取到水泵中的水温更接近设定值。预热的时间并不是固定不变的，它和水比热容C、加热体容积对应的水的质量对应的水的质量m、加热前后的目标温升ΔT、加热体实际功率P₁等因素密切相关。

作为优选，当P₁≠P₀时，P₁＝(U₁ ²/U₀ ²)×P₀，U₀为额定电压，预热时间t＝C×m△TU₀ ²/(U₁ ²×P₀)。

作为优选，温度传感器安装在加热体外部的出水口位置。加热体中的水温在冷却过程中不直接用传感器测量而是用数学模型预测。

作为优选，预热前加热体中的实际水温进行预热时间计算，对每次加热体加热完成后开始自然冷却的过程中加热体中的实时水温进行预测。若直接刚取过热水的情况下仍然以环境温度作为起始温度进行预热，将会出现预热过度进而导致出水嘴喷气的危险情况。

作为优选，设定加热体内的水在从每次加热完成后开始自然冷却的时刻为起点任意时刻t’的温度为u’＝u(t’)，则加热体内水温变化速率用du’/dt’表示，du’/dt’＝-k(u₀-u₁)，u₀为最后一次放热水时的出水温度，u₁为环境温度，k的数值为0.03365，t’时刻水的温度u’＝u₁+(u₀-u₁)e^-0.03365t’，预热时间t＝C×m(u-u’)U₀ ²/(U₁ ²×P₀)，u为目标温度。

作为优选，温度检测模块检测当前温度值并将其温度信息发送给控制器，电压检测模块检测加热体当前电压值并将其电压信息发送控制器，控制器分析温度信息和电压信息并来控制加热体和水泵的启停。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

检测加热体当前电压，计算预热时间并预测加热体中的水温。不仅能获得新鲜的热水，而且能够加热体中的水温更快地上升到设定值进而让实际取到水杯中的水温更接近设定值，从而解决杯中水温过低导致茶叶泡不开、方便面泡不开等问题。

附图说明

图1是本发明框架结构示意图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，1—加热体、2—电压检测模块、3—温度检测模块、4—水泵、5—控制器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

即热式加热体预热控制方法，如图1所示，包括：

先开启加热体1对其内的水进行预热，同时电压检测模块2检测当前电压U₁，待温度检测模块3检测到加热体1内的水温达到或者接近目标温度时，再开启水泵4；温度检测模块3检测当前温度值并将其温度信息发送给控制器5，电压检测模块2检测加热体1当前电压值并将其电压信息发送控制器5，控制器5分析温度信息和电压信息并来控制加热体1和水泵4的启停。受管路余水及加热体达到热平衡的时间较长等因素的影响，实际取到水杯中的水前面一段是偏离设定水温的。当环境温度较低且机器处于冷态时，水杯中的水温是低于设定值较多的，严重时将会导致茶叶泡不开、方便面泡不开等问题。所以预热在即热式饮水机中就非常的有必要。电压检测模块2检测当前电压，计算预热时间并预测加热体1中的水温。不仅能获得新鲜的热水，而且能够加热体中的水温更快地上升到设定值进而让实际取到水杯中的水温更接近设定值，从而解决杯中水温过低导致茶叶泡不开、方便面泡不开等问题。

当P₁＝P₀时，预热时间t＝C×m△T/P₀，C为水比热容，m为加热体容积对应的水的质量，ΔT为加热前后的目标温升，P₁为加热体实际功率，P₀为加热体额定功率；

在一定的温度范围内，一个物体的温度变化速度与这一物体的温度和所在介质温度的差值成比例。设定加热体1内的水在从每次加热完成后开始自然冷却的时刻为起点任意时刻t’的温度为u’＝u(t’)，则加热体1内水温变化速率用du’/dt’表示，du’/dt’＝-k(u₀-u₁)，u₀为最后一次放热水时的出水温度，u₁为环境温度，k的数值为0.03365，t’时刻水的温度u’＝u₁+(u₀-u₁)e^-0.03365t’，预热时间t＝C×m(u-u’)/P₀，u为目标温度。

实施例2

实施例2与实施例1特征基本相同，不同的是当P₁≠P₀时，P₁＝(U₁ ²/U₀ ²)×P₀，U₀为额定电压，预热时间t＝C×m△T U₀ ²/(U₁ ²×P₀)。

在一定的温度范围内，一个物体的温度变化速度与这一物体的温度和所在介质温度的差值成比例。设定加热体1内的水在从每次加热完成后开始自然冷却的时刻为起点任意时刻t’的温度为u’＝u(t’)，则加热体1内水温变化速率用du’/dt’表示，du’/dt’＝-k(u₀-u₁)，u₀为最后一次放热水时的出水温度，u₁为环境温度，k的数值为0.03365，t’时刻水的温度u’＝u₁+(u₀-u₁)e^-0.03365t’，预热时间t＝C×m(u-u’)U₀ ²/(U₁ ²×P₀)，u为目标温度。

实施例3

实施例3与实施例1或2特征基本相同，不同的是温度传感器3安装在加热体1外部的出水口位置。加热体1中的水温无法直接准确测量到，若直接刚取过热水的情况下仍然以环境温度作为起始温度进行预热，将会出现预热过度进而导致出水嘴喷气的危险情况。需要根据预热前加热体1中的实际水温进行预热时间计算，对每次加热体1加热完成后开始自然冷却的过程中加热体1中的实时水温进行预测。

Claims (7)

1.即热式加热体预热控制方法，其特征在于，包括：

先开启加热体(1)对其内的水进行预热，同时电压检测模块(2)检测当前电压U₁，待温度检测模块(3)检测到加热体(1)内的水温达到或者接近目标温度时，再开启水泵(4)。

2.根据权利要求1所述的即热式加热体预热控制方法，其特征在于：当P₁＝P₀时，预热时间t＝C×m△T/P₀，C为水比热容，m为加热体容积对应的水的质量，ΔT为加热前后的目标温升，P₁为加热体实际功率，P₀为加热体额定功率。

3.根据权利要求1所述的即热式加热体预热控制方法，其特征在于：当P₁≠P₀时，P₁＝(U₁ ²/U₀ ²)×P₀，U₀为额定电压，预热时间t＝C×m△TU₀ ²/(U₁ ²×P₀)。

4.根据权利要求1所述的即热式加热体预热控制方法，其特征在于：温度传感器(3)安装在加热体(1)外部的出水口位置。

5.根据权利要求1所述的即热式加热体预热控制方法，其特征在于：预热前加热体(1)中的实际水温进行预热时间计算，对每次加热体(1)加热完成后开始自然冷却的过程中加热体(1)中的实时水温进行预测。

6.根据权利要求1-5任一项所述的即热式加热体预热控制方法，其特征在于：设定加热体(1)内的水在从每次加热完成后开始自然冷却的时刻为起点任意时刻t’的温度为u’＝u(t’)，则加热体(1)内水温变化速率用du’/dt’表示，du’/dt’＝-k(u₀-u₁)，u₀为最后一次放热水时的出水温度，u₁为环境温度，k的数值为0.03365，t’时刻水的温度u’＝u₁+(u₀-u₁)e^-0.03365t’，预热时间t＝C×m(u-u’)U₀ ²/(U₁ ²×P₀)，u为目标温度。

7.根据权利要求6所述的即热式加热体预热控制方法，其特征在于：温度检测模块(3)检测当前温度值并将其温度信息发送给控制器(5)，电压检测模块(2)检测加热体(1)当前电压值并将其电压信息发送控制器(5)，控制器(5)分析温度信息和电压信息并来控制加热体(1)和水泵(4)的启停。

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