CN108563262A - 一种高海拔自适应液体加热装置控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高海拔自适应液体加热装置控制方法，包含升温至第一目标温度T₀阶段、热均匀等待阶段、海拔适应微沸腾阶段。本发明的高海拔自适应液体加热装置控制方法，可实现在不同海拔条件下，加热装置均可将液体加热至该海拔下液体沸点，使液体达到微沸腾状态后即自动以较小功率对液体进行加热，可减少过度沸腾导致的电能消耗，同时可维持该海拔线下液体的最高温度。

Description

一种高海拔自适应液体加热装置控制方法

技术领域

本发明涉及加热技术领域，特别涉及一种高海拔自适应液体加热装置控制方法。

背景技术

随着技术进步，各式各样的家电进入千家万户，其中加热类产品作为食物相关的品类更是在家庭中占比很高。

现有技术中，一般是通过设定一个固定的加热温度对加热装置进行加热控制，加热装置的控制方法的原理是在探测到加热装置将液体加热至其沸点后即控制加热装置停止加热，否则，加热装置将持续对液体进行加热，如一般加热器中均设定在加热水时是需要将水加热至100摄氏度时才会停止。

然而因为海拔原因，液体的沸点有较大差异，海拔每上升300米，则液体沸点下降一度，如果设备控制程序设定的温度固定，则会造成高海拔地区工作一直沸腾，液体可能溢出且浪费电能。同时设备不能适应高海拔地区沸点变化，会导致食物烹煮时间过短，不能煮熟。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种高海拔自适应液体加热装置控制方法，可实现在不同海拔条件下，加热装置均可将液体加热至该海拔下液体沸点，使液体达到微沸腾状态后即自动以较小功率对液体进行加热，可减少过度沸腾导致的电能消耗，同时可维持该海拔线下液体的最高温度。

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

一种高海拔自适应液体加热装置控制方法，包含升温至第一目标温度T₀阶段、热均匀等待阶段、海拔适应微沸腾阶段，且具体包含以下步骤：

A.升温至第一目标温度T₀阶段：将液体温度加热至第一目标温度T₀；

B.热均匀等待阶段：在液体温度升至T₀后即停止加热，等待预设第一等待时间t₁后测量当前液体的温度T₁；

C.海拔适应微沸腾阶段：计算当前液体的温度T₁与该液体在标准气压下的沸点T_标之间的差值，并根据T_标与T₁的之差△T的大小调整加热装置的加热功率W_变，并以调整后的加热功率W_变对液体进行再次加热，其中，若△T越小，则W_变的数值越小；

D.每过一个间隔周期△t，即采集一次当前液体温度值，每次采集液体温度值时均比较本次获取的液体温度值是否为历次获取的液体温度值中的最大值，选取包含本次在内的历次获取的液体温度值中的最大液体温度值T_max作为该液体的实际沸点值T_实，并在每次重新测量液体温度值后更新T_实；

E.若连续N次采集的液体温度值T均满足|T_实-T|≦m，即判定当前液体已达微沸腾状态，则以预设的微沸腾加热功率Pa对液体进行加热；

微沸腾状态即液体处于该海拔线下液体的最高温度，保证液体处于微沸腾状态可防止液体过度沸腾溢出，同时还可减少过度沸腾导致的电能消耗，且还有利于保持液体内部液体温度均匀。

进一步地，还包含步骤F：

F.以加热功率Pa持续加热液体至预设加热时间t₂，测量液体的最新温度T_n，若|T_n-T_实|≦0.2则确定当前液体已达微沸腾状态，否则，返回步骤C。

进一步地，还包含补偿阶段，且还包含步骤G：

G.确定当前液体已达微沸腾状态后仍保持微沸腾加热功率Pa对液体进行加热，且加热时长为补偿加热时间t₃，t₃＝(T_标-T_实)*D，其中，D为补偿时间系数，具体与当前加热液体的类别及液体用途相关，在补偿阶段中，高海拔下，由于受可加热最高温度的影响，用液体烹煮食物时，食物的煮熟程度也会受影响，此时需要根据延长加热时间，可最好的保证食物烹饪效果。

进一步地，在以所述微沸腾加热功率Pa对液体进行加热时，液体温度上升速率为(1-3)℃/min。

进一步地，所述步骤B中在将液体温度加热至T₀的过程中，是以加热装置的额定功率W_额对液体进行加热。

进一步地，所述步骤C中调整加热装置的加热功率W_变时：若△T>10，则W_变＝W_额/2，若10≥△T＞3，则W_变＝W_额/3，若3≥△T，则W_变＝W_额/5。

进一步地，所述微沸腾加热功率Pa：W_额/3>Pa>W_额/5。

进一步地，所述步骤D中的间隔周期△t不小于1s且不大于4s，所述步骤E中N的取值为不少于5次且不大于10次。

进一步地，所述步骤E中m＝0.2。

进一步地，所述步骤B中第一等待时间t₁的取值为：30s≥t₁≥10s。

本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：

本发明的高海拔自适应液体加热装置控制方法中，将对液体加热阶段分为第一目标温度T₀阶段、热均匀等待阶段、海拔适应微沸腾阶段及补偿阶段，先控制加热装置以较大功率快速将液体加热至第一目标温度T₀，且设置有等待时间等待加热装置的发热盘的余热释放到液体中，从而进一步对液体进行余热升温，然后再根据被余热升温后的液体实际温度与该液体在标准气压下的沸点温度之间的差值大小，调整加热装置的加热功率来对液体进行持续加热，可有效节约电能的同时，还可有效控制加热装置对液体的加热程度，避免出现过沸腾溢出，还有利于保持液体内部液体温度均匀；

同时，在将液体加热至微沸腾状态后还设有小功率加热的补偿阶段，从而在海拔较高，液体实际沸点较低时，仍能保证液体可将食物煮熟，以保证食物烹饪效果。

具体实施方式

下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。

实施例：

实施例一：

一种高海拔自适应液体加热装置控制方法，包含升温至第一目标温度T₀阶段、热均匀等待阶段、海拔适应微沸腾阶段、补偿阶段，且具体包含以下步骤：

A.升温至第一目标温度T₀阶段：将液体温度加热至第一目标温度T₀；其中，第一目标温度T₀一般根据液体加热前的温度高低来具体设定，第一目标温度T₀需要比液体被加热前的温度高，如若液体加热前温度较低为10℃至30℃之间，则可设定第一目标温度T₀为50℃至60℃左右，若液体加热前温度较高已经达到50℃左右，则第一目标温度T₀至少应设定为60℃左右，一般可设定为60℃至70℃之间；

B.热均匀等待阶段：以加热装置的额定功率W_额对液体进行加热，在液体温度升至T₀后即停止加热，等待10s至30s使得加热装置的发热盘将余热释放到液体中后再测量当前液体的温度T₁；一般在该过程中，发热盘余热还可将液体温度升高1℃至3℃左右；

C.海拔适应微沸腾阶段：计算当前液体的温度T₁与该液体在标准气压下的沸点T_标之间的差值，根据T_标与T₁之差△T的大小调整加热装置的加热功率W_变，并以调整后的加热功率W_变对液体进行再次加热，调整时，若△T越小，则W_变的数值越小；

具体为：若△T>10，则W_变＝W_额/2，若10≥△T＞3，则W_变＝W_额/3，若3≥△T，则W_变＝W_额/5；

D.每过一个间隔周期△t，一般为1S至4S即采集一次当前液体温度值，每次采集液体温度值时均比较本次获取的液体温度值是否为历次获取的液体温度值中的最大值，选取包含本次在内的历次获取的液体温度值中的最大液体温度值T_max作为该液体的实际沸点值T_实，并在每次重新测量液体温度值后更新T_实；

E.若连续5-10次采集的液体温度值T均满足|T_实-T|≦0.2，即判定当前液体已达微沸腾状态，则以预设的微沸腾加热功率Pa对液体进行加热；

F.以加热功率Pa持续加热液体60s至90s，测量液体的最新温度T_n，若|T_n-T_实|≦0.2则确定当前液体已达微沸腾状态，否则，将T_n与T_实中较大的值作为该液体的实际沸点值T_实并返回步骤C；

一般加热功率Pa具有两种设定方法，其中一种是设定可使得以所述微沸腾加热功率Pa对液体进行加热时，液体温度上升速率为(1-3)℃/min，另一种是设定所述微沸腾加热功率Pa的取值范围在：W_额/3>Pa>W_额/5，在一般情况下以该功率对液体进行加热是不会导致液体温度降低，设置步骤F的目的是为了避免出现外界因素影响，导致在以一个较低功率对液体进行加热时，液体温度反而降低的情形。

G.补偿阶段：确定当前液体已达微沸腾状态后仍保持微沸腾加热功率Pa对液体进行加热，且加热时长为补偿加热时间t₃，t₃＝(T_标-T_实)*D，其中，D为补偿时间系数，具体与当前加热液体的类别及液体用途相关。

在补偿阶段中，高海拔下，由于受可加热最高温度的影响，用液体烹煮食物时，食物的煮熟程度也会受影响，此时需要根据延长加热时间，可最好的保证食物烹饪效果。

实施例二

本实施例为利用上述方法加热水来煮土豆的具体流程，且本实施例中水在放入土豆后加热前的温度为15℃、该装置在海拔900米左右的地区使用，且该地区水的沸点在97℃、该加热装置的额定功率为400W。

第一步：将土豆及水放置于加热装置内进行加热，使水在加热装置以额定功率400W进行加热的情况下升温至70℃；

第二步：停止加热，等待20s再对水温进行测量，此时，测得水温升高至73℃；

第三步：由于具体使用时，并不知道当地的实际水的沸点，因此，需要计算当前温度与水在标准气压下的沸点100℃之间的差值，该差值为27℃，故使加热装置以半功率200W对水进行加热；

第四步：每隔3s采集一次水的温度值，在本实施例中分别采集到的水温为75℃、75.2℃、75.4℃、…96.5℃、96.8℃、96.8℃、96.9℃、96.8℃、96.8℃、96.9℃、96.9℃、96.9℃、96.9℃、96.9℃、97℃，其中，连续11次采集的温度值的最大差值不超过0.2℃，因此，可判定当前水已经被加热至微沸腾状态，则可以微沸腾加热功率Pa对液体进行加热。

具体的，本实施例中使加热功率以100W的功率对已经到达微沸腾状态的水进行持续加热80S以确认水已经到达微沸腾。

第五步：补偿阶段中，确定当前液体已达微沸腾状态后仍保持微沸腾加热功率Pa对液体进行加热，且加热时长为补偿加热时间t3，t3＝(T_标-T_实)*D由于用水煮土豆时，补偿时间系数D为20，故在水到达微沸腾状态后，为了保证土豆被完全煮熟，还需要持续对水以100W的功率持续加热60s。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高海拔自适应液体加热装置控制方法，其特征在于，包含升温至第一目标温度T₀阶段、热均匀等待阶段、海拔适应微沸腾阶段，且具体包含以下步骤：

A.升温至第一目标温度T₀阶段：将液体温度加热至第一目标温度T₀；

B.热均匀等待阶段：在液体温度升至T₀后即停止加热，等待预设第一等待时间t₁后测量当前液体的温度T₁；

C.海拔适应微沸腾阶段：计算该液体在标准气压下的沸点T_标与当前液体的温度T₁之间的差值，并根据T_标与T₁的之差△T的大小调整加热装置的加热功率W_变，并以调整后的加热功率W_变对液体进行再次加热，其中，若△T越小，则W_变的数值越小；

D.每过一个间隔周期△t，即采集一次当前液体温度值，每次采集液体温度值时均比较本次获取的液体温度值是否为历次获取的液体温度值中的最大值，选取包含本次在内的历次获取的液体温度值中的最大液体温度值T_max作为该液体的实际沸点值T_实，并在每次重新测量液体温度值后更新T_实；

E.若连续N次采集的液体温度值T均满足|T_实-T|≦m，即判定当前液体已达微沸腾状态，则以预设的微沸腾加热功率Pa对液体进行加热。

2.根据权利要求1所述的一种高海拔自适应液体加热装置控制方法，其特征在于，还包含步骤F：

F.以微沸腾加热功率Pa持续加热液体至预设加热时间t₂，测量液体的最新温度T_n，若|T_n-T_实|≦0.2则确定当前液体已达微沸腾状态，否则，返回步骤C。

3.根据权利要求1所述的一种高海拔自适应液体加热装置控制方法，其特征在于，还包含补偿阶段，且还包含步骤G：

G.确定当前液体已达微沸腾状态后仍保持微沸腾加热功率Pa对液体进行加热，且加热时长为补偿加热时间t₃，t₃＝(T_标-T_实)*D，其中，D为补偿时间系数，具体与当前加热液体的类别及液体用途相关。

4.根据权利要求1所述的一种高海拔自适应液体加热装置控制方法，其特征在于，在以所述微沸腾加热功率Pa对液体进行加热时，液体温度上升速率为(1-3)℃/min。

5.根据权利要求1所述的一种高海拔自适应液体加热装置控制方法，其特征在于，所述步骤B中在将液体温度加热至T₀的过程中，是以加热装置的额定功率W_额对液体进行加热。

6.根据权利要求5所述的一种高海拔自适应液体加热装置控制方法，其特征在于，所述步骤C中调整加热装置的加热功率W_变时：若△T>10，则W_变＝W_额/2，若10≥△T＞3，则W_变＝W_额/3，若3≥△T，则W_变＝W_额/5。

7.根据权利要求6所述的一种高海拔自适应液体加热装置控制方法，其特征在于，所述微沸腾加热功率Pa：W_额/3>Pa>W_额/5。

8.根据权利要求1所述的一种高海拔自适应液体加热装置控制方法，其特征在于，所述步骤D中的间隔周期△t不小于1s且不大于4s，所述步骤E中N的取值为不少于5次且不大于10次。

9.根据权利要求1所述的一种高海拔自适应液体加热装置控制方法，其特征在于，所述步骤E中m＝0.2。

10.根据权利要求1至9中任一所述的一种高海拔自适应液体加热装置控制方法，其特征在于，所述步骤B中第一等待时间t₁的取值为：30s≥t₁≥10s。