CN113842062A - 加湿系统的控制方法、装置和带加湿功能的电烤箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种加湿系统的控制方法、装置和带加湿功能的电烤箱，应用于电烤箱的加湿系统；加湿系统包括水泵、蒸汽槽和后加热管；方法包括：基于后加热管对蒸汽槽的实际加热功率和蒸汽槽内的水量，计算将蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间；基于第一时间，计算水泵向蒸汽槽内进行抽水的第二时间；基于第一时间和第二时间，控制水泵向蒸汽槽抽水和控制后加热管进行加热。本发明缓解了现有技术中存在的蒸汽系统复杂、成本高和利用率低的技术问题。

Description

加湿系统的控制方法、装置和带加湿功能的电烤箱

技术领域

本发明涉及厨房电器技术领域，尤其是涉及一种加湿系统的控制方法、装置和带加湿功能的电烤箱。

背景技术

现有的常规带蒸汽加湿功能的家用烤箱产生蒸汽的系统包含蒸汽发生器，与蒸汽发生器连通的水位检测组件，水箱回抽系统及供水系统，作为烤箱加湿，对蒸汽量要求较低，只需要一定的湿度，小蒸汽量即可，整个系统复杂，成本高，蒸汽系统利用率低，造成功能浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种加湿系统的控制方法、装置和带加湿功能的电烤箱，以缓解现有技术中存在的蒸汽系统复杂、成本高和利用率低的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种加湿系统的控制方法，应用于电烤箱的加湿系统；所述加湿系统包括水泵、蒸汽槽和后加热管；包括：基于所述后加热管对所述蒸汽槽的实际加热功率和所述蒸汽槽内的水量，计算将所述蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间；基于所述第一时间，计算所述水泵向所述蒸汽槽内进行抽水的第二时间；基于所述第一时间和所述第二时间，控制所述水泵向所述蒸汽槽抽水和控制所述后加热管进行加热。

进一步地，所述实际加热功率的计算方式为：基于所述蒸汽槽的尺寸和所述后加热管的尺寸，计算所述蒸汽槽与所述后加热管相接触的第一加热面积，和计算所述后加热管的第二加热面积；所述第一加热面积计算算式：S₁＝lr₁/2；所述第二加热面积计算算式：S₂＝πr₂ ²；式中，S₁为所述第一加热面积，S₂为所述第二加热面积，r₁为所述蒸汽槽与所述后加热管相接触部分的弧面半径，l为所述蒸汽槽与所述后加热管相接触部分的弧面的弧长，r₂为所述后加热管的半径；基于所述第一加热面积和所述第二加热面积，计算所述蒸汽槽的实际加热功率；所述实际加热功率的计算算式为：P₁＝S₁/S₂*P*η；P₁为所述实际加热功率，P为所述后加热管的额定加热功率，η为加热损耗系数。

进一步地，基于所述后加热管对所述蒸汽槽的实际加热功率和所述蒸汽槽内的水量，计算将所述蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间，包括：计算将所述蒸汽槽内的水从室温加热到沸点，再从沸点加热到水蒸气状态所消耗的总热量；基于所述总热量和所述实际加热功率，计算将所述蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间。

进一步地，基于所述第一时间，计算所述水泵向所述蒸汽槽内进行抽水的第二时间，包括：基于对所述后加热管的PID控制，确定所述后加热管从当前温度加热到预设温度过程，需要的目标加热时间；通过如下计算算式，计算所述水泵向所述蒸汽槽内进行抽水的第二时间：t₂＝t₀/60*t₁；其中，t₂为所述第二时间，t₁为所述第一时间，t₀为所述目标加热时间。

第二方面，本发明实施例还提供了一种加湿系统的控制装置，应用于电烤箱的加湿系统；所述加湿系统包括水泵、蒸汽槽和后加热管；包括：第一计算模块，第二计算模块和控制模块；其中，所述第一计算模块，用于基于所述后加热管对所述蒸汽槽的实际加热功率和所述蒸汽槽内的水量，计算将所述蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间；所述第二计算模块，用于基于所述第一时间，计算所述水泵向所述蒸汽槽内进行抽水的第二时间；所述控制模块，用于基于所述第一时间和所述第二时间，控制所述水泵向所述蒸汽槽抽水和控制所述后加热管进行加热。

进一步地，所述第一计算模块，还用于：计算将所述蒸汽槽内的水从室温加热到沸点，再从沸点加热到水蒸气状态所消耗的总热量；基于所述总热量和所述实际加热功率，计算将所述蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间。

进一步地，所述第二计算模块，还用于：基于对所述后加热管的PID控制，确定所述后加热管从当前温度加热到预设温度过程，需要的目标加热时间；通过如下计算算式，计算所述水泵向所述蒸汽槽内进行抽水的第二时间：t₂＝t₀/60*t₁；其中，t₂为所述第二时间，t₁为所述第一时间，t₀为所述目标加热时间。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的方法的步骤。

第四方面，本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述第一方面所述方法。

第五方面，本发明实施例还提供了一种带加湿功能的电烤箱，包括上述第二方面所述的控制装置。

本发明提供了一种加湿系统的控制方法、装置和带加湿功能的电烤箱，应用于电烤箱的加湿系统；本发明实施例提供了一种成本低的控制方法，可以根据不同温度准确定量的将水抽到蒸发槽内，从而产生蒸汽，使得蒸汽系统的利用率变高，缓解了现有技术中存在的蒸汽系统复杂、成本高和利用率低的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种加湿系统的控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种PID算法的功能框图；

图3为本发明实施例提供的一种加湿系统的控制装置的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种带加湿功能的电烤箱的背面视角示意图；

图5为本发明实施例提供的一种带加湿功能的电烤箱的侧面视角示意图；

图6为本发明实施例提供的一种带加湿功能的电烤箱的正面视角示意图；

图7为本发明实施例提供的一种蒸汽槽的示意图。

图标：

1-控制板组件；2-电源板组件；3-离心式涡轮风机双风道散热系统；4-上加热管组件；5-水泵；6-水泵出水管；7-后加热管；8-加热风机；9-储水盒；10-底加热管；11-水泵进水管；12-平衡气管；13-腔体；14-温度传感器；15-水箱出水管；16-门体组件；17-水箱组件；18-出风口挡板；19-蒸汽槽；20-风机盖板；100-第一计算模块；200-第二计算模块；300-控制模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

现有的常规带蒸汽加湿功能的家用烤箱产生蒸汽的系统包含蒸汽发生器，与蒸汽发生器连通的水位检测组件，水箱回抽系统及供水系统，作为烤箱加湿，对蒸汽量要求较低，只需要一定的湿度，小蒸汽量即可，整个系统复杂，成本高，蒸汽系统利用率低，造成功能浪费；同时在实际工作中蒸汽发生器工作时冷凝水与水蒸气一起会通过蒸汽管路喷溅到腔体内，由于自来水在加热的过程中会产生白色的水垢，水垢也会流入到腔体内，腔体内的水垢清洁困难，使得客户使用体验不好，引起客户投诉。有鉴于此，本发明实施例提供了一种加湿系统的控制方法，来准确定量的控制加湿过程。

图1是根据本发明实施例提供的一种加湿系统的控制方法的流程图，该方法应用于电烤箱的加湿系统；其中，加湿系统包括水泵、蒸汽槽和后加热管。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤S102，基于后加热管对蒸汽槽的实际加热功率和蒸汽槽内的水量，计算将蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间。

具体的，在本发明实施例中，实际加热功率的计算方式为：

首先，基于蒸汽槽的尺寸和后加热管的尺寸，计算蒸汽槽与后加热管相接触的第一加热面积，和计算后加热管的第二加热面积。

其中，第一加热面积计算算式：S₁＝lr₁/2；第二加热面积计算算式：S₂＝πr₂ ²；式中，S₁为第一加热面积，S₂为第二加热面积，r₁为蒸汽槽与后加热管相接触部分的弧面半径，l为蒸汽槽与后加热管相接触部分的弧面的弧长，r₂为后加热管的半径。

然后，基于第一加热面积和第二加热面积，计算蒸汽槽的实际加热功率；实际加热功率的计算算式为：P₁＝S₁/S₂*P*η；P₁为实际加热功率，P为后加热管的额定加热功率，η为加热损耗系数。

优选地，在本发明实施例中，η取值为0.8-0.9。

在本发明实施例中，第一时间的具体计算过程如下：首先计算将蒸汽槽内的水从室温加热到沸点，再从沸点加热到水蒸气状态所消耗的总热量；例如，计算每次抽到蒸汽槽内的水从室温25℃加热到100℃，然后再从100℃的水加热到100℃水蒸气所消耗的热量Q，其中，水泵的流量已知，蒸汽槽的最大容积已知，可以求出每次水泵的最大抽水量；水的比热容c为已知量，100℃的水加热到100℃水蒸气所消耗的热量Q₂也是已知的(这个值是固定的，可以查到为22572J)，则：

Q＝c·m·△t＝Q₁+Q₂＝4.2×10³×m×(100-25)+22572。

然后基于总热量和实际加热功率，计算将蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间。例如，计算出每次抽到蒸汽槽内的水从室温25℃加热到100℃，再从100℃水加热到100℃水蒸气所需要的第一时间t₁＝Q/P₁。

步骤S104，基于第一时间，计算水泵向蒸汽槽内进行抽水的第二时间。

具体的，基于对后加热管的PID控制，确定后加热管从当前温度加热到预设温度过程，需要的目标加热时间；

通过如下计算算式，计算水泵向蒸汽槽内进行抽水的第二时间：t₂＝t₀/60*t₁；其中，t₂为第二时间，t₁为第一时间，t₀为目标加热时间。

步骤S106，基于第一时间和第二时间，控制水泵向蒸汽槽抽水和控制后加热管进行加热。

本发明提供了一种带加湿功能的电烤箱的加湿系统的控制方法，提供了一种成本低的控制方法，可以根据不同温度准确定量的将水抽到蒸发槽内，从而产生蒸汽，使得蒸汽系统的利用率变高，缓解了现有技术中存在的蒸汽系统复杂、成本高和利用率低的技术问题。

在本发明实施例中，PID算法即利用反馈来检测当前温度与设定温度偏差信号，并通过偏差信号来控制被控量。而控制器本身就是比例、积分、微分三个环节的加和。PID算法的功能框图如图2所示，考虑某个特定的时刻t，此时输入量即设定温度为rin(t)，输出量即当前中心温度rout(t)，于是温度偏差就可以计算为err(t)＝rin(t)-rout(t)。于是PID的功率控制规律就可以表示为如下公式：

其中，kp为比例带，T₁为积分时间，T_D为微分时间。

实施例二：

图3是根据本发明实施例提供的一种加湿系统的控制装置的示意图，该装置应用于电烤箱的加湿系统；加湿系统包括水泵、蒸汽槽和后加热管。如图3所示，该装置包括：第一计算模块100，第二计算模块200和控制模块300。

具体的，第一计算模块100，用于基于后加热管对蒸汽槽的实际加热功率和蒸汽槽内的水量，计算将蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间。

第二计算模块200，用于基于第一时间，计算水泵向蒸汽槽内进行抽水的第二时间。

控制模块300，用于基于第一时间和第二时间，控制水泵向蒸汽槽抽水和控制后加热管进行加热。

本发明提供了一种加湿系统的控制装置，可以根据不同温度准确定量的将水抽到蒸发槽内，从而产生蒸汽，使得蒸汽系统的利用率变高，缓解了现有技术中存在的蒸汽系统复杂、成本高和利用率低的技术问题。

可选地，第一计算模块100，还用于：基于蒸汽槽的尺寸和后加热管的尺寸，计算蒸汽槽与后加热管相接触的第一加热面积，和计算后加热管的第二加热面积；其中，第一加热面积计算算式：S₁＝lr₁/2；第二加热面积计算算式：S₂＝πr₂ ²；式中，S₁为第一加热面积，S₂为第二加热面积，r₁为蒸汽槽与后加热管相接触部分的弧面半径，l为蒸汽槽与后加热管相接触部分的弧面的弧长，r₂为后加热管的半径；

基于第一加热面积和第二加热面积，计算蒸汽槽的实际加热功率；实际加热功率的计算算式为：P₁＝S₁/S₂*P*η；P₁为实际加热功率，P为后加热管的额定加热功率，η为加热损耗系数。优选地，在本发明实施例中，η取值为0.8-0.9。

可选地，第一计算模块100，还用于：计算将蒸汽槽内的水从室温加热到沸点，再从沸点加热到水蒸气状态所消耗的总热量；基于总热量和实际加热功率，计算将蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间。

可选地，第二计算模块200，还用于：基于对后加热管的PID控制，确定后加热管从当前温度加热到预设温度过程，需要的目标加热时间；通过如下计算算式，计算水泵向蒸汽槽内进行抽水的第二时间：t₂＝t/60*t₁；其中，t₂为第二时间，t₁为第一时间，t为目标加热时间。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例一中的方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上述实施例一中的方法。

实施例三：

本发明实施例还提供了一种带加湿功能的电烤箱，包括上述实施例二所提供的加湿系统的控制装置。

具体的，图4为本发明实施例提供的一种带加湿功能的电烤箱的背面视角示意图，图5为本发明实施例提供的一种带加湿功能的电烤箱的侧面视角示意图。如图4所示，本发明实施例提供的带加湿功能的电烤箱包括：控制板组件1，电源板组件2，离心式涡轮风机双风道散热系统3，上加热管组件4，水泵5，水泵出水管6，后加热管7，加热风机8，储水盒9，底加热管10，水泵进水管11，平衡气管12，腔体13，温度传感器14，水箱出水管15，门体组件16，水箱组件17。

图6为本发明实施例提供的一种带加湿功能的电烤箱的正面视角示意图。如图6所示，该电烤箱还包括：出风口挡板18，蒸汽槽19和风机盖板20。

如图4所示，本发明实施例提供的带加湿功能的电烤箱的空间布局结构，主要包括放置在腔体上方顶部靠左边的离心式涡轮风机双风道散热系统3、及在离心式涡轮风机双风道散热系统3上方的电源板组件2、腔体13、门体组件16、控制板组件1、水箱组件17、蒸汽槽19；所述腔体13内部设置有上加热管组件4、底加热管10、后加热管7，分别位于腔体的上、下、后三个部位；所述腔体13后侧设置有加热风机8、蒸汽槽19，蒸汽槽19位于后加热管7的上方、风机盖板20，所述风机盖板20遮住加热风机8、蒸汽槽19，后加热管7，通过螺钉固定在腔体13的后侧；所述腔体内部右上角及右下角分别设置有温度传感器14，所述温度传感器连接电源板组件2；所述门体组件16通过铰链固定在腔体的外壳上；所述腔体13正面上方设置有出风口挡板18，出风口挡板18右侧设置有水箱组件17；所述水箱组件17固定在腔体上方的散热风道底板上方；所述储水盒9、水泵5固定在腔体外部后侧的后电机固定板上；水箱组件17与储水盒9通过水箱出水管15连通；水泵5与储水盒9通过水泵进水管11连通；蒸汽槽19与水泵5通过水泵出水管6连通；储水盒9另一端通过平衡气管12与大气相通，平衡气管12的高度高于水箱组件17。

图7是根据本发明实施例提供的一种蒸汽槽的示意图，如图7所示，蒸汽槽19底部为弧形结构，能与图6中设置成环形的后加热管7贴合，以使后加热管7能够充分为蒸汽槽19进行加热。

本发明实施例提供的带加湿功能的电烤箱的具体应用过程如下：

首先拉开门体组件16，用手将水箱组件17拉出，然后将水加入到水箱组件17内；水通过水箱出水管15流入到储水盒9内；当水加到最大水位刻度线时停止加水最大水位刻度线位于水箱组件的左右两侧；关上门体组件16；将电烤箱通电，启动电源按键，按控制板组件1上的功能选择按键；选择好带有蒸汽加湿功能、设置好温度、时间后，启动控制板组件1上的启动按键，电烤箱开始工作，后加热管7开始加热，随着后加热管7的持续加热，腔体中心温度慢慢上升，当温度传感器14检测到腔体中心温度达到设定温度时，此时温度传感器14将信号反馈到控制板组件1的控制系统内，控制系统蜂鸣器响起提醒用户，已达到设定温度；将食物放入到腔体内，关上门体组件16，启动控制板组件1上的启动按键，电烤箱继续工作，水泵5开始工作，将储水盒9里面的水抽到蒸汽槽19内，后加热管7根据腔体中心温度进行自动加热PID控制，此时水泵5的工作时间根据本发明实施例提供的控制方法中所计算的结果进行循环工作，然后将蒸汽槽19内的水加热成水蒸气，通过蒸汽槽19内的蒸汽出口，经加热风机8循环搅动，通过风机盖板20侧面的出风口连接到腔体内对食物进行蒸汽烹饪及蒸汽加湿，当腔体内的多余的热量及蒸汽经腔体上方的排气口通过离心式涡轮风机双风道散热系统3内的散热通道从控制板组件1及门体组件16之间的出风口挡板18排出。当烹饪结束后水泵5将储水盒9内剩余的水抽到蒸汽槽19内，蒸汽槽19内的水满后，从蒸汽槽19左侧流入到腔体13的底部；保证蒸汽槽19及储水盒9及管路内不会残留水，保证长时间不使用，不会滋生细菌，烹饪更健康，更安心。

由以上描述可知，本发明实施例提供了一种结构简单、成本低、准确定量的带加湿功能的电烤箱和一种加湿系统的控制方法，该方法可以根据不同的温度，准确定量的将水抽到蒸发槽内，从而产生蒸汽，蒸汽再经过加热风机将蒸汽从风机盖板的出风口处吹到腔体内部，从而给食物进行加湿，使得蒸汽系统利用率高，腔体内不会产生白色水垢。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种加湿系统的控制方法，应用于电烤箱的加湿系统；所述加湿系统包括水泵、蒸汽槽和后加热管；其特征在于，包括：

基于所述后加热管对所述蒸汽槽的实际加热功率和所述蒸汽槽内的水量，计算将所述蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间；

基于所述第一时间，计算所述水泵向所述蒸汽槽内进行抽水的第二时间；

基于所述第一时间和所述第二时间，控制所述水泵向所述蒸汽槽抽水和控制所述后加热管进行加热。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实际加热功率的计算方式为：

基于所述蒸汽槽的尺寸和所述后加热管的尺寸，计算所述蒸汽槽与所述后加热管相接触的第一加热面积，和计算所述后加热管的第二加热面积；所述第一加热面积计算算式：S₁＝lr₁/2；所述第二加热面积计算算式：S₂＝πr₂ ²；式中，S₁为所述第一加热面积，S₂为所述第二加热面积，r₁为所述蒸汽槽与所述后加热管相接触部分的弧面半径，l为所述蒸汽槽与所述后加热管相接触部分的弧面的弧长，r₂为所述后加热管的半径；

基于所述第一加热面积和所述第二加热面积，计算所述蒸汽槽的实际加热功率；所述实际加热功率的计算算式为：P₁＝S₁/S₂*P*η；P₁为所述实际加热功率，P为所述后加热管的额定加热功率，η为加热损耗系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述后加热管对所述蒸汽槽的实际加热功率和所述蒸汽槽内的水量，计算将所述蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间，包括：

计算将所述蒸汽槽内的水从室温加热到沸点，再从沸点加热到水蒸气状态所消耗的总热量；

基于所述总热量和所述实际加热功率，计算将所述蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一时间，计算所述水泵向所述蒸汽槽内进行抽水的第二时间，包括：

基于对所述后加热管的PID控制，确定所述后加热管从当前温度加热到预设温度过程，需要的目标加热时间；

通过如下计算算式，计算所述水泵向所述蒸汽槽内进行抽水的第二时间：t₂＝t₀/60*t₁；其中，t₂为所述第二时间，t₁为所述第一时间，t₀为所述目标加热时间。

5.一种加湿系统的控制装置，应用于电烤箱的加湿系统；所述加湿系统包括水泵、蒸汽槽和后加热管；其特征在于，包括：第一计算模块，第二计算模块和控制模块；其中，

所述第一计算模块，用于基于所述后加热管对所述蒸汽槽的实际加热功率和所述蒸汽槽内的水量，计算将所述蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间；

所述第二计算模块，用于基于所述第一时间，计算所述水泵向所述蒸汽槽内进行抽水的第二时间；

所述控制模块，用于基于所述第一时间和所述第二时间，控制所述水泵向所述蒸汽槽抽水和控制所述后加热管进行加热。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块，还用于：

计算将所述蒸汽槽内的水从室温加热到沸点，再从沸点加热到水蒸气状态所消耗的总热量；

基于所述总热量和所述实际加热功率，计算将所述蒸汽槽内的水加热到蒸汽所用的第一时间。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块，还用于：

基于对所述后加热管的PID控制，确定所述后加热管从当前温度加热到预设温度过程，需要的目标加热时间；

通过如下计算算式，计算所述水泵向所述蒸汽槽内进行抽水的第二时间：t₂＝t₀/60*t₁；其中，t₂为所述第二时间，t₁为所述第一时间，t₀为所述目标加热时间。

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至4任一项所述的方法的步骤。

9.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求1-4任一项所述方法。

10.一种带加湿功能的电烤箱，其特征在于，包括权利要求5-7任一项所述的控制装置。

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