CN116336673A - 一种热水器出水温度的控制方法、装置和燃气热水器 - Google Patents

一种热水器出水温度的控制方法、装置和燃气热水器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热水器出水温度的控制方法、装置和燃气热水器，包括：获取热水器运行时的当前热负荷、第一温度传感器检测到的第一出水温度、第二温度传感器检测到的第二出水温度以及用户设置的目标温度；根据第一出水温度和第二出水温度确定反馈温度；基于反馈温度调节当前热负荷，以将第二出水温度调节至目标温度。由于第一出水温度能更快地反映换热器出水口所输出热水的温度，相对于单独使用出水管末端的出水温度来进行温度反馈，第一出水温度和第二出水温度确定的反馈温度更能较快、较准确反映水温的变化，有助于解决温度反馈滞后的问题，使得热水器及时输出用户所需温度的热水，又有助于提高温度的稳定性，以提高热水器的恒温性能。

Description

一种热水器出水温度的控制方法、装置和燃气热水器
技术领域
本发明涉及热水器温度控制技术领域，尤其涉及一种热水器出水温度的控制方法、装置和燃气热水器。
背景技术
在燃气热水器中，当用户用水时，热水器检测进水温度、进水流量以及用户设置的目标温度，通过进水温度、进水流量和目标温度计算热负荷，热水器中预先存储热负荷与燃气比例阀的控制电流的对应关系，在检测到出水温度之后，通过出水温度进行反馈，不断修正控制电流，从而实现出水温度等于目标温度，以实现恒温控制。
然而，在部分大流量燃气热水器中，由于直接采用热水器出水管末端的出水温度作为反馈温度，当燃气热水器的热交换器体积较大等原因，直接采用该出水温度作为反馈，容易导致因出水温度反馈滞后，造成上述温度控制方法欠佳，如出水温度超调明显、温度不容易稳定，或者导致加热速度变慢。
发明内容
本发明提供了一种热水器出水温度的控制方法、装置和燃气热水器，以解决现有燃气热水器中采用出水温度作为反馈，导致因出水温度反馈滞后，造成出水温度超调、不稳定以及加热速度慢的问题。
第一方面，本发明提供了一种热水器出水温度的控制方法，包括：
热水器的换热器出水口设置有第一温度传感器，连接所述换热器出水口的出水管上设置有第二温度传感器，所述控制方法包括：
获取热水器运行时的当前热负荷、所述第一温度传感器检测到的第一出水温度、所述第二温度传感器检测到的第二出水温度以及用户设置的目标温度；
根据所述第一出水温度和所述第二出水温度确定反馈温度；
基于所述反馈温度调节所述当前热负荷，以将所述第二出水温度调节至所述目标温度。
第二方面，本发明提供了一种热水器出水温度的控制装置，包括：
数据获取模块，用于获取热水器运行时的当前热负荷、第一温度传感器检测到的第一出水温度、第二温度传感器检测到的第二出水温度以及用户设置的目标温度；
反馈温度确定模块，用于根据所述第一出水温度和所述第二出水温度确定反馈温度；
出水温度调节模块，用于基于所述反馈温度调节所述当前热负荷，以将所述第二出水温度调节至所述目标温度。
第三方面，本发明提供了一种燃气热水器，包括：
第一温度传感器，设置在燃气热水器的换热器出水口；
第二温度传感器，设置在连接所述换热器出水口的出水管上；
控制器，分别连接所述第一温度传感器和所述第二温度传感器，所述控制器包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面所述的热水器出水温度的控制方法的步骤。
本发明的热水器出水温度的控制方法，与背景技术相比所产生的有益效果：
通过第一温度传感器检测换热器出水口的第一出水温度以及通过第二温度传感器检测的第二出水温度，进一步通过第一出水温度和第二出水温度确定反馈温度，通过该反馈温度来调节热水器的当前热负荷，以将第二出水温度调节至用户设置的目标温度，由于第一出水温度能够较快反映出换热器出水口的热水的温度，相对于单独使用热水器的出水管末端的出水温度来进行反馈，采用第一出水温度和第二出水温度确定反馈温度更能够较快、较准确反映水温的变化，有助于解决单独使用出水管末端的出水温度进行反馈导致温度反馈滞后的问题，既能够快速准确调节出水温度，使得热水器及时输出用户所需温度的热水，又有助于提高温度的稳定性，以提高热水器的恒温性能。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例一提供的一种热水器出水温度的控制方法的流程图；
图2是本发明实施例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一种热水器出水温度的控制方法的流程图；
图4是本发明实施例三提供的一种热水器出水温度的控制方法的流程图；
图5是根据本发明实施例四提供的一种热水器出水温度的控制装置的结构示意图；
图6是本发明实施例五提供的燃气热水器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种热水器出水温度的控制方法的流程图，本实施例可适用于确定反馈温度来调节热水器的出水温度的情况，该方法可以由热水器出水温度的控制装置来执行，该热水器出水温度的控制装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该热水器出水温度的控制装置可配置在燃气热水器的控制器中，如图1所示，该热水器出水温度的控制方法包括：
S101、获取热水器运行时的当前热负荷、第一温度传感器检测到的第一出水温度、第二温度传感器检测到的第二出水温度以及用户设置的目标温度。
如图2所示，本实施例的燃气热水器在冷水进水管设置有进水温度传感器1和水流量传感器2，热水器的换热器出水口设置有第一温度传感器3，连接换热器出水口的出水管上设置有第二温度传感器5，其中，出水管内置于热水器内，该出水管的一端连接换热器出水口，出水管的另一端连接热水器外部管道，以将换热器内的热水通过热水器外部管道输出到用水点，第二温度传感器5设置在出水管靠近热水器外部管道的一端，即第二温度传感器5设置在出水管末端，第一温度传感器3用于检测换热器出水口所输出热水的温度，即第一出水温度；第二温度传感器5较优地安装在出水管末端，以用于检测位于热水器内的出水管的末端的温度，即第二出水温度。热水器还设置有控制器4和燃气比例阀6，进水温度传感器1、水流量传感器2、第一温度传感器3、第二温度传感器5、燃气比例阀6均与控制器4电连接。
当热水器开启时，可以通过水流量传感器2检测进水流量，以及通过进水温度传感器1检测进水温度，从而可以根据进水流量、进水温度和用户设置的目标温度计算热水器的当前热负荷。
在一个示例中，热负荷可以是将当前进水流量的水从进水温度加热到用户所设置的目标温度时所需要的热量，具体可以通过以下公式计算热负荷：
P＝(Ts-Ti)×Q
其中，P为当前热负荷，Ts为用户设置的目标温度，Ti为进水温度，Q为进水流量。
在控制热水器以当前热负荷运行时，可以通过第一温度传感器3检测到第一出水温度，以及通过第二温度传感器5检测到第二出水温度。
在计算出当前热负荷之后，可以根据该当前热负荷控制燃气比例阀6的开度，使热水器达到当前热负荷，在一个示例中，燃气比例阀6通过电磁阀控制，可以预先建立热负荷P与流过电磁阀的电流I的对应关系，以电流I控制电磁阀，使得燃气比例阀6以对应的开度打开后，燃气燃烧所产生的热量等于当前热负荷。
由于第一温度传感器3设置在换热器出水口，第一出水温度能够较快反映出换热器出水口所输出的热水的温度。。
S102、根据第一出水温度和第二出水温度确定反馈温度。
本实施例中，可以融合第一温度传感器3和第二温度传感器5所检测的温度作为反馈温度，在一个可选的实施例中，如可预先通过实验获得到第一出水温度、第二出水温度在不同温度范围时相应的反馈温度，该反馈温度为使得到热水器能够调节当前热负荷以调节第二出水温度达到对应的目标温度，且出水温度波动满足预期时相应的温度，其可在调节的过程中根据变化的第一出水温度和第二出水温度两者结合查找到对应的反馈温度。
在一个可选实施例中，为了能够进一步提高对于反馈温度的计算精度，提高运行效率，可以先通过第一出水温度计算第一出水温度变化率，进一步通过第一出水温度变化率、预设的最小变化率和最大变化率计算第一近似系数，该第一近似系数与第一出水温度变化率负相关，再通过第一近似系数基于卡尔曼滤波算法计算温度融合权重，该温度融合权重与第一近似系数正相关，最后通过温度融合权重对第一出水温度和第二出水温度融合得到反馈温度，第一出水温度在反馈温度中的权重与温度融合权重负相关，即第一出水温度变化率越大时，第一近似系数越小，温度融合权重也越小，反馈温度主要以第一温度传感器所检测的第一出水温度为主，从而能够在第一出水温度变化大时，由于第一出水温度能够较快且准确反映换热器出水口所输出热水的温度，采用第一出水温度为主进行温度反馈，更能较快、较准确地调节当前热负荷，从而使得热水器及时准确地将第二出水温度调节至目标温度并减少出水温度的波动情况，当第一出水温度变化小时，说明第一出水温度已经趋近平稳且与第二温度传感器检测的第二出水温度接近或相当，反馈温度主要以第二出水温度为主，即第二温度传感器起主要反馈作用，通过第二温度传感器所检测的第二出水温度为主调节当前热负荷，使得第二出水温度更接近目标温度，其总体而言提高热水器的恒温性能。
S103、基于反馈温度调节当前热负荷，以将第二出水温度调节至目标温度。
在得到反馈温度之后，控制器4可以根据PID反馈算法确定燃气比例阀的电流I，通过该电流I来调节燃气比例阀6的开度以调节热水器的热负荷，使得第二出水温度调节至目标温度。
本实施例通过第一温度传感器检测第一出水温度以及通过第二温度传感器检测第二出水温度，进一步通过第一出水温度和第二出水温度确定反馈温度，通过该反馈温度来调节热水器的当前热负荷，以将第二出水温度调节至用户设置的目标温度，由于第一出水温度能够快速准确反映换热器出水口所输出热水的温度，相对于单独使用出水管末端的出水温度来进行反馈，采用第一出水温度和第二出水温度确定的反馈温度更能够较快、较准确反映水温的变化，有助于解决采用出水管末端的出水温度进行温度反馈存在滞后的问题，既能够快速准确调节第二出水温度，使得热水器及时输出用户所需温度的热水，又有助于提高温度的稳定性，以提高热水器的恒温性能。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种热水器出水温度的控制方法的流程图，本发明实施例在上述实施例一的基础上进行优化，如图3所示，该热水器出水温度的控制方法包括：
S301、获取热水器运行时的当前热负荷、第一温度传感器检测到的第一出水温度、第二温度传感器检测到的第二出水温度以及用户设置的目标温度。
S302、计算第一出水温度的第一出水温度变化率。
本实施例中，第一温度传感器可以按照预设周期检测到第一出水温度，可以通过相邻两个周期检测到的第一出水温度计算第一出水温度变化率。
S303、根据第一出水温度变化率、预设的第一最小变化率以及预设的第一最大变化率，计算第一出水温度的第一近似系数，第一近似系数与第一出水温度变化率负相关，第一近似系数越小，表示第一出水温度的可信度越高。
在一个可选实施例中，可以预先设置第一出水温度的第一最大变化率和第一最小变化率，并判断第一出水温度变化率是否小于或等于第一最小变化率，若是，确定第一出水温度的第一近似系数等于预设的最大近似系数，若否，判断第一出水温度变化率是否大于第一最大变化率，在第一出水温度变化率大于或等于第一最大变化率时，第一出水温度的第一近似系数为预设的最小近似系数，在第一出水温度变化率小于第一最大变化率时，采用第一出水温度变化率、第一最小变化率以及第一最大变化率计算第一出水温度的第一近似系数，其中，第一出水温度的第一近似系数与第一出水温度变化率负相关，第一近似系数越小，第一出水温度的可信度越高，采用第一出水温度为主来计算反馈温度，得到的反馈温度的可信度也越高。
示例性地，第一出水温度变化率为ΔTt，第一最小变化率为A，第一最大变化率为B，K1为第一近似系数，则ΔTt≤A时，第一近似系数K1等于最大近似系数1，即K1＝1；ΔTt≥B时，第一近似系数K1等于最小近似系数0，即K1＝0；当A<ΔTt<B时，K1＝(B-ΔTt)/(B-A)，由此可以得出，第一近似系数K1与第一出水温度变化率ΔTt负相关，即第一出水温度变化率ΔTt越大，第一近似系数K1越小，表示第一出水温度的可信度就越高，即采用第一出水温度为主计算反馈温度进行温度调节的可信度越高。
S304、基于卡尔曼滤波算法和第一近似系数计算温度融合权重，温度融合权重与第一近似系数正相关。
在一个实施例中，可以通过以下公式计算温度融合权重：
Figure BDA0003724058870000081
上述公式中K为温度融合权重，K1为第一近似系数，由上述公式可知，温度融合权重K与第一近似系数K1正相关。
由S303可知，当第一出水温度Tt的第一出水温度变化率ΔTt大于或等于第一最大变化率B时，K1＝0代表第一出水温度Tt变化程度最大，此时主要使用第一出水温度Tt作为反馈温度来调节热负荷比较及时和准确，当第一出水温度Tt变化率ΔTt小于或等于第一最小变化率A时，K1＝1代表第一出水温度Tt已经平稳，此时主要使用第二出水温度To作为反馈温度来调节热负荷比较准确。因此，第一近似系数K1与第一出水温度Tt的第一出水温度变化率ΔTt成反比，当第一出水温度Tt变化快时，第一出水温度Tt能够更快反映换热器出水口所输出热水的真实温度，使用第一出水温度Tt为主确定反馈温度来调节当前热负荷更加及时和准确，可靠性越高。由于第一出水温度Tt变化越快，第一近似系数K1越小，也就是以第一出水温度Tt为主来进行水温调节的误差越小，相当于第一出水温度Tt的标准差与第一近似系数K1成正比，因而本发明实施例应用卡尔曼数据融合算法进行反馈温度的计算时，可以用第一近似系数K1替代关于第一出水温度Tt的标准差，以表示第一出水温度的可信度越高，以此来计算温度融合权重，在保证准确率的同时可提高运算效率减少程序冗余度。
假设反馈温度T用于调节热负荷，根据卡尔曼数据融合算法，T＝Tt+K×(To-Tt)，K是0-1之间的系数，反馈温度T是To和Tt之间的数据。为了让计算出来的反馈温度T的误差较小，则可利用标准差的数学原理实现对K的计算公式推导。即经过重复实验令一组数据波动越小，其标准差越小，如给定Tt和To，重复性通过T＝Tt+K×(To-Tt)进行估算，使得估算出的一组反馈温度T波动最小，即标准差最小，也就是方差也是最小。基于上述理由，为了方便使用第一出水温度Tt和第二出水温度To进行卡尔曼数据融合，提高换算效率，用第一近似系数K1表示第一出水温度Tt的标准差，用K2＝1-K1表示第二出水温度To的标准差，根据方差的性质有，标准差的平方等于方差，则温度融合权重K的计算公式推导如下：
反馈温度T的方差为Var(T)：
Var(T)＝Var(Tt+K×(To-Tt))
＝Var((1-K)×Tt+K×To))
＝Var((1-K)×Tt)+Var(K×To)
＝(1-K)2×K12+K2×K22
求系数K使得Var(T)有最小值，即对K求导：
dVar(T)/dK＝0
d((1-K)2×K12+K2×K22)/dK＝0
-K12+K×K12+K×K22＝0
可求得K＝K12/(K12+K22)，将K2＝1-K1代入即得到上述温度融合权重K的计算公式。
S305、采用温度融合权重对第一出水温度和第二出水温度进行卡尔曼数据融合得到反馈温度，第一出水温度在反馈温度中的权重与温度融合权重负相关。
在一个可选实施例中，可以通过以下公式计算反馈温度：
T＝Tt+K×(To-Tt)
上述公式中，T为反馈温度，Tt为第一出水温度，K为温度融合权重，To为第二出水温度。
由于温度融合权重K与第一近似系数K1正相关，从上述反馈温度计算公式可知，当第一出水温度Tt的变化率ΔTt越大时，第一近似系数K1越小，温度融合权重K也越小，反馈温度T中第一出水温度Tt的权重越大，即第一出水温度第一温度传感器3的反馈作用越大，由于第一出水温度能够更快反映换热器出水口所输出热水的温度，采用第一出水温度为主进行温度反馈，更能及时准确地调节热负荷，从而使得热水器及时准确地调节第二出水温度，反之，当第一出水温度Tt的变化率ΔTt越小时，第一近似系数K1越大，温度融合权重K也越大，说明换热器出水口所输出的热水的温度趋于平稳并且与第二温度传感器检测的第二出水温度接近或相当，此时，反馈温度T中第一出水温度Tt的权重越小，第二出水温度To的权重大，第二温度传感器5的反馈作用大，采用第二温度传感器5所检测的第二出水温度来计算反馈温度后对热负荷调节，使得第二出水温度更接近目标温度，从而可以实现恒温，提高热水器的恒温性能。
S306、基于反馈温度调节当前热负荷，以将第二出水温度调节至目标温度。
在得到反馈温度之后，控制器4可以根据PID反馈算法确定燃气比例阀的电流I，通过该电流I来调节燃气比例阀的开度以调节热水器的热负荷，使得第二出水温度调节至目标温度。
本实施例计算第一出水温度变化率之后，根据第一出水温度变化率、预设的第一最小变化率、预设的第二最大变化率计算第一出水温度的第一近似系数，该第一近似系数与第一出水温度变化率负相关，进一步基于卡尔曼滤波算法和第一近似系数计算温度融合权重，使得温度融合权重与第一近似系数正相关，采用温度融合权重对第一出水温度和第二出水温度进行融合得到反馈温度，在该反馈温度中第一出水温度的权重与温度融合权重负相关，即当第一出水温度的变化率越大时，第一近似系数越小，温度融合权重也越小，反馈温度中第一出水温度的权重越大，即热负荷变化过程中，第一出水温度第一温度传感器的反馈作用越大，优先使用第一出水温度为主进行反馈，由于第一出水温度能够更快反映换热器出水口所输出热水的温度变化，采用第一出水温度为主进行温度反馈，更能及时准确地调节热负荷，从而使得热水器及时准确地调节出水温度。反之，当第一出水温度的变化率越小时，说明换热器出水口所输出热水的温度趋于平稳并且与第二温度传感器检测的第二出水温度接近或相当，此时，第二温度传感器的反馈作用大，采用第二温度传感器所检测的第二出水温度来计算反馈温度后对热负荷调节，既使得第二出水温度更接近目标温度，又可以避免温度过冲和上下波动，以提高热水器的恒温性能。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种热水器出水温度的控制方法的流程图，本发明实施例在上述实施例一的基础上进行优化，如图4所示，该热水器出水温度的控制方法包括：
S401、获取热水器运行时的当前热负荷、第一温度传感器检测到的第一出水温度、第二温度传感器检测到的第二出水温度以及用户设置的目标温度。
S402、计算第一出水温度的第一出水温度变化率。
S403、计算第二出水温度的第二出水温度变化率。
本实施例中，第二温度传感器按照预设周期检测温度，可以通过相邻两个周期检测到的第二出水温度计算第二出水温度变化率。
S404、根据第一出水温度变化率、预设的第一最小变化率以及预设的第一最大变化率，计算第一出水温度的第一近似系数，第一近似系数与第一出水温度变化率负相关，第一近似系数越小，第一出水温度的可信度越高。
S405、根据第二出水温度变化率、预设的第二最小变化率、预设的第二最大变化率，计算第二出水温度的第二近似系数，第二近似系数与第二出水温度变化率负相关。
示例性地，第二出水温度变化率为ΔTo，第二最小变化率为C，第二最大变化率为D，K2为第二近似系数，则ΔTo≤C时，K2＝1；ΔTo≥D时，K2＝0；当C<ΔTt<D时，K2＝(B-ΔTo)/(B-A)，由此可以得出，第二近似系数K2与第二出水温度变化率ΔTo负相关，即第二出水温度变化率ΔTo越大，第二近似系数K2越小，表示第二出水温度的可信度越高。
在一个示例中，也可以计算1-K1作为第二近似系数，即K2＝1-K1，实现通过检测第一出水温度后计算出第一出水温度变化率之后，即可以计算第一近似系数K1和第二近似系数K2，减少了计算的数据量，提高了确定反馈温度的速度，使得温度反馈更为快速。
S406、基于卡尔曼滤波算法、第一近似系数以及第二近似系数计算温度融合权重，温度融合权重与第一近似系数正相关，与第二近似系数负相关。
在一个实施例中，可以通过以下公式计算温度融合权重：
Figure BDA0003724058870000121
上述公式中K为温度融合权重，K1为第一近似系数，K2为第二近似系数，由上述公式可知，温度融合权重K与第一近似系数K1正相关，与第二近似系数K2负相关。
在另一个实施中，当第一近似系数K1＝0并且第二近似系数K2＝0时，说明第一出水温度和第二出水温度变化率都很大，可以设置温度融合权重K＝1，即直接采用第二出水温度作为反馈温度。
S407、采用温度融合权重对第一出水温度和第二出水温度进行卡尔曼数据融合得到反馈温度，第一出水温度在所述反馈温度中的权重与温度融合权重负。
S408、基于反馈温度调节当前热负荷，以将第二出水温度调节至目标温度。
在得到反馈温度之后，控制器4可以根据PID反馈算法确定燃气比例阀的电流I，通过该电流I来调节燃气比例阀的开度以调节热水器的热负荷，使得第二出水温度调节至目标温度。
本实施例采用第一出水温度变化率和第二出水温度变化率来计算温度融合权重，并采用该温度融合权重对第一出水温度和第二出水温度融合得到反馈温度，第一出水温度的变化率越大时，第一近似系数越小，温度融合权重也越小，反馈温度中第一出水温度的权重越大，即第一温度传感器的反馈作用越大，由于第一出水温度能够快速反映换热器出水口所输出热水的真实温度，采用第一出水温度为主作为反馈，更能及时准确地调节热负荷，从而使得热水器及时准确地调节出水温度。当第一出水温度的变化率越小时，说明换热器出水口所输出热水的温度趋于平稳并且与第二温度传感器检测的第二出水温度接近或相当，如果第二出水温度变化率越大，第二近似系数越小，温度融合权重也越大，反馈温度中第二出水温度的权重越大，此时，第二温度传感器的反馈作用大，采用第二出水温度为主来计算反馈温度后对热负荷调节，既使得第二出水温度更接近目标温度，又可以避免温度过冲和上下波动，以提高热水器的恒温性能。
实施例四
图5为本发明实施例四提供的一种热水器出水温度的控制装置的结构示意图。如图5所示，该热水器出水温度的控制装置具体可以包括：
数据获取模块501，用于获取热水器运行时的当前热负荷、所述第一温度传感器检测到的第一出水温度、所述第二温度传感器检测到的第二出水温度以及用户设置的目标温度；
反馈温度确定模块502，用于根据所述第一出水温度和所述第二出水温度确定反馈温度；
出水温度调节模块503，用于基于所述反馈温度调节所述当前热负荷，以将所述第二出水温度调节至所述目标温度。
可选地，所述反馈温度确定模块502包括：
第一出水温度变化率计算单元，用于计算所述第一出水温度的第一出水温度变化率；
第一近似系数计算单元，用于根据所述第一出水温度变化率、预设的第一最小变化率以及预设的第一最大变化率，计算所述第一出水温度的第一近似系数，所述第一近似系数与所述第一出水温度变化率负相关，所述第一近似系数越小，所述第一出水温度的可信度越高；
权重计算单元，用于基于卡尔曼滤波算法和所述第一近似系数计算温度融合权重，所述温度融合权重与所述第一近似系数正相关；
反馈温度计算单元，用于采用所述温度融合权重对所述第一出水温度和所述第二出水温度进行卡尔曼数据融合得到所述反馈温度，所述第一出水温度在所述反馈温度中的权重与所述温度融合权重负相关。
可选地，第一近似系数计算单元基于以下公式得到所述第一近似系数：
K1＝(B-ΔTt)/(B-A)，
其中，K1为第一近似系数，A为第一最小变化率，B为第一最大变化率，ΔTt为第一出水温度变化率。
可选地，所述第一近似系数计算单元包括：
第一出水温度变化率判断子单元，用于判断所述第一出水温度变化率是否小于或等于所述第一最小变化率；
最大近似系数确定子单元，用于确定所述第一近似系数为预设的最大近似系数；
第二第一出水温度变化率判断子单元，用于判断所述第一出水温度变化率是否大于所述第一最大变化率；
最小近似系数确定子单元，用于在所述第一出水温度变化率大于或等于所述第一最大变化率时，所述第一近似系数为预设的最小近似系数；
第一近似系数计算子单元，用于在所述第一出水温度变化率小于所述第一最大变化率时，根据所述第一出水温度变化率、第一最小变化率以及第一最大变化率，计算所述第一出水温度的第一近似系数。
可选地，所述权重计算单元包括：
第一权重计算子单元，用于通过以下公式计算温度融合权重：
Figure BDA0003724058870000151
上述公式中K为温度融合权重，K1为第一近似系数。
可选地，所述反馈温度确定模块502还包括：
第二出水温度变化率计算单元，用于计算所述第二出水温度的第二出水温度变化率；
第二近似系数计算单元，用于根据所述第二出水温度变化率、预设的第二最小变化率、预设的第二最大变化率，计算所述第二出水温度的第二近似系数，所述第二近似系数与所述第二出水温度变化率负相关；
所述权重计算单元包括：
第二权重计算子单元，用于基于卡尔曼滤波算法、所述第一近似系数以及所述第二近似系数计算温度融合权重，所述温度融合权重与所述第一近似系数正相关，与所述第二近似系数负相关。
可选地，所述第二权重计算子单元，通过以下公式计算温度融合权重：
Figure BDA0003724058870000152
上述公式中K为温度融合权重，K1为第一近似系数，K2为第二近似系数。
可选地，所述反馈温度计算单元通过以下公式计算反馈温度：
T＝Tt+K×t+K+Tt)
上述公式中，T为反馈温度，Tt为第一出水温度，K为温度融合权重，To为第二出水温度。
本发明实施例所提供的热水器出水温度的控制装置可执行本发明任意实施例所提供的热水器出水温度的控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
如图2和图6示出了可以用来实施本发明的实施例的燃气热水器60的结构示意图。
如图2所示，燃气热水器包括：
第一温度传感器3，设置在燃气热水器的换热器出水口；
第二温度传感器5，设置在连接换热器出水口的出水管上；
控制器4，分别连接第一温度传感器3和第二温度传感器5。
如图6所示，燃气热水器40中，控制器4包括至少一个处理器41，以及与至少一个处理器41通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)42、随机访问存储器(RAM)43等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器41执行的计算机程序，处理器41可以根据存储在只读存储器(ROM)42中的计算机程序或者从存储单元48加载到随机访问存储器(RAM)43中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 43中，还可存储燃气热水器40操作所需的各种程序和数据。处理器41、ROM 42以及RAM 43通过总线44彼此相连。输入/输出(I/O)接口45也连接至总线44。
燃气热水器40中的多个部件连接至I/O接口45，包括：控制面板46，例如设置于燃气热水器40上包括按键、触摸屏等部件的面板；换热器47，例如各种燃气热交换器等；检测单元48，例如温度传感器、水位传感器、压力传感器等；以及通信单元49，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元49允许燃气热水器40通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器41可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器41的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器41执行上文所描述的各个方法和处理，例如热水器出水温度的控制方法。
在一些实施例中，热水器出水温度的控制方法可被实现为计算机程序，在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 42和/或通信单元49而被载入和/或安装到燃气热水器40上。当计算机程序加载到RAM43并由处理器41执行时，可以执行上文描述的热水器出水温度控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器41可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行热水器出水温度的控制方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热水器出水温度的控制方法，其特征在于，热水器的换热器出水口设置有第一温度传感器，连接所述换热器出水口的出水管上设置有第二温度传感器，所述控制方法包括：
获取热水器运行时的当前热负荷、所述第一温度传感器检测到的第一出水温度、所述第二温度传感器检测到的第二出水温度以及用户设置的目标温度；
根据所述第一出水温度和所述第二出水温度确定反馈温度；
基于所述反馈温度调节所述当前热负荷，以将所述第二出水温度调节至所述目标温度。
2.如权利要求1所述的热水器出水温度的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一出水温度和所述第二出水温度确定反馈温度，包括：
计算所述第一出水温度的第一出水温度变化率；
根据所述第一出水温度变化率、预设的第一最小变化率以及预设的第一最大变化率，计算所述第一出水温度的第一近似系数，所述第一近似系数与所述第一出水温度变化率负相关，所述第一近似系数越小，表示所述第一出水温度的可信度越高；
基于卡尔曼滤波算法和所述第一近似系数计算温度融合权重，所述温度融合权重与所述第一近似系数正相关；
采用所述温度融合权重对所述第一出水温度和所述第二出水温度进行卡尔曼数据融合得到所述反馈温度，所述第一出水温度在所述反馈温度中的权重与所述温度融合权重负相关。
3.根据权利要求2所述的热水器出水温度的控制方法，其特征在于，基于以下公式得到所述第一近似系数：
K1＝(B-ΔTt)/(B-A)，
其中，K1为第一近似系数，A为第一最小变化率，B为第一最大变化率，ΔTt为第一出水温度变化率。
4.如权利要求3所述的热水器出水温度的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一出水温度变化率、预设的第一最小变化率、预设的第一最大变化率计算所述第一出水温度的第一近似系数，包括：
判断所述第一出水温度变化率是否小于或等于所述第一最小变化率；
若是，确定所述第一近似系数为预设的最大近似系数；
若否，判断所述第一出水温度变化率是否大于所述第一最大变化率；
在所述第一出水温度变化率大于或等于所述第一最大变化率时，所述第一近似系数为预设的最小近似系数；
在所述第一出水温度变化率小于所述第一最大变化率时，根据所述第一出水温度变化率、第一最小变化率以及第一最大变化率，计算所述第一出水温度的第一近似系数。
5.如权利要求2所述的热水器出水温度的控制方法，其特征在于，所述基于卡尔曼滤波算法和所述第一近似系数计算温度融合权重，包括：
通过以下公式计算温度融合权重：
Figure FDA0003724058860000021
上述公式中K为温度融合权重，K1为第一近似系数。
6.如权利要求3所述的热水器出水温度的控制方法，其特征在于，计算所述第一出水温度的第一出水温度变化率，之后还包括：
计算所述第二出水温度的第二出水温度变化率；
根据所述第二出水温度变化率、预设的第二最小变化率、预设的第二最大变化率，计算所述第二出水温度的第二近似系数，所述第二近似系数与所述第二出水温度变化率负相关；
基于卡尔曼滤波算法和所述第一近似系数计算温度融合权重，包括：
基于卡尔曼滤波算法、所述第一近似系数以及所述第二近似系数计算温度融合权重，所述温度融合权重与所述第一近似系数正相关，与所述第二近似系数负相关。
7.如权利要求6所述的热水器出水温度的控制方法，其特征在于，所述基于卡尔曼滤波算法、所述第一近似系数以及所述第二近似系数计算温度融合权重，包括：
通过以下公式计算温度融合权重：
Figure FDA0003724058860000031
上述公式中K为温度融合权重，K1为第一近似系数，K2为第二近似系数。
8.如权利要求2-7任一项所述的热水器出水温度的控制方法，其特征在于，所述采用所述温度融合权重对所述第一出水温度和所述第二出水温度进行卡尔曼数据融合得到所述反馈温度，包括：
通过以下公式计算反馈温度：
T＝Tt+K×(To-Tt)
上述公式中，T为反馈温度，Tt为第一出水温度，K为温度融合权重，To为第二出水温度。
9.一种热水器出水温度的控制装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取热水器运行时的当前热负荷、第一温度传感器检测到的第一出水温度、第二温度传感器检测到的第二出水温度以及用户设置的目标温度；
反馈温度确定模块，用于根据所述第一出水温度和所述第二出水温度确定反馈温度；
出水温度调节模块，用于基于所述反馈温度调节所述当前热负荷，以将所述第二出水温度调节至所述目标温度。
10.一种燃气热水器，其特征在于，包括：
第一温度传感器，设置在燃气热水器的换热器出水口；
第二温度传感器，设置在连接所述换热器出水口的出水管上；
控制器，分别连接所述第一温度传感器和所述第二温度传感器，所述控制器包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的热水器出水温度的控制方法的步骤。
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