采暖换热设备及其控制方法、装置、系统转让专利
申请号 : CN202011473074.9
文献号 : CN112539451B
文献日 : 2022-01-21
发明人 : 詹雄 , 郭钊群 , 杜增林 , 李凯 , 张果
申请人 : 珠海格力电器股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种采暖换热设备的控制方法,其特征在于,包括:根据外接进水流量信号模拟器输出的不同进水流量信号进行分析,得到预设持续时间和预设流量波动值;
当采暖换热设备的进水压力发生波动时,获取进水压力发生波动的持续时间以及由于进水压力波动引起的进水流量波动值;
根据所述持续时间、所述进水流量波动值、预设持续时间以及预设流量波动值进行对比分析;
当所述持续时间大于或等于所述预设持续时间,且所述进水流量波动值大于或等于所述预设流量波动值时,对所述采暖换热设备的热负荷进行修正;
所述根据外接进水流量信号模拟器输出的不同进水流量信号进行分析,得到预设持续时间和预设流量波动值的步骤,包括:当外接进水流量信号模拟器模拟输出进水流量信号发生波动并立即恢复时,通过对所述采暖换热设备进行热负荷调节得到预设持续时间;
当所述外接进水流量信号模拟器模拟输出进水流量信号持续波动时,根据所述采暖换热设备的热负荷跟随进水流量信号修正以及采暖设备的热负荷不进行修正两种运行状态进行对比分析,得到预设流量波动值。
2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述根据所述持续时间、所述进水流量波动值、预设持续时间以及预设流量波动值进行对比分析的步骤之后,还包括:当所述持续时间小于所述预设持续时间和/或所述进水流量波动值小于所述预设流量波动值时,维持所述采暖换热设备的热负荷不变。
3.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述当外接进水流量信号模拟器模拟输出进水流量信号发生波动并立即恢复时,通过对所述采暖换热设备进行热负荷调节得到预设持续时间的步骤,包括:
当外接进水流量信号模拟器模拟输出进水流量信号发生波动并立即恢复时,记录进水流量信号发生波动的波动周期;
获取所述采暖设备根据进水流量信号进行热负荷调节时热负荷发生变化的变化周期;
根据所述波动周期和所述变化周期得到热负荷调节的滞后时间,所述滞后时间即为预设持续时间。
4.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述当所述外接进水流量信号模拟器模拟输出进水流量信号持续波动时,根据所述采暖换热设备的热负荷跟随进水流量信号修正以及采暖设备的热负荷不进行修正两种运行状态进行对比分析,得到预设流量波动值的步骤,包括:
当所述外接进水流量信号模拟器模拟输出逐渐增大的进水流量信号时,记录每一进水流量信号下热负荷跟随进水流量修正时的第一水温波动量以及热负荷未进行修正时的第二水温波动量;
当首次出现所述第一水温波动量小于或等于所述第二水温波动量时,记录相应的进水流量信号,该进水流量信号对应的进水流量波动值即为预设流量波动值。
5.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述当采暖换热设备的进水压力发生波动时,获取进水压力发生波动的持续时间以及由于进水压力波动引起的进水流量波动值的步骤之前,还包括:
实时获取采暖换热设备的进水流量并分析采暖换热设备的进水压力是否发生波动。
6.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述对所述采暖换热设备的热负荷进行修正的步骤,包括:
获取当前出水温度、目标出水温度和当前进水流量并进行分析,得到所需的热负荷修正量;
根据所述热负荷修正量对所述采暖换热设备换热量调节器的运行状态进行调整。
7.一种采暖换热设备的控制装置,其特征在于,包括:参数预设模块,用于根据外接进水流量信号模拟器输出的不同进水流量信号进行分析,得到预设持续时间和预设流量波动值;
进水参数获取模块,用于当采暖换热设备的进水压力发生波动时,获取进水压力发生波动的持续时间以及由于进水压力波动引起的进水流量波动值;
进水参数分析模块,用于根据所述持续时间、所述进水流量波动值、预设持续时间以及预设流量波动值进行对比分析;
热负荷修正模块,用于当所述持续时间大于或等于所述预设持续时间,且所述进水流量波动值大于或等于所述预设流量波动值时,对所述采暖换热设备的热负荷进行修正;
所述参数预设模块还用于当外接进水流量信号模拟器模拟输出进水流量信号发生波动并立即恢复时,通过对所述采暖换热设备进行热负荷调节得到预设持续时间;当所述外接进水流量信号模拟器模拟输出进水流量信号持续波动时,根据所述采暖换热设备的热负荷跟随进水流量信号修正以及采暖设备的热负荷不进行修正两种运行状态进行对比分析,得到预设流量波动值。
8.一种采暖换热设备的控制系统,其特征在于,包括进水流量采集器和控制器,所述进水流量采集器连接所述控制器,所述控制器用于根据权利要求1‑6任一项所述的方法对采暖换热设备进行控制。
9.一种采暖换热设备,其特征在于,包括权利要求8所述的控制系统。
10.根据权利要求9所述的采暖换热设备,其特征在于,所述采暖换热设备为燃气热水器。
说明书 :
采暖换热设备及其控制方法、装置、系统
技术领域
背景技术
水器。燃气热水器通过燃气充分燃烧时瞬间产生的大量热,将流经热交换器的冷水快速加
热。对于恒温式燃气热水器,要求加热后的温度刚好为用户设置的需求温度,且此状态要保
持稳定。在产品标准GB6932中明确有“水温波动不应大于3℃”的规定进行强制要求,据科学
研究温度变化幅度超过1K,人体肌肤即能感知。因此,保持出水温度稳定、减小水温波动幅
度是衡量一台燃气热水器优劣的核心指标之一。
改变燃气进气量,最终达到调节燃烧热负荷的目的。显然在根据水流信号实现热负荷修正
的操作中,热负荷的调节存在一定的滞后性。在燃气热水器实际使用过程,进水压力短暂波
动然后立即恢复这种情况比较常见,热负荷随之变化以后因为其滞后性不能与水流量变化
同步,这种情况下会进一步加剧出水温度波动。因此,传统的燃气热水器热负荷修正方法具
有调节可靠性差的缺点。
发明内容
持续时间、所述进水流量波动值、预设持续时间以及预设流量波动值进行对比分析;当所述
持续时间大于或等于所述预设持续时间,且所述进水流量波动值大于或等于所述预设流量
波动值时,对所述采暖换热设备的热负荷进行修正。
时间和/或所述进水流量波动值小于所述预设流量波动值时,维持所述采暖换热设备的热
负荷不变。
据外接进水流量信号模拟器输出的不同进水流量信号进行分析,得到预设持续时间和预设
流量波动值。
拟输出进水流量信号发生波动并立即恢复时,通过对所述采暖换热设备进行热负荷调节得
到预设持续时间;当所述外接进水流量信号模拟器模拟输出进水流量信号持续波动时,根
据所述采暖换热设备的热负荷跟随进水流量信号修正以及采暖设备的热负荷不进行修正
两种运行状态进行对比分析,得到预设流量波动值。
括:当外接进水流量信号模拟器模拟输出进水流量信号发生波动并立即恢复时,记录进水
流量信号发生波动的波动周期;获取所述采暖设备根据进水流量信号进行热负荷调节时热
负荷发生变化的变化周期;根据所述波动周期和所述变化周期得到热负荷调节的滞后时
间,所述滞后时间即为预设持续时间。
不进行修正两种运行状态进行对比分析,得到预设流量波动值的步骤,包括:当所述外接进
水流量信号模拟器模拟输出逐渐增大的进水流量信号时,记录每一进水流量信号下热负荷
跟随进水流量修正时的第一水温波动量以及热负荷未进行修正时的第二水温波动量;当首
次出现所述第一水温波动量小于或等于所述第二水温波动量时,记录相应的进水流量信
号,该进水流量信号对应的进水流量波动值即为预设流量波动值。
时获取采暖换热设备的进水流量并分析采暖换热设备的进水压力是否发生波动。
所述热负荷修正量对所述采暖换热设备换热量调节器的运行状态进行调整。
水流量波动值;进水参数分析模块,用于根据所述持续时间、所述进水流量波动值、预设持
续时间以及预设流量波动值进行对比分析;热负荷修正模块,用于当所述持续时间大于或
等于所述预设持续时间,且所述进水流量波动值大于或等于所述预设流量波动值时,对所
述采暖换热设备的热负荷进行修正。
备进行控制。
进水压力发生波动引起的进水流量波动值,并与预设持续时间以及预设流量进行分析。只
有在持续时间大于或等于预设持续时间,且进水流量波动值大于或等于预设流量波动值的
情况下,才会跟随进水压力的波动对热负荷进行修正。通过上述方案,可以避免进水压力短
暂波动后恢复的情况下对热负荷进行修正,从而避免引起由于热负荷修正的滞后性加剧出
水温度波动。只有在进水压力变化较大的情况下才会进行热负荷修正,此时将不会出现加
剧出水温度波动的情况,从而保证用户生活用水的舒适度,具有较强的调节可靠性。
附图说明
申请的一些实施例,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。
具体实施方式
所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透
彻全面。
例,下面各个实施例所示的采暖换热设备均可理解为燃气热水器。
值区间时,即认为进水压力发生了变化。当进水压力发生变化时,往往造成流入采暖换热设
备的水流量也发生波动,即引起进水流量发生波动。故此时,通过设置于采暖换热设备进水
端口的参数采集器,即可以直观采集得到相应的水流量波动值。例如,在一个实施例中,在
采暖换热设备的进水端口设置一流量采集器,实时将进水流量采集并发送至控制器进行分
析,当进水流量发生波动即等效认为进水压力发生波动。
测得到。控制器实时获取采暖换热设备的进水流量值时,每一个进水流量值均会记录相应
的获取时间点,当某个进水流量值相对上一个进水流量值发生波动时,得到该进水流量值
对应的时间点。之后持续监测进水流量值,在进水流量值恢复时,记录进水流量值恢复时对
应的时间点。最后,只需要将两个时间点相减,即可以得到进水流量发生波动的持续时间,
也即进水压力发生波动的持续时间。
续时间进行比较分析,同时将进水流量波动值与预设流量波动值进行比较分析。利用进水
压力发生波动的持续时间以及由于进水压力波动引起的进水流量波动值来反映当前状态
下的进水压力波动的程度,进而根据比较结果决定是否需要对采暖换热设备的热负荷进行
调节。
不会由于调节滞后引起更加剧烈的出水温度波动。同时,进水流量波动值大于或等于预设
流量波动值则说明此时进水压力波动较大,较大的进水水压波动将会造成更大的出水温度
波动,若在该种状态下进行热负荷修正,热负荷的修正量将用来弥补进水水压波动造成的
出水温度波动,同样不会引起更加剧烈的出水温度波动。故通过本实施例的方案,在进水压
力变化较大的情况下才会进行热负荷修正,此时将不会出现加剧出水温度波动的情况,从
而保证用户生活用水的舒适度。
动值小于预设流量波动值中至少一种情况。在这些状态下,均表明此时进水压力波动程度
较小,若进行热负荷进行修正,将会因为热负荷修正的滞后性不能与水流量变化同步,进一
步加剧出水温度波动。因此,若控制器检测到持续时间小于预设持续时间和/或进水流量波
动值小于预设流量波动值时,不需要对热负荷进行修正,只需要维持当前热负荷,等待采暖
换热设备的进水压力自动恢复即可。
时间和预设流量波动值的设置。预设持续时间和预设流量波动值的设置方式并不是唯一
的,本申请中为了保证所设置的预设持续时间和预设流量波动值满足当前采暖换热设备的
实际工况,需要在采暖换热设备的控制器处外接进水流量信号模拟器,用来模拟输出进水
流量信号至控制器,进而根据进水流量信号在不同状态下的检测结果,得到用来进行采暖
换热设备热负荷修正判断的预设持续时间以及预设流量波动值。
信号模拟器模拟输出进水流量信号持续波动时,根据采暖换热设备的热负荷跟随进水流量
信号修正以及采暖设备的热负荷不进行修正两种运行状态进行对比分析,得到预设流量波
动值。
送一个正常的水流量信号。在发生波动的进水流量信号的作用下,控制器将会立即对采暖
换热设备的热负荷进行修正,通过采集该过程中的各个信号发生或接收的时间点进行分
析,即可以的得到相应所需的预设持续时间。
荷进行调节,其二为只向采暖换热设备发送水流量波动信号,并不进行修正,对两种状态下
的出水温度波动情况,即可以得到热负荷调节不会使得出水温度波动加剧时对应高的临界
流量波动值该临界流量波动值即为预设流量波动值。
进行热负荷调节时热负荷发生变化的变化周期;步骤S113,根据波动周期和变化周期得到
热负荷调节的滞后时间,滞后时间即为预设持续时间。
发生变化的时间与热负荷由于进水流量恢复而恢复之间的时间间隔。通过将变化周期和波
动周期相减,即可以得到对应的滞后时间。
修正时的第二水温波动量;步骤S122,当首次出现第一水温波动量小于或等于第二水温波
动量时,记录相应的进水流量信号,该进水流量信号对应的进水流量波动值即为预设流量
波动值。
一进水流量信号下的出水温度的波动值,通过数据对比分析,找到在逐渐增大进水流量信
号的过程中,首次使得组1的出水温度波动值小于或等于组2的出水温度波动值时对应的进
水流量信号,根据该进水流量信号即可以得到相应的预设流量波动值。
进水流量信号的增大,也即随着进水流量波动值的增加,第一水温波动值将会逐步接近第
二水温波动值,在第一水温波动量小于或等于第二水温波动量的临界状态下,获取对应的
进水流量信号,即可以分析得到预设流量波动值。
在两种状态下进行试验:状态1为热负荷跟随进水流量变化及时修正;状态2为热负荷设定
好后不变化。继续通过多次模糊实验,逐步增大n值(也即逐步增大进水流量),检测出水流
信号波动幅度的临界值n,当实际波动量Q波动<n临界×Q实际会造成状态1下出水温波动幅度>
状态2下出水温波动幅度,而当实际波动量Q波动≥n临界×Q实际会造成状态1下出水温波动幅度
≤状态2下出水温波动幅度,此时对应的预设流量波动值Q预设=n临界×Q实际。
0.1%,也即进水流量信号模拟器模拟输出的进水流量信号在Q实际的基础上,依次增加0.1%
×Q实际、0.2%×Q实际、0.3%×Q实际、0.4%×Q实际……直至出现状态1的出水温度波动小于或等
于状态2下的出水温度波动。
流量发送至控制器进行分析进水流量是否发生波动。具体可以是通过检测相邻两个进水流
量是否完全一致,或者相邻两个进水流量之间的差值是否在允许的阈值范围之内,若进水
流量发生波动,则等效认为进水压力发生波动。通过本实施例的方案,可以在进水压力发生
时及时得知,以便于在水压波动较大时,能够及时对热负荷量进行调整。
态进行调整。
流量采集器分别采集当前出水温度和当前进水流量,并结合预设的目标出水温度,利用恒
温算法计算出需要修正的热负荷量,然后调节燃气阀电流量值使鼓膜进行运动,具体为适
当增加或减小燃气比例阀开度,即可适当增加或减小燃气流量,修正热负荷。
度。
波动引起的进水流量波动值,并与预设持续时间以及预设流量进行分析。只有在持续时间
大于或等于预设持续时间,且进水流量波动值大于或等于预设流量波动值的情况下,才会
跟随进水压力的波动对热负荷进行修正。通过上述方案,可以避免进水压力短暂波动后恢
复的情况下对热负荷进行修正,从而避免引起由于热负荷修正的滞后性加剧出水温度波
动。只有在进水压力变化较大的情况下才会进行热负荷修正,此时将不会出现加剧出水温
度波动的情况,从而保证用户生活用水的舒适度,具有较强的调节可靠性。
400用于根据持续时间、进水流量波动值、预设持续时间以及预设流量波动值进行对比分
析;热负荷修正模块500用于当持续时间大于或等于预设持续时间,且进水流量波动值大于
或等于预设流量波动值时,对采暖换热设备的热负荷进行修正。
行分析,得到预设持续时间和预设流量波动值。
时间;当外接进水流量信号模拟器模拟输出进水流量信号持续波动时,根据采暖换热设备
的热负荷跟随进水流量信号修正以及采暖设备的热负荷不进行修正两种运行状态进行对
比分析,得到预设流量波动值。
设备根据进水流量信号进行热负荷调节时热负荷发生变化的变化周期;根据波动周期和变
化周期得到热负荷调节的滞后时间,滞后时间即为预设持续时间。
水温波动量以及热负荷未进行修正时的第二水温波动量;当首次出现第一水温波动量小于
或等于第二水温波动量时,记录相应的进水流量信号,该进水流量信号对应的进水流量波
动值即为预设流量波动值。
热设备的进水压力是否发生波动。
换热量调节器的运行状态进行调整。
分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备
中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执
行以上各个模块对应的操作。
波动引起的进水流量波动值,并与预设持续时间以及预设流量进行分析。只有在持续时间
大于或等于预设持续时间,且进水流量波动值大于或等于预设流量波动值的情况下,才会
跟随进水压力的波动对热负荷进行修正。通过上述方案,可以避免进水压力短暂波动后恢
复的情况下对热负荷进行修正,从而避免引起由于热负荷修正的滞后性加剧出水温度波
动。只有在进水压力变化较大的情况下才会进行热负荷修正,此时将不会出现加剧出水温
度波动的情况,从而保证用户生活用水的舒适度,具有较强的调节可靠性。
制。
处于该阈值区间时,即认为进水压力发生了变化。当进水压力发生变化时,往往造成流入采
暖换热设备的水流量也发生波动,即引起进水流量发生波动。故此时,通过设置于采暖换热
设备进水端口的参数采集器,即可以直观采集得到相应的水流量波动值。例如,在一个实施
例中,在采暖换热设备的进水端口设置一流量采集器,实时将进水流量采集并发送至控制
器10进行分析,当进水流量发生波动即等效认为进水压力发生波动。
设备的进水流量值时,每一个进水流量值均会记录相应的获取时间点,当某个进水流量值
相对上一个进水流量值发生波动时,得到该进水流量值对应的时间点。之后持续监测进水
流量值,在进水流量值恢复时,记录进水流量值恢复时对应的时间点。最后,只需要将两个
时间点相减,即可以得到进水流量发生波动的持续时间,也即进水压力发生波动的持续时
间。
间进行比较分析,同时将进水流量波动值与预设流量波动值进行比较分析。利用进水压力
发生波动的持续时间以及由于进水压力波动引起的进水流量波动值来反映当前状态下的
进水压力波动的程度,进而根据比较结果决定是否需要对采暖换热设备的热负荷进行调
节。
于调节滞后引起更加剧烈的出水温度波动。同时,进水流量波动值大于或等于预设流量波
动值则说明此时进水压力波动较大,较大的进水水压波动将会造成更大的出水温度波动,
若在该种状态下进行热负荷修正,热负荷的修正量将用来弥补进水水压波动造成的出水温
度波动,同样不会引起更加剧烈的出水温度波动。故通过本实施例的方案,在进水压力变化
较大的情况下才会进行热负荷修正,此时将不会出现加剧出水温度波动的情况,从而保证
用户生活用水的舒适度。
器50,配合设置于进水口设有进水流量采集器20,在燃气热水器运行中,出水温度采集器50
和进水口设有进水流量采集器20分别采集当前出水温度和当前进水流量,并结合预设的目
标出水温度,利用恒温算法计算出需要修正的热负荷量,然后调节燃气阀电流量值使鼓膜
进行运动,具体为适当增加或减小燃气比例阀的开度,即可适当增加或减小燃气流量,修正
热负荷。
波动引起的进水流量波动值,并与预设持续时间以及预设流量进行分析。只有在持续时间
大于或等于预设持续时间,且进水流量波动值大于或等于预设流量波动值的情况下,才会
跟随进水压力的波动对热负荷进行修正。通过上述方案,可以避免进水压力短暂波动后恢
复的情况下对热负荷进行修正,从而避免引起由于热负荷修正的滞后性加剧出水温度波
动。只有在进水压力变化较大的情况下才会进行热负荷修正,此时将不会出现加剧出水温
度波动的情况,从而保证用户生活用水的舒适度,具有较强的调节可靠性。
阈值区间。故进水压力变化可以是指相邻两次采集得到的进水压力的差值未处于该阈值区
间时,即认为进水压力发生了变化。当进水压力发生变化时,往往造成流入采暖换热设备的
水流量也发生波动,即引起进水流量发生波动。故此时,通过设置于采暖换热设备进水端口
的参数采集器,即可以直观采集得到相应的水流量波动值。例如,在一个实施例中,在采暖
换热设备的进水端口设置一流量采集器,实时将进水流量采集并发送至控制器10进行分
析,当进水流量发生波动即等效认为进水压力发生波动。
设备的进水流量值时,每一个进水流量值均会记录相应的获取时间点,当某个进水流量值
相对上一个进水流量值发生波动时,得到该进水流量值对应的时间点。之后持续监测进水
流量值,在进水流量值恢复时,记录进水流量值恢复时对应的时间点。最后,只需要将两个
时间点相减,即可以得到进水流量发生波动的持续时间,也即进水压力发生波动的持续时
间。
间进行比较分析,同时将进水流量波动值与预设流量波动值进行比较分析。利用进水压力
发生波动的持续时间以及由于进水压力波动引起的进水流量波动值来反映当前状态下的
进水压力波动的程度,进而根据比较结果决定是否需要对采暖换热设备的热负荷进行调
节。
于调节滞后引起更加剧烈的出水温度波动。同时,进水流量波动值大于或等于预设流量波
动值则说明此时进水压力波动较大,较大的进水水压波动将会造成更大的出水温度波动,
若在该种状态下进行热负荷修正,热负荷的修正量将用来弥补进水水压波动造成的出水温
度波动,同样不会引起更加剧烈的出水温度波动。故通过本实施例的方案,在进水压力变化
较大的情况下才会进行热负荷修正,此时将不会出现加剧出水温度波动的情况,从而保证
用户生活用水的舒适度。
集器20分别采集当前出水温度和当前进水流量,并结合预设的目标出水温度,利用恒温算
法计算出需要修正的热负荷量,然后调节燃气阀电流量值使鼓膜进行运动,具体为适当增
加或减小燃气比例阀60的开度,即可适当增加或减小燃气流量,修正热负荷。进一步地,在
一个实施例中,燃气热水器具体为数码恒温机型的燃气热水器。
进水流量波动值,并与预设持续时间以及预设流量进行分析。只有在持续时间大于或等于
预设持续时间,且进水流量波动值大于或等于预设流量波动值的情况下,才会跟随进水压
力的波动对热负荷进行修正。通过上述方案,可以避免进水压力短暂波动后恢复的情况下
对热负荷进行修正,从而避免引起由于热负荷修正的滞后性加剧出水温度波动。只有在进
水压力变化较大的情况下才会进行热负荷修正,此时将不会出现加剧出水温度波动的情
况,从而保证用户生活用水的舒适度,具有较强的调节可靠性。
在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护
范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。