CN201196747Y - 电热水器恒温控制装置 - Google Patents

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安立成
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Abstract

本实用新型公开了一种电热水器恒温控制装置，包括进、出水温度传感器、进水流量传感器、微处理器、接受微处理器信号的脉宽调制器和功率控制部件，进、出水温度传感器和进水流量传感器的信号输入微处理器，脉宽调制器的输出信号控制功率控制部件的加热功率；微处理器将进水温度、进水流量和出水温度运算处理后输出信号至脉宽调制器，由脉宽调制器输出一定占空比的脉冲来控制功率控制部件的加热功率，如此精确控制电热水器的出水温度，实现电热水器出水温度的恒定；同时由于通过微处理器对所采集数据的精确运算处理和脉宽调制器对加热功率的控制，使得电热水器的出水温度不会过冷或过热，同样也节约了电能，即需要将出水加多少热便提供多少电能。

Description

电热水器恒温控制装置
技术领域
本实用新型涉及电热水器的温度控制装置，尤其涉及一种电热水器的恒温控制装置。
背景技术
目前即热式电热水器的温度控制通常采用档位来调节电热水器加热的功率，由于档位控制不能做到精确控制出水水温，使出水温度偏差较大，出现出水忽冷忽热的现象，而且传统的挡位式控制加热功率，只能进行节跃式的功率调节，在外部水流量等其它环境参数变化的情况下，不能智能无级调节加热功率的大小以使出水温度恒定，在使用时水温较难控制，不是太冷就是太热，如此即影响了电热水器的正常使用也浪费了一定的电能。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种方便调节水温，使出水温度恒定且节约电能的电热水器恒温控制装置。
为解决上述技术问题，本实用新型电热水器恒温控制装置包括出水温度传感器、微处理器、接受所述微处理器信号的脉宽调制器和功率控制部件，所述出水温度传感器的信号输入所述微处理器，所述脉宽调制器的输出信号控制所述功率控制部件的加热功率，其还包括进水温度传感器和进水流量传感器，所述进水温度传感器和进水流量传感器的信号输入所述微处理器；
上述微处理器接受所述进水温度传感器、进水流量传感器的信号和出水温度传感器的反馈信号，经运算处理后输出控制所述脉宽调制器的信号；
上述脉宽调制器按所述微处理器的控制信号，输出一定占空比的脉冲控制所述功率控制部件的加热功率。
由于本实用新型电热水器恒温控制装置采用了上述技术方案，即电热水器的控制***中加入了进水温度传感器和进水流量传感器并将其信号输入微处理器，微处理器将进水温度、进水流量和出水温度运算处理后输出信号至脉宽调制器，由脉宽调制器输出一定占空比的脉冲来控制功率控制部件的加热功率，如此精确控制电热水器的出水温度，实现电热水器出水温度的恒定；同时由于通过微处理器对进、出水温度及进水流量的精确运算处理和脉宽调制器对加热功率的控制，使得电热水器的出水温度不会过冷或过热，同样也节约了电能，即需要将出水加多少热便提供多少电能。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：
图1为本实用新型电热水器恒温控制装置的电路原理框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型电热水器恒温控制装置包括出水温度传感器6、微处理器、接受所述微处理器1信号的脉宽调制器2和功率控制部件3，所述出水温度传感器6的信号输入所述微处理器1，所述脉宽调制器2的输出信号控制所述功率控制部件3的加热功率，其还包括进水温度传感器4和进水流量传感器5，所述进水温度传感器4和进水流量传感器5的信号输入所述微处理器1；
上述微处理器1接受所述进水温度传感器4、进水流量传感器5的信号和出水温度传感器6的反馈信号，经运算处理后输出控制所述脉宽调制器2的信号；
上述脉宽调制器2按所述微处理器1的控制信号，输出一定占空比的脉冲控制所述功率控制部件3的加热功率。
本电加热器采用RGM加热技术，冷水进入加热体，出水即可达到要求；本装置采用微处理器控制，控制方法中采用了PID、模糊、脉宽调节等控制技术；
本装置利用进水温度传感器4、进水流量传感器6来检测进水温度及流量等参数，并输入微处理器1，微处理器1根据这些外部参数进行运算，由这些参数能够判断出应该给负载多大功率，根据这个判断，控制脉宽调制器2改变脉宽的占空比，不同的进水温度、进水流量产生不同宽度的占空脉冲来控制加热功率的大小；
所述的微处理器1按如下基本数学关系进行运算
设流量Q单位为升/分，温度T单位为℃，功率P单位为KW，时间H单位为小时H，温度变化为ΔT＝Tout-Tin
每升水升高1℃所需电量＝4200J＝4200/3600000度＝7/6000KWH
Q*ΔT＝(P/60)/(7/6000)＝(100/7)*P
ΔT＝(100/7)*P/Q
P＝(7/100)*Q*ΔT
例如，当流量Q＝4升/分，总功率P＝8KW时，ΔT＝28.6℃
为提高控制精度，增加闭环回路控制功能，即利用出水温度传感器6产生的信号来进一步对水温细调，就是对脉宽占空比进一步调整使出水温度更接近设定温度而达到恒温的目的。同样由于外部原因使电压波动，水流量变化也会造成出水温度随之波动，从而达不到理想的恒温效果，因此引入了模糊控制技术，其能够尽快判断出这些参数的变化，及时调整脉宽的精度，使温度偏离最小，提高恒温精度；
所述模糊控制是针对进水流量和进水温度值的判断先对脉宽调制器占空比的大小范围进行粗调，然后用PID进行细调。比如：当进水流量低于2L/min是脉宽调制器工作在低占空比输出区，大于2L/min而小于4L/min时脉宽调制器工作在中占空比输出区，大于4L/min时脉宽调制器工作在高占空比输出区，同理，当进水温度低于10度时脉宽调制器工作在高占空输出区，大于10度而小于30度脉宽调制器工作在中占空比输出区，大于30度脉宽调制器工作在低占空比输出区，微小的温度偏差再用PID反馈调节。
这些控制都是由微处理器中的软件程序控制完成，由于采用了微处理器的程序控制，使电路更简洁、效果更好、功效比更高。

Claims (3)

1.一种电热水器恒温控制装置，包括出水温度传感器、微处理器、接受所述微处理器信号的脉宽调制器和功率控制部件，所述出水温度传感器的信号输入所述微处理器，所述脉宽调制器的输出信号控制所述功率控制部件的加热功率，其特征在于：其还包括进水温度传感器和进水流量传感器，所述进水温度传感器和进水流量传感器的信号输入所述微处理器。
2.根据权利要求1所述的电热水器恒温控制装置，其特征在于：所述微处理器接受所述进水温度传感器、进水流量传感器的信号和出水温度传感器的反馈信号，经运算处理后输出控制所述脉宽调制器的信号。
3.根据权利要求2所述的电热水器恒温控制装置，其特征在于：所述脉宽调制器按所述微处理器的控制信号，输出一定占空比的脉冲控制所述功率控制部件的加热功率。
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