CN114077267A - 防干烧控制系统、控制方法以及用电设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了防干烧控制系统、控制方法以及用电设备，防干烧控制系统包括：储液罐；至少一个电加热器，电加热器设于储液罐内；至少一路输送管组件，输送管组件包括进液管组件和出液管组件，进液管组件和出液管组件均与储液罐连接；检测模块，检测模块检测各组电加热器附近的介质温度Tj和/或检测各路输送管组件的流动参数Vi；控制模块，控制模块根据检测到的介质温度Tj和/或流动参数Vi控制电加热器的工作状态。本发明通过检测流动参数Vi和介质温度Tj，并与对应的设定值进行分析判断处置，避免个别传感器连接不良或本身故障造成误诊误报，具备甄别真假干烧功能，避免假干烧造成的设备停用，提高可靠性和设备利用率。

Description

防干烧控制系统、控制方法以及用电设备

技术领域

本发明涉及电加热控制技术领域，尤其涉及防干烧控制系统、控制方法以及用电设备。

背景技术

防干烧控制方法通常应用在具有储液罐和电加热器的用电设备中，其作用是保护用电设备，提高其运行可靠性及使用寿命。目前已出现的防干烧控制方法主要有以下两种。

现有技术公开了快速水加热装置及其控制方法，其将发热体布置在煮水容器外、水位传感器设置于水箱内，根据温控器、探温器、水位传感器的检测数据实现防干烧控制。水位传感器受液面波动影响，检测不准、造成误报，温控器设置在容器外，反应迟钝、灵敏度不高，这种控制方式无法甄别真假干烧，可靠性较低。

现有技术还公开了一种防干烧控制方法、存储介质、防干烧控制装置及空调器，其通过检测雾化片的温度、计算温升速度判断是否存在干烧。该方法完全依靠雾化片温度进行控制，当雾化片存在质量问题或线路连接松动或粘接污物时，易造成误报停机。

由此可见，现有防干烧控制方法存在以下不足：

1、采用水位传感器作为控制元件，水流浪涌或设备颠簸时水箱液面波动，易造成水位传感器异常报警，触发防干烧作用，电加热器停止加热，设备被迫停止工作，增加故障排除、维修作业频次，造成经济损失；

2、无法甄别真假干烧，传感器连接线松脱或本身故障易触发防干烧作用，致使设备停机。

因此，如何设计防干烧控制准确可靠的控制系统、控制方法以及用电设备是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述缺陷，本发明提出防干烧控制系统、控制方法以及用电设备，该防干烧控制系统无需水位传感器，控制不受液面波动影响，有效甄别真假干烧，提高防干烧控制的准确性和可靠性。

本发明采用的技术方案是，设计防干烧控制系统，包括：

储液罐；

至少一个电加热器，电加热器设于储液罐内；

至少一路输送管组件，输送管组件包括进液管组件和出液管组件，进液管组件和出液管组件均与储液罐连接；

检测模块，检测模块检测各个电加热器附近的介质温度Tj和/或检测各路输送管组件的流动参数Vi；

控制模块，控制模块根据检测到的介质温度Tj和/或流动参数Vi控制电加热器的工作状态。

在一实施例中，控制模块根据检测到的介质温度Tj控制所述电加热器的工作状态包括：

当所有介质温度Tj均满足≥设定最大温度Tmax时，控制模块关闭所述电加热器；

当所有介质温度Tj均满足≤设定最小温度Tmin时，控制模块打开所述电加热器；

当有任意一个所述介质温度Tj≥设定最小温度Tmin时，控制模块关闭电加热器。

在另一实施例中，控制模块根据检测到的流动参数Vi控制电加热器的工作状态包括：

当所有流动参数Vi均满足≤设定最小流动参数Vmin时，控制模块关闭电加热器。

在再一实施例中，控制模块根据检测到的介质温度Tj和流动参数Vi控制电加热器的工作状态包括：

当所有流动参数Vi均满足≤设定最小流动参数Vmin时，控制模块关闭电加热器；

当有任意一个流动参数Vi≥设定最小流动参数Vmin时，控制模块根据介质温度Tj控制所述电加热器的工作状态。

进一步的，进液管组件用于将介质送入储液罐，出液管组件用于将储液罐流出的介质向外送出，流动参数Vi为出液管组件的流量或流速。

进一步的，防干烧控制系统还包括：

换热器，换热器可调节出液管组件流出介质的温度；

动力件，动力件给换热器中的介质流动提供动力。

进一步的，各路所述出液管组件独立配置有换热器和动力件，换热器连接在储液罐与出液管组件之间，储液罐流出的介质先后经过换热器和出液管组件，动力件连接在储液罐与换热器之间，动力件将储液罐流出的介质送入换热器。

进一步的，储液罐中设有加热腔和与加热腔分隔设置的竖向储液槽，竖向储液槽的开口朝上且与加热腔连通，竖向储液槽设有连接出液管组件的出液口。

电加热器安装在加热腔中，加热腔内最上部的电加热器的最高点低于竖向储液槽的最高点。

在一实施例中，电加热器包括：套管、环绕套管设置的加热管、与加热管电连接的端子、以及罩在端子上的端子罩；检测模块包括：设于套管内的温度传感器，电加热器附近的介质温度Tj由温度传感器检测得到。

进一步的，电加热器还包括：第一法兰，套管和加热管安装在第一法兰的一侧，端子和端子罩安装在第一法兰的另一侧，第一法兰安装有端子罩的一侧位于储液罐外部，储液罐设有与第一法兰相匹配的第二法兰，以密封安装电加热器。

在一实施例中，检测模块包括：安装在输送管组件内的流体传感器，输送管组件的流动参数Vi由流体传感器检测得到。

本发明还提出了防干烧控制方法，包括：

检测储液罐内的各个电加热器附近的介质温度Tj和/或检测储液罐连接的各路输送管组件的流动参数Vi；

根据检测到的介质温度Tj和/或流动参数Vi控制电加热器的工作状态。

在一实施例中，根据介质温度Tj控制电加热器的工作状态包括：

判断是否所有介质温度Tj均满足≥设定最大温度Tmax；

若是，则控制模块关闭电加热器；

若否，则判断是否所有介质温度Tj均满足≤设定最小温度Tmin，若是，则打开电加热器，若否，则关闭电加热器。

在另一实施例中，根据流动参数Vi控制电加热器的工作状态包括：

判断是否所有流动参数Vi均满足≤设定最小流动参数Vmin；

若是，则关闭电加热器。

在再一实施例中，根据介质温度Tj和流动参数Vi控制电加热器的工作状态包括：

判断是否所有流动参数Vi均满足≤设定最小流动参数Vmin；

若是，则关闭电加热器；

若否，则根据介质温度Tj控制电加热器的工作状态。

本发明还提出了具有上述防干烧控制系统的用电设备，用电设备可为空调器或热水器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果

1、通过检测介质温度T_j和/或流动参数V_i控制电加热器的工作状态，无需水位传感器，防干烧控制不受液面波动影响；

2、利用检测到的所有数据进行对比，满足对应的条件时才执行控制动作，有效甄别真假干烧，提高控制准确性和可靠性；

3、设计有换热器，储液罐流出的介质经过换热器，使得防干烧控制系统不仅具有加热功能，还具有降温功能；

4、各路出液管组件独立配置有换热器和动力件，实现多路供液，且供液温度可调。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图2为本发明一实施例的控制模块示意图；

图3至图6为本发明一实施例的储液罐外部示意图；

图7为本发明一实施例的储液罐内部示意图；

图8为本发明一实施例的电加热器示意图；

图9为本发明一实施例的控制流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出的防干烧控制系统适用于具有储液罐和电加热器的用电设备，用电设备包括但不限于空调器、热水器等，下面结合实施例对本发明的原理进行详细说明。

如图1至6所示，防干烧控制系统包括：储液罐1、至少一个电加热器2、至少一路输送管组件、检测模块以及控制模块5。储液罐1用于储存介质，介质是指水、乙二醇溶液等液体介质，储液罐1的主体由钢板焊接而成，形状为中空的长方体，起储液、支撑作用。储液罐1设有保温层，保温层可嵌在罐壁内、覆盖钢板外壁或覆盖钢板内壁，防止热量散出。储液罐1设有排污口11、补液口12、进管接口19以及出液口20，排污口11密封安装有可拆卸的堵头，补液口12用于排气和补充介质，储液罐1还安装有与其内腔连通的视液镜接口13，视液镜接口13用于安装视液镜，便于用户观察储液罐1内的液面高度。储液罐1还设有用于安装安全阀的安全阀接口14，安全阀起安全保护作用，防止暴晒下储液罐1压力增大引发安全事故。

电加热器2安装在储液罐1中，为实现介质的均匀加热，储液罐1中可以安装多个电加热器2，具体数量不作限制，所有电加热器2同步开关。输送管组件包括进液管组件3和出液管组件4，进液管组件3和出液管组件4均与储液罐1密封连接，进液管组件3与进管接口19连接，用于将介质送入储液罐1，出液管组件4与出液口20连接，用于将储液罐1流出的介质向外送出，储液罐1可以连接多路进液管组件3和出液管组件4，进液管组件3和出液管组件4不一定是一一对应的关系，其数量可以根据实际需要设计。电加热器2和检测模块均与控制模块连接，检测模块检测各组电加热器2附近的介质温度Tj和/或检测各路输送管组件的流动参数Vi，控制模块根据检测到的介质温度Tj和/或流动参数Vi控制电加热器的工作状态，流动参数Vi可以是进液管组件的流量或流速，也可以是出液管组件4的流量或流速，但检测出液管组件4的流动参数Vi能更准确的反映储液罐1使用状态。

本发明没有水位传感器，避免水流浪涌或设备颠簸造成液面波动产生的影响，控制模块5的控制逻辑可以有多种，以下进行具体说明。

在一实施例中，检测模块仅检测各组电加热器2附近的介质温度Tj，控制模块5根据检测到的介质温度Tj控制电加热器2的工作状态，其判断条件和执行动作如下。

当所有介质温度Tj均满足≥设定最大温度Tmax时，控制模块5关闭电加热器2；

当所有介质温度Tj均满足≤设定最小温度Tmin时，控制模块5打开电加热器2；

当有任意一个介质温度Tj≥设定最小温度Tmin时，控制模块5关闭电加热器2。

在另一实施例中，检测模块仅检测各路输送管组件的流动参数V_i，控制模块根据检测到的流动参数Vi控制电加热器2的工作状态，其判断条件和执行动作如下。

当所有流动参数Vi均满足≤设定最小流动参数Vmin时，控制模块关闭电加热器2。

在再一实施例中，检测模块检测各个电加热器2附近的介质温度T_j和各路输送管组件的流动参数V_i，控制模块根据检测到的介质温度Tj和流动参数Vi控制电加热器2的工作状态，其判断条件和执行动作如下。

当所有流动参数Vi均满足≤设定最小流动参数Vmin时，控制模块关闭电加热器2；

当有任意一个流动参数Vi≥设定最小流动参数Vmin时，控制模块根据介质温度Tj控制电加热器2的工作状态，如下：

当所有介质温度Tj均满足≥设定最大温度Tmax时，控制模块关闭电加热器2；

当所有介质温度Tj均满足≤设定最小温度Tmin时，控制模块打开电加热器2；

当有任意一个介质温度Tj≥设定最小温度Tmin时，控制模块关闭电加热器2。

应当理解的是，上文中“所有介质温度Tj”是指检测模块能够检测并获得数据的所有介质温度Tj，假设储液罐内安装有四个电加热器2，其中一个电加热器2附近的介质温度无法检测或者检测不到，而剩余三个电加热器2附近的介质温度能够检测得到，则“所有介质温度Tj”是指剩余三个电加热器2附近的介质温度Tj。同理，“所有流动参数Vi” 是指检测模块能够检测并获得数据的所有流动参数Vi。本发明通过检测两路以上的流动参数Vi、两个以上的电加热器附近的介质温度Tj，并与对应的设定值进行分析判断处置，避免个别传感器连接不良或本身故障造成误诊误报，具备甄别真假干烧功能，避免假干烧造成的设备停用，提高可靠性和设备利用率。

为了便于用户及时了解防干烧控制系统的运行状态，控制模块关闭电加热器的同时向外发出故障报警信号，以提醒用户储液罐加热异常。

如图1所示，防干烧控制系统还包括：换热器6和动力件7，换热器6可以采用板式换热器等，换热器6的两个换热管分别用于流通介质和冷媒，介质经过换热器6与冷媒换热降温，实现调节出液管组件4流出介质的温度。动力件7给换热器6中的介质流动提供动力，动力件7可以采用水泵等。为实现多路供液且温度可调，各路出液管组件4独立配置有换热器6和动力件7，换热器6连接在储液罐1与出液管组件4之间，动力件7连接在储液罐1与换热器6之间，储液罐1的出液口20通过泵进管组件8连接动力件7的进口，动力件7的出口通过泵出管组件9和换热进管组件10连接换热器6，动力件7将储液罐1流出的介质送入换热器6，介质经过换热器6之后再进入出液管组件4。

在本发明的一可行实施例中，储液罐1连接有两路输送路径，第一路输送路径为第一进管组件3-1→储液罐1→第一泵进管组件8-1→第一动力件7-1→第一泵出管组件9-1→第一换热进管组件10-1→第一换热器6-1→第一出液管组件4-1。第二路输送路径为第二进管组件3-2→储液罐1→第二泵进管组件8-2→第二动力件7-2→第二泵出管组件9-2→第二换热进管组件10-2→第二换热器6-2→第二出液管组件4-2。

如图7所示，储液罐1中设有分隔设置的加热腔15和竖向储液槽16，进液管组件3连通加热腔15，出液管组件4连通竖向储液槽16，竖向储液槽16设有连接出液管组件4的出液口20，电加热器2安装在加热腔15中，在一些实施例中，电加热器2上下陈列布置，例如加热腔15中安装有四个电加热器2，其中两个电加热器2装在加热腔15下部，另两个电加热器2装在加热腔15上部。竖向储液槽16的开口朝上且与加热腔15连通，加热腔15的水位高于竖向储液槽16时，热水才会进入竖向出液槽16中，通过检测出液管组件4的流动参数V_i可以反映储液罐1中的水位情况。加热腔15内最上部的电加热器2的最高点低于竖向储液槽16的最高点，加热腔15内最上部的电加热器2的最高点与竖向储液槽16的最高点之间的高度差为H，H的大小取决于介质种类及储液罐1的振动烈度，利用此高度差强化防干烧，竖向储液槽16除具有防干烧功能外，还具有稳定流量的作用，即便储液罐1的液面波动，进入储液罐1的水在静压作用下稳定通过出液管组件4，避免断续流影响流动参数V_i，提高系统可靠性。

如图8所示，电加热器2包括：套管21、环绕套管21设置的多个加热管22、与加热管22电连接的端子23、罩在端子23上的端子罩24、以及第一法兰25，加热管22为U形加热管，套管21和加热管22的端部安装在第一法兰25的一侧，端子23和端子罩24安装在第一法兰25的另一侧，第一法兰25安装有端子罩24的一侧位于储液罐1外部，储液罐1设有与第一法兰25相匹配的第二法兰17，第一法兰25和第二法兰17固定连接以密封安装电加热器2。需要说明的是，进液管组件3和出液管组件4是通过第三法兰18安装在储液罐1上。

检测模块包括：设于套管21内的温度传感器和安装在输送管组件内的流体传感器41，电加热器22附近的介质温度T_j由温度传感器检测得到，输送管组件的流动参数V_i由流体传感器41检测得到。在优选实施例中，流体传感器41安装在出液管组件4内，可采用水流开关等。

应当理解的是，本发明中每个电加热器2均设有温度传感器，每个出液管组件4均设有流体传感器41，因此不会因个别传感器故障造成设备停机，避免误诊误报，极大提高防干烧控制的可靠性。在本发明的可行实施例中，两路输送路径分别设有第一流体传感器41-1、第二流体传感器41-2。

本发明还提出了防干烧控制方法，包括：

检测储液罐1内的各个电加热器2附近的介质温度Tj和/或检测储液罐1连接的各路输送管组件的流动参数Vi；

根据检测到的介质温度Tj和/或流动参数Vi控制电加热器2的工作状态。

本发明通过检测介质温度T_j和/或流动参数V_i控制电加热器2的工作状态，无需检测储液罐1内的液面高度，防干烧控制不受液面波动影响，控制逻辑可以有多种，以下进行具体说明。

在一实施例中，检测储液罐1内的各个电加热器2附近的介质温度Tj，根据介质温度Tj控制电加热器2的工作状态包括：

判断是否所有介质温度Tj均满足≥设定最大温度Tmax；

若是，则关闭电加热器2；

若否，则判断是否所有介质温度Tj均满足≤设定最小温度Tmin，若是，则打开电加热器2，若否，则关闭电加热器2。

在另一实施例中，检测储液罐1连接的各路输送管组件的流动参数Vi，根据流动参数Vi控制电加热器2的工作状态包括：

判断是否所有流动参数Vi均满足≤设定最小流动参数Vmin；

若是，则关闭电加热器2。

如图9所示，在再一实施例中，检测储液罐1内的各个电加热器2附近的介质温度Tj和检测储液罐1连接的各路输送管组件的流动参数Vi；根据介质温度Tj和流动参数Vi控制电加热器2的工作状态包括：

判断是否所有流动参数Vi均满足≤设定最小流动参数Vmin；

若是，则关闭电加热器2；

若否，则根据介质温度Tj控制电加热器2的工作状态，其控制逻辑如下：

当所有介质温度Tj均满足≥设定最大温度Tmax时，关闭电加热器2；

当所有介质温度Tj均满足≤设定最小温度Tmin时，打开电加热器2；

当有任意一个介质温度Tj≥设定最小温度Tmin时，关闭电加热器2。

需要指出的是，关闭电加热器2的同时向外发出故障报警信号，以提醒用户储液罐1加热异常，流动参数Vi为出液管组件4的流量或流速，但检测出液管组件4的流动参数Vi能更准确的反映储液罐1使用状态，实际应用中也可以检测进液管组件3的流量或流速。

本发明通过检测流动参数Vi和介质温度Tj并与对应的设定值进行分析判断处置，避免个别检测数据检测不到造成的误诊误报，具备甄别真假干烧功能，避免假干烧造成的设备停用，提高可靠性和设备利用率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.防干烧控制系统，其特征在于，包括：

储液罐；

至少一个电加热器，所述电加热器设于所述储液罐内；

至少一路输送管组件，所述输送管组件包括进液管组件和出液管组件，所述进液管组件和所述出液管组件均与所述储液罐连接；

检测模块，所述检测模块检测各个所述电加热器附近的介质温度T_j和/或检测各路所述输送管组件的流动参数V_i；

控制模块，所述控制模块根据检测到的所述介质温度T_j和/或所述流动参数V_i控制所述电加热器的工作状态。

2.根据权利要求1所述的防干烧控制系统，其特征在于，所述控制模块根据检测到的所述流动参数V_i控制所述电加热器的工作状态包括：

当所有所述流动参数V_i均满足≤设定最小流动参数V_min时，所述控制模块关闭所述电加热器。

3.根据权利要求1所述的防干烧控制系统，其特征在于，所述控制模块根据检测到的所述介质温度T_j和所述流动参数V_i控制所述电加热器的工作状态包括：

当所有所述流动参数V_i均满足≤设定最小流动参数V_min时，所述控制模块关闭所述电加热器；

当有任意一个所述流动参数V_i≥设定最小流动参数V_min时，所述控制模块根据所述介质温度T_j控制所述电加热器的工作状态。

4.根据权利要求1或3所述的防干烧控制系统，其特征在于，所述控制模块根据检测到的所述介质温度T_j控制所述电加热器的工作状态包括：

当所有所述介质温度T_j均满足≥设定最大温度T_max时，所述控制模块关闭所述电加热器；

当所有所述介质温度T_j均满足≤设定最小温度T_min时，所述控制模块打开所述电加热器；

当有任意一个所述介质温度T_j≥设定最小温度T_min时，所述控制模块关闭所述电加热器。

5.根据权利要求1所述的防干烧控制系统，其特征在于，所述进液管组件用于将介质送入所述储液罐，所述出液管组件用于将所述储液罐流出的介质向外送出，所述流动参数V_i为所述出液管组件的流量或流速。

6.根据权利要求1所述的防干烧控制系统，其特征在于，所述防干烧控制系统还包括：

换热器，所述换热器可调节所述出液管组件流出介质的温度；

动力件，所述动力件给所述换热器中的介质流动提供动力。

7.根据权利要求6所述的防干烧控制系统，其特征在于，各路所述出液管组件独立配置有换热器和动力件，所述换热器连接在所述储液罐与所述出液管组件之间，所述储液罐流出的介质先后经过换热器和所述出液管组件，所述动力件连接在所述储液罐与所述换热器之间，所述动力件将所述储液罐流出的介质送入所述换热器。

8.根据权利要求1所述的防干烧控制系统，其特征在于，所述储液罐中设有加热腔和与所述加热腔分隔设置的竖向储液槽，所述竖向储液槽的开口朝上且与所述加热腔连通，所述竖向储液槽设有连接所述出液管组件的出液口。

9.根据权利要求8所述的防干烧控制系统，其特征在于，所述电加热器安装在所述加热腔中，所述加热腔内最上部的电加热器的最高点低于所述竖向储液槽的最高点。

10.根据权利要求1所述的防干烧控制系统，其特征在于，所述电加热器包括：套管、环绕所述套管设置的加热管、与所述加热管电连接的端子、以及罩在所述端子上的端子罩；

所述检测模块包括：设于所述套管内的温度传感器，所述电加热器附近的介质温度T_j由所述温度传感器检测得到。

11.根据权利要求10所述的防干烧控制系统，其特征在于，所述电加热器还包括：第一法兰，所述套管和所述加热管安装在第一法兰的一侧，所述端子和端子罩安装在所述第一法兰的另一侧，所述第一法兰安装有所述端子罩的一侧位于所述储液罐外部，所述储液罐设有与所述第一法兰相匹配的第二法兰，以密封安装所述电加热器。

12.根据权利要求1所述的防干烧控制系统，其特征在于，所述检测模块包括：安装在所述输送管组件内的流体传感器，所述输送管组件的流动参数V_i由所述流体传感器检测得到。

13.防干烧控制方法，其特征在于，包括：

检测储液罐内的各个电加热器附近的介质温度T_j和/或检测储液罐连接的各路输送管组件的流动参数V_i；

根据检测到的所述介质温度T_j和/或所述流动参数V_i控制所述电加热器的工作状态。

14.根据权利要求13所述的防干烧控制方法，其特征在于，根据所述流动参数V_i控制所述电加热器的工作状态包括：

判断是否所有所述流动参数V_i均满足≤设定最小流动参数V_min；

若是，则关闭所述电加热器。

15.根据权利要求13所述的防干烧控制方法，其特征在于，根据所述介质温度T_j和所述流动参数V_i控制所述电加热器的工作状态包括：

判断是否所有所述流动参数V_i均满足≤设定最小流动参数V_min；

若是，则关闭所述电加热器；

若否，则根据所述介质温度T_j控制所述电加热器的工作状态。

16.根据权利要求13或15所述的防干烧控制方法，其特征在于，根据所述介质温度T_j控制所述电加热器的工作状态包括：

判断是否所有所述介质温度T_j均满足≥设定最大温度T_max；

若是，则控制模块关闭所述电加热器；

若否，则判断是否所有所述介质温度T_j均满足≤设定最小温度T_min，若是，则打开所述电加热器，若否，则关闭所述电加热器。

17.用电设备，其特征在于，所述用电设备具有权利要求1至12任一项所述的防干烧控制系统。

18.根据权利要求17所述的用电设备，其特征在于，所述用电设备为空调器或热水器。

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