CN115560489A - 一种热水器控制方法及燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明属于热水器技术领域，具体公开了一种热水器控制方法及燃气热水器。所述热水器控制方法包括步骤：基于出水温度和调节参数的传递函数建立预测模型；检测当前出水温度，当所述当前出水温度不等于设定出水温度时，以所述当前出水温度为所述预测模型的输入量，输出所述调节参数的当前时序控制序列；基于所述当前时序控制序列，调节所述调节参数。本发明提供的热水器控制方法和燃气热水器，能够提高燃气热水器出水温度的可靠性和抗扰动性。

Description

一种热水器控制方法及燃气热水器

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种热水器控制方法及燃气热水器。

背景技术

燃气热水器是一种通过燃烧燃气对冷水进行加热的设备，其主要用于供给洗浴用热水。随着人们生活水平的提高，对洗浴体验的要求也越来越高，燃气热水器的恒温控制以成为燃气热水器温控的主要要求。

现有技术公开了一种用于燃气热水器的温度控制方法，其包括如下步骤：控制燃气热水器的加热设备进行加热；在加热设备的加热功率位于预设区间之外的情况下，根据出水温度与目标出水温度的偏差确定控制量，以对燃气热水器的进水量进行调节。且根据出水温度和目标出水温度的偏差确定控制量以对燃气热水器的进水量进行调节包括：确定目标流量；根据进入流量比例阀的原水流量、目标流量确定流量调节量；根据流量调节量控制流量比例阀调节进水流量；在目标流量大于原水流量的情况下，通过外接水泵增大进水流量至目标流量。

现有技术提供的燃气热水器的恒温控制一般采用传统PID控制方法与前馈、条件控制等其他辅助控制率进行组合，在外部条件稳定的情况下能够符合温升速度、控温精度、水温波动量的控制需求。虽然传统PID控制方法具有计算量小、参数简单、易于调试等优点，但在外部扰动及热水器自身工作参数变化的条件下不能获得很好的恒温控制特征，同时很难实现自学习、抗扰动的控制效果。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种热水器的控制方法，以更好地实现燃气热水器的恒温控制，提高燃气热水器的温控特性和抗扰动特性。

本发明的另一个目的在于提供一种燃气热水器，以提高燃气热水器的温控特征和抗扰动特性。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种热水器控制方法，所述热水器控制方法包括步骤：

基于出水温度和调节参数的传递函数建立预测模型；

检测当前出水温度，当所述当前出水温度不等于设定出水温度时，以所述当前出水温度为所述预测模型的输入量，输出所述调节参数的当前时序控制序列；

基于所述当前时序控制序列，调节所述调节参数。

作为一种热水器控制方法的优选技术方案，所述调节参数包括燃气阀开度，所述燃气阀开度与所述出水温度的传递函数为：

和/或

所述调节参数包括燃气热水器的总进水流量，所述总进水流量与所述出水温度的传递函数为：

和/或

所述燃气热水器具有连通热水出管(50)和冷水进管(721)的旁通冷水管 (722)，所述旁通冷水管(722)上设置有旁通控制阀(40)，所述调节参数还包括旁通控制阀开度，所述旁通控制阀开度与所述出水温度的传递函数为：

作为一种热水器控制方法的优选技术方案，所述燃气热水器包括燃烧总段，所述燃烧总段包括若干个燃烧分段，建立所述出水温度与所述燃气阀开度的传递函数具体指：建立不同燃烧分段启动条件下，燃气阀开度与出水温度的传递函数；

当所述当前出水温度不等于设定出水温度时，所述预测模型基于当前燃气分段启动条件下对应的所述燃气阀开度与所述出水温度的传递函数，输出所述燃气阀开度的当前时序控制序列。

作为一种热水器控制方法的优选技术方案，所述燃气热水器包括燃烧总段，所述燃烧总段包括若干个燃烧分段，建立所述出水温度与所述总进水流量的传递函数具体指：建立不同燃烧分段启动条件下，所述总进水流量与出水温度的传递函数；

当所述当前出水温度不等于设定出水温度时，所述预测模型基于当前燃气分段启动条件下对应的所述总进水流量与所述出水温度的传递函数，输出所述总进水流量的当前时序控制序列。

作为一种热水器控制方法的优选技术方案，基于所述时序控制序列，调节所述调节参数具体指：根据所述当前时序控制序列，获得当前时刻下，每个所述调节参数的被调节量；

所述热水器控制方法还包括：

在对所述调节参数的当次调节完毕后，检测当前出水温度并反馈至所述预测模型；

所述预测模型根据反馈的所述当前出水温度修正时序控制序列，并以修正后的时序控制序列作为当前时序控制序列。

作为一种热水器控制方法的优选技术方案，所述调节参数包括燃气阀开度，所述热水器控制方法还包括：构建串级控制结构对燃气热水器进行控制，所述串级控制结构包括预测控制器和P控制器，在所述预测控制器中内置所述预测模型，所述预测控制器的输出量作为所述P控制器的输入量；

基于所述当前时序控制序列，调节所述调节参数具体指：所述P控制器基于所述当前时序控制序列，获取当前时刻，所述燃气阀开度的被调节值，并基于所述被调节值，控制所述燃气阀和风机进行调节；

所述热水器控制方法还包括：实时检测所述出水温度和/或燃气热水器内部换热器的出口热水温度，并将所述出口热水温度作为所述P控制器的反馈输入值。

作为一种热水器控制方法的优选技术方案，所述调节参数包括燃气阀开度和总进水流量，所述热水器控制方法还包括：构建串级控制结构，所述串级控制结构包括预测控制器和P控制器，在所述预测控制器中内置所述预测模型，将所述预测控制器输出的所述总进水流量的所述当前时序控制序列作为所述P 控制器输入量，所述预测控制器控制所述燃气阀的调节，所述P控制器控制总进水阀的调节；

所述热水器控制方法还包括：实时检测所述出水温度和/或燃气热水器内部换热器的出口热水温度，并将所述出口热水温度作为所述P控制器的反馈输入值。

作为一种热水器控制方法的优选技术方案，所述热水器控制方法还包括：检测所述换热器的出口热水温度和/或总进水流量作为所述预测模型的校正输入参数，所述预测模型基于当前所述出水温度及所述校正输入参数校正时序控制序列。

作为一种热水器控制方法的优选技术方案，所述热水器控制方法还包括：检测总进水管的当前进水温度，将所述当前进水温度作为所述P控制器的输入量，当所述当前进水温度不等于设定进水温度时，所述P控制器基于所述燃气热水器的稳态模型调节所述调节参数。

一种燃气热水器，采用如上所述的热水器控制方法进行出水温度的调节控制。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的热水器控制方法，通过建立预测模型，能够基于检测的当前出水温度与调节参数之间的传递函数，准确预测在一定时间段内施加何种控制序列能够准确地在未来某个点开始准确跟踪预定曲线，从而能够最大限度地发挥控制系统的能力，同时能够做到控制的快速性和不超调之间的优化平衡，提高燃气热水器的控制性和恒温性；同时，由于预测模型不是得到全局最优解，而是得到一段时间内的优化解，能够及时校正控制过程中出现的各种复杂情况，提高控制系统的抗扰动性；同时，由于该种调节方式单个时刻调节的量较小，从而使得出水温度不会产生剧烈变化，降低出水温度的波动性，提高用水舒适性。

本发明提供的燃气热水器，通过采用上述的热水器控制方法，能够提高燃气热水器的控制性、恒温性和抗扰动性。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的热水器控制方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的燃气热水器的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的热水器控制方法的流程图；

图4是本发明实施例二提供的热水器控制方法的控制框图；

图5是本发明实施例三提供的热水器控制方法的控制框图；

图6是本发明实施例四提供的热水器控制方法的控制框图。

图中标记如下：

100、燃气热水器；200、用水设备；300、混水阀；

1、机壳；2、风机；3、燃烧室；4、换热器；5、燃气管；6、燃气阀；7、总供水管；71、混水冷水管；72、总进水管；721、冷水进管；722、旁通冷水管；8、流量传感器；9、进水温度传感器；10、出水温度传感器；20、混水温度传感器；30、总进水阀；40、旁通控制阀；50、热水出管；60、排风口；70、燃烧器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

本实施例提供了一种热水器控制方法，其应用于燃气热水器，用于实现燃气热水器的恒温控制，以提高燃气热水器的恒温特性和抗干扰特征。

如图1所示，本实施例提供的一种热水器控制方法，其包括如下步骤：

步骤S101、基于出水温度与调节参数的传递函数建立预测模型；

步骤S102、检测当前出水温度，并输入至预测模型；

步骤S103、判断当前出水温度是否等于设定温度，如果否，执行步骤S104，如果是，执行步骤S106；

步骤S104、预测模型基于当前出水温度与设定温度之间的偏差，输出调节参数的当前时序控制序列；

步骤S105、控制器基于当前时序控制序列，调节调节参数。

步骤S106、保持当前运行状态。

本实施例提供的热水器控制方法，通过建立预测模型，能够基于检测的当前出水温度与调节参数之间的传递函数，准确预测在一定时间段内施加何种控制序列能够准确地在未来某个点开始准确跟踪预定曲线，从而能够最大限度地发挥控制系统的能力，同时能够做到控制的快速性和不超调之间的优化平衡，提高燃气热水器的控制性和恒温性；同时，由于预测模型不是得到全局最优解，而是得到一段时间内的优化解，能够及时校正控制过程中出现的各种复杂情况，提高控制系统的抗扰动性；同时，由于该种调节方式单个时刻调节的量较小，从而使得出水温度不会产生剧烈变化，降低出水温度的波动性，提高用水舒适性。

对于燃气热水器，影响其出水温度的因素有很多，如进入口燃气热水器的进水温度及总进水流量、燃气阀的开度、燃气热水器中换热器的热交换效率等，同时在燃气热水器工作的动态过程中，不断有包括化学反应、传递和流体运动等过程发生，精准的数学模型很难建立，通常，不考虑燃气热水器的诸多结构特性的影响因素，根据热平衡关系：

nW＝kL(T_out-T_in)

W＝V_gH

可得如下简化的稳态模型：

其中：T_out为被控量出水温度，T_in为入水温度，n为燃气热水器稳定状态下的热效率，V_g为燃气流量，H为燃气热值，L为总进水流量，k为单位转换常数。

由上可知，在燃气热水器本身结构特性固定的情况下，燃气热值、进水温度、燃气量、总进水流量直接影响出水温度的数值。而由于在燃气热水器的特定应用场景中，燃气热值与进水温度基本保持恒定，因此可以通过调节燃气量及总进水流量调节出水温度。

此外，在燃气热水器的工作过程中，燃气热水器的稳态热效率与燃气-空气比例密切相关，燃烧器只有在最佳状态下燃烧时，热效率才能达到最大值，因此要求燃气热水器在对燃气量进行控制的同时，还需要控制风机的转速，保持热效率n的值恒定。

即，在本实施例中，调节参数可以为影响燃气热水器出水温度的燃气阀开度及进入燃气热水器的总进水流量。

本实施例还提供了一种燃气热水器，其采用上述的热水器控制方法进行出水温度的控制。燃气热水器的具体结构可以参考现有技术，本实施例对此不做限制。

实施例二

本实施例提供了一种热水器控制方法，且本实施例提供的热水器控制方法是基于实施例一中的热水器控制方法的具体细化。

本实施例提供的热水器控制方法应用于燃气热水器，如图2所示，燃气热水器100包括机壳1以及由下至上设置于机壳1内部的风机2、燃烧室3及换热器4。机壳1形成燃气热水器100的整体外观；燃烧室3的下方设置有空气进口，风机2的出风口与空气进口连通，风机2用于向燃烧室3内送入一定量的空气；燃烧室3的下部设置有燃烧器70，燃烧器70的燃气进口连通有燃气管5，燃气管5上设置有控制燃气进气量的燃气阀6。即通过控制风机2的转速即可控制向燃烧器70送风的送风量，通过控制燃气阀6的开度即可控制燃气供给量，即通过控制风机2的转速及燃气阀6的开度即可控制空气-燃气比例，从而控制燃烧器70的燃烧热效率和燃烧热值。

换热器4具有冷水进口和热水出口，冷水进口处连接有冷水进管721，冷水进管721的另一端与外部供水结构连通，即外部供水结构(如水龙头)向换热器4中供给冷水；热水出口连接有热水出管50的一端，热水出管50的另一端连通用水设备200(如洗浴设备)。冷水通过冷水进管721向换热器4供给冷水，燃烧器70直接对换热器4进行加热，将换热器4中的冷水加热成热水，加热后的热水通过热水出管50供给至用水设备200。

为提高燃气热水器100的恒温控制性能，热水出管50和冷水进管721之间还连通有旁通冷水管722，旁通冷水管722上设置有旁通控制阀40，旁通控制阀40用于控制旁通冷水管722的水流量。当旁通控制阀40开启时，部分冷水通过旁通冷水管722进入热水出管50，与热水出管50中的热水混合，降低燃气热水器的出水温度，从而使得换热器4的出口热水温度可以设置较高(如可以大于50℃)，从而避免了换热器4产生冷凝水，提高换热器4的热效率，且通过控制换热器4的出口热水温度和旁通控制阀40的开度，能够调节热水出管 50和旁通冷水管722的流量比例，从而更好地调节混合后的水温，实现出水温度的快速调节，又能消除启停、二次开水等带来的水温超调。

外部供水结构通过混水冷水管71与用水设备200连通，且混水冷水管71 与热水出管50在用水设备200处通过混水阀300连通，混水阀300调节用水设备200的热水流量和冷水流量，从而调节用水设备200的出水温度。在燃气热水器100的使用过程中，混水阀300为手动调节阀，其不受燃气热水器100的控制器的控制，主要由使用者根据自身使用需求对最终的出水温度进行设定和调节。

为方便描述，直接连接外部供水结构的管路为总供水管7，总供水管7的末端分支形成混水冷水管71和总进水管72，总进水管72的末端分支形成旁通冷水管722和冷水进管721。

总进水管72上设置有流量传感器8和进水温度传感器9，流量传感器8用于检测总进水管72的总进水流量，进水温度传感器9用于检测总进水管72内的进水温度，即进入换热器4的进水温度。总进水管72上还设置有总进水阀 30，总进水阀30用于控制总进水管72的总进水流量，即总进水阀30与旁通控制阀40配合，能够控制进入换热器4的主进水流量与进入旁通冷水管722的旁通水流量。在本实施例中，总进水阀30和旁通控制阀40均为比例阀。

热水出管50上设置有出水温度传感器10，出水温度传感器10设置于靠近换热器4的出水口的位置，且位于旁通冷水管722的上游，出水温度传感器10 用于检测换热器4的出口热水温度。热水出管50上设置有混水温度传感器20，混水温度传感器20位于旁通冷水管722的下游，用于检测冷水与热水混合后的出水温度。

燃气热水器100还包括控制器，进水流量传感器8、进水温度传感器9、总进水阀30、旁通控制阀40、出水温度传感器10、混水温度传感器20、风机2 及燃气阀6均与控制器电性连接。

如图3所示，本实施例提供的热水器控制方法包括：

步骤S201、基于出水温度和调节参数的传递函数建立预测模型；

步骤S202、检测当前出水温度，并输入至预测模型；

步骤S203、判断当前出水温度是否等于设定出水温度，若否，则执行步骤 S204，若是，则执行步骤S207；

步骤S204、预测模型基于出水温度与设定温度之间的偏差，输出调节参数的当前时序控制序列；

步骤S205、控制器基于当前时序控制序列，获取当前时刻，调节参数的被调节量；

步骤S206、控制器控制调节参数对应的执行器执行当次调节操作，并返回步骤S202；

步骤S207、保持当前运行状态。

在本实施例中，在每一时刻，控制器基于当前时序控制序列执行一次控制动作后，出水温度均会发生变化，通过实时检测出水温度的值，并将出水温度的检测值输入预测模型，预测模型基于新检测的出水温度值与预设追踪曲线的偏离程度修正时序控制序列，且控制器基于当前时序控制序列进行下一时刻的控制调节。

即，在本实施例中，在控制器调节调节参数的过程中，对每一次被控参数的检测采样，均作为预测模型的新的输入量，重新获得由当前时刻到设定时间段内的有限时间内的当前时序控制序列，即持续对时序控制序列进行滚动优化，且根据预测模型的输出结果对预测模型进行反馈校正，从而能够提高预测模型的鲁棒性。同时，由于滚动优化不是得到全局最优解，而是得到一段时间内的优化解，能够及时校正控制过程中出现的各种复杂情况，提高控制系统的抗扰动性；同时，由于该种调节方式单个时刻调节的量较小，从而使得出水温度不会产生剧烈变化，降低出水温度的波动性，提高用水舒适性。

在本实施例中，调节参数为燃气阀6的开度，即在步骤S201中，基于传递函数建立预测模型，主要为基于出水温度与燃气阀开度之间的传递函数建立预测模型。

在本实施例中，出水温度与燃气阀开度的传递函数为：

在本实施例中，由于总进水流量与旁通控制阀开度开度不作为控制的调节量，即总进水阀30和旁通控制阀40的开度保持不变，此时，由于旁通冷水管722、冷水进管721及热水出管50的流量保持不变，燃气热水器的出口热水温度与出水温度呈线性变化。当由于扰动或者用户操作导致出水温度改变时，输入预测模型的实际出水温度与设定出水温度存在差异，预测模型基于出水温度与燃气阀开度的传递函数，计算获得设定时间段内能够将实际出水温度调节至设定出水温度的燃气阀开度的当前时序控制序列。

可以理解的是，由于需要保持燃气-空气比例n的恒定，在对燃气阀开度进行调节的同时，控制器需要同步对风机2的转速进行调节。且由于风机2的转速可以直接基于燃气阀开度及燃气-空气比例n进行确定，无需建立风机2与出水温度的传递函数。

如图4所示，为提高控制精度，在本实施例中，构件串级控制结构对燃气热水器进行控制，即控制器包括预测控制器和P控制器，预测控制器中内置有上述的预测模型，出水温度为预测控制器的输入量，预测控制器的输出量作为 P控制器的输入量。

在步骤S205中，预测控制器基于预测模型，向P控制器输出燃气阀开度的当前时序控制序列，P控制器基于当前时序控制序列，获取当前时刻，燃气阀开度的被调节量，且控制燃气阀6和风机2运行，进行燃气阀开度的调节和风机转速的调节。

进一步地，热水器控制方法还包括：实时检测换热器4的出口热水温度，并将出口热水温度作为P控制器的反馈输入信号输入P控制器中；将当前出水温度及出口热水温度作为预测控制器的反馈输入信号输入预测控制器中。

即，在本实施例中，形成内环为P控制，外环为预测控制的串级控制系统，控制精度高，控制结构简单，且在出现波动时能够及时进行调节校正。

值得说明的是，由于本实施例不对旁通控制阀开度进行调控，因此，本实施例提供的热水器控制方法还可以应用于不存在旁通冷水管722的燃气热水器中，此时，出口热水温度即为出水温度。

实施例三

本实施例提供了一种热水器控制方法，且本实施例提供的热水器控制方法是在实施例一提供的热水器控制方法的进一步优化，控制可靠性和控制精度更高。

如图5所示，本实施例提供的热水器控制方法的基本流程与实施例二相同，仅调节参数和使用的控制结构与实施例二不同，本实施例不再对与实施例二相同的内容进行赘述。

在本实施例中，调节参数包括燃气阀开度及总进水流量，即在建立预测模型时，分别建立燃气阀开度与出水温度的预测模型以及建立总进水流量与出水温度的预测模型。

在本实施例中，建立燃气阀开度与出水温度的传递函数为：

建立总进水流量与出水温度的传递函数为：

在本实施例中，当出水流量变化时，基于燃气阀开度与出水温度的传递函数，通过预测模型计算获得以当前时刻为起点，预设时间段内燃气阀开度的时序控制序列；基于总进水流量与出水温度的传递函数，预测模型计算获得以当前时刻为起点，预设时间段内总进水流量的时序控制序列，且总进水流量与燃气阀开度的时序控制序列中的控制参数一一对应设置，即在任一时刻，均对应一个燃气阀开度的调节量及总进水流量的调节量。

本实施例提供的热水器控制方法，通过将燃气阀开度和总进水流量均作为调节参数，能够提高调节效率，进一步地保证调节稳定性。

本实施例还提供了一种热水器的控制系统，控制系统采用串级控制结构，其控制器包括预测控制器和P控制器，预测控制器内置有预测模型，预测控制器的输入量包括出水温度及出口热水温度，预测模型的输出量包括燃气阀开度的时序控制序列及总进水流量的时序控制序列，且总进水流量的时序控制序列为P控制器的输入量，P控制器基于该时序控制序列获知当前时刻总进水流量的调节值并直接控制总进水阀30的开度。

热水器控制方法还包括：检测换热器的出口热水温度和/或总进水流量作为预测模型的校正输入参数，预测模型基于当前出水温度及校正输入参数校正时序控制序列。

在本实施例中，优选地，热水器控制方法还包括：检测燃气热水器的进水温度，并将进水温度值作为预测控制器及P控制器的输入量，当当前进水温度不等于设定进水温度时，P控制器基于燃气热水器的稳态模型调节燃气阀开度及总进水阀开度，以使燃气热水器达到新的平衡。

实施例四

如图6所示，本实施例提供了一种热水器控制方法，本实施例提供的热水器控制方法的基本流程与实施例二相同，仅调节参数和使用的控制结构与实施例二不同，本实施例提供的热水器控制方法是在实施例二提供的热水器控制方法的进一步优化，控制可靠性和控制精度更高，本实施例不再对与实施例二相同的内容进行赘述。

在本实施例中，调节参数包括燃气阀开度、旁通控制阀开度及总进水流量。

在不存在旁通冷水管的一般情况下，热水出管的出水流量与总进水流量一致，受热水器使用者的直接控制，并不能由燃气热水器的控制器进行控制调节。在本实施例中，由于设置有旁通冷水管，直接控制量由燃气热水器出水温度变为换热器的出口热水温度，再通过热水出管与旁通冷水管混合间接控制燃气热水器的出水温度。

在本实施例中，L_c＝Lf(θ),L＝L_c+L_h，其中，L_c为通过旁通冷水管的流量， f(θ)为旁通控制阀的开度，L为供水总流量，L_h为冷水进管的流量(即进入换热器的水流量)。即，通过总进水流量及旁通控制阀开度，即可获得旁通冷水管的流量以及进入换热器中的冷水流量。

在本实施例中，旁通控制阀开度与出水温度的传递函数为：

总进水流量与出水温度的传递函数为：

燃气阀开度与出水温度的传递函数为：

本实施例还提供了一种热水器的控制系统，其采用串级控制结构实现上述的热水器控制方法。即控制器包括预测控制器和P控制器，预测控制器内置有预测模型，预测控制器的输入量包括出水温度及出口热水温度，预测模型的输出量包括燃气阀开度的当前时序控制序列、总进水流量的当前时序控制序列以及旁通控制阀的当前时序控制序列，且总进水流量的当前时序控制序列为P控制器的输入量，P控制器基于该当前时序控制序列获知当前时刻总进水流量的调节值并直接控制总进水阀30的开度。

在本实施例中，优选地，检测燃气热水器的进水温度，并将进水温度值作为预测控制器及P控制器的输入量，当当前进水温度不等于设定进水温度时，P 控制器基于燃气热水器的稳态模型调节燃气阀开度及总进水阀开度，以使燃气热水器达到新的平衡。

本实施例提供的热水器控制方法，通过将燃气阀开度、总进水流量及旁通控制阀开度均作为调节参数，能够进一步地提高调节效率，进一步地保证调节稳定性。

热水器控制方法还包括：检测换热器的出口热水温度和/或总进水流量作为预测模型的校正输入参数，预测模型基于当前出水温度及校正输入参数校正时序控制序列。

在本实施例中，优选地，热水器控制方法还包括：检测燃气热水器的进水温度，并将进水温度值作为预测控制器及P控制器的输入量，当当前进水温度不等于设定进水温度时，P控制器基于燃气热水器的稳态模型调节燃气阀开度及总进水阀开度，以使燃气热水器达到新的平衡。

实施例五

本实施例提供一种热水器控制方法，其基于实施例二、实施例三或实施例四的热水控制方法的进一步地改进，以更加适用于具有若干个燃烧分段的的燃气热水器。本实施例不再对与上述实施例相同的结构进行赘述。

燃气热水器包括燃烧总段，燃烧总段包括若干个燃烧分段，建立出水温度与总进水流量的传递函数具体指：建立不同燃烧分段启动条件下，总进水流量与出水温度的传递函数。建立出水温度与燃气阀开度的传递函数具体指：建立不同燃烧分段启动条件下，燃气阀开度与出水温度的传递函数。

当当前出水温度不等于设定出水温度时，预测模型基于当前燃气分段启动条件下对应的总进水流量与出水温度的传递函数，输出总进水流量的当前时序控制序列。

当当前出水温度不等于设定出水温度时，预测模型基于当前燃气分段启动条件下对应的燃气阀开度与出水温度的传递函数，输出燃气阀开度的当前时序控制序列。

在本实施例中，燃烧总段包括两个燃烧分段，分别为第一燃烧分段和第二燃烧分段，第一燃烧分段与第二燃烧分段的功率比为5/7；

在第一燃烧分段启动且第二燃烧分段关闭下，燃气阀开度与出水温度的传递函数为：

在第二燃烧分段启动且第一燃烧分段关闭下，燃气阀开度与出水温度的传递函数为：

在第一燃烧分段启动且第二燃烧分段关闭下，总进水流量与出水温度的传递函数为：

在第二燃烧分段启动且第一燃烧分段关闭下，总进水流量与出水温度的传递函数为：

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种热水器控制方法，其特征在于，所述热水器控制方法包括步骤：

基于出水温度和调节参数的传递函数建立预测模型；

检测当前出水温度，当所述当前出水温度不等于设定出水温度时，以所述当前出水温度为所述预测模型的输入量，输出所述调节参数的当前时序控制序列；

基于所述当前时序控制序列，调节所述调节参数。

2.根据权利要求1所述的热水器控制方法，其特征在于，所述调节参数包括燃气阀开度，所述燃气阀开度与所述出水温度的传递函数为：

和/或

所述调节参数包括燃气热水器的总进水流量，所述总进水流量与所述出水温度的传递函数为：

和/或

所述燃气热水器具有连通热水出管(50)和冷水进管(721)的旁通冷水管(722)，所述旁通冷水管(722)上设置有旁通控制阀(40)，所述调节参数还包括旁通控制阀开度，所述旁通控制阀开度与所述出水温度的传递函数为：

3.根据权利要求2所述的热水器控制方法，其特征在于，所述燃气热水器包括燃烧总段，所述燃烧总段包括若干个燃烧分段，建立所述出水温度与所述燃气阀开度的传递函数具体指：建立不同燃烧分段启动条件下，所述燃气阀开度与出水温度的传递函数；

当所述当前出水温度不等于设定出水温度时，所述预测模型基于当前燃气分段启动条件下对应的所述燃气阀开度与所述出水温度的传递函数，输出所述燃气阀开度的当前时序控制序列。

4.根据权利要求2所述的热水器控制方法，其特征在于，所述燃气热水器包括燃烧总段，所述燃烧总段包括若干个燃烧分段，建立所述出水温度与所述总进水流量的传递函数具体指：建立不同燃烧分段启动条件下，所述总进水流量与出水温度的传递函数；

当所述当前出水温度不等于设定出水温度时，所述预测模型基于当前燃气分段启动条件下对应的所述总进水流量与所述出水温度的传递函数，输出所述总进水流量的当前时序控制序列。

5.根据权利要求1所述的热水器控制方法，其特征在于，基于所述时序控制序列，调节所述调节参数具体指：根据所述当前时序控制序列，获得当前时刻下，每个所述调节参数的被调节量；

所述热水器控制方法还包括：

在对所述调节参数的当次调节完毕后，检测当前出水温度并反馈至所述预测模型；

所述预测模型根据反馈的所述当前出水温度修正时序控制序列，并以修正后的时序控制序列作为当前时序控制序列。

6.根据权利要求1所述的热水器控制方法，其特征在于，所述调节参数包括燃气阀开度，所述热水器控制方法还包括：构建串级控制结构对燃气热水器进行控制，所述串级控制结构包括预测控制器和P控制器，在所述预测控制器中内置所述预测模型，所述预测控制器的输出量作为所述P控制器的输入量；

基于所述当前时序控制序列，调节所述调节参数具体指：所述P控制器基于所述当前时序控制序列，获取当前时刻，所述燃气阀开度的被调节值，并基于所述被调节值，控制所述燃气阀和风机进行调节；

所述热水器控制方法还包括：实时检测所述出水温度和/或燃气热水器内部换热器的出口热水温度，并将所述出口热水温度作为所述P控制器的反馈输入值。

7.根据权利要求1所述的热水器控制方法，其特征在于，所述调节参数包括燃气阀开度和总进水流量，所述热水器控制方法还包括：构建串级控制结构，所述串级控制结构包括预测控制器和P控制器，在所述预测控制器中内置所述预测模型，将所述预测控制器输出的所述总进水流量的所述当前时序控制序列作为所述P控制器输入量，所述预测控制器控制所述燃气阀的调节，所述P控制器控制总进水阀的调节；

所述热水器控制方法还包括：实时检测所述出水温度和/或燃气热水器内部换热器的出口热水温度，并将所述出口热水温度作为所述P控制器的反馈输入值。

8.根据权利要求6或7所述的热水器控制方法，其特征在于，所述热水器控制方法还包括：检测所述换热器的出口热水温度和/或总进水流量作为所述预测模型的校正输入参数，所述预测模型基于当前所述出水温度及所述校正输入参数校正时序控制序列。

9.根据权利要求6或7所述的热水器控制方法，其特征在于，所述热水器控制方法还包括：检测总进水管的当前进水温度，将所述当前进水温度作为所述P控制器的输入量，当所述当前进水温度不等于设定进水温度时，所述P控制器基于所述燃气热水器的稳态模型调节所述调节参数。

10.一种燃气热水器，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的热水器控制方法进行出水温度的调节控制。

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