[发明专利]一种燃气热水器的恒温控制方法及燃气热水器

说明书

本发明公开了一种燃气热水器的恒温控制方法及燃气热水器，包括以下步骤：获取燃气热水器的进水温度、出水温度、燃气热水器的内部水流量和设置温度；根据内部水流量和燃气热水器存储的第一函数确定真实水流量，其中第一函数表示真实水流量与内部水流量的对应关系；根据进水温度、设置温度和真实水流量确定目标热输出；根据目标热输出确定初始比例阀电流；确定设置温度与出水温度的差值；根据所述差值和初始比例阀电流确定目标比例阀电流，根据目标比例阀电流调节燃气热水器的比例阀的电流；重复上述步骤，直至所述差值小于等于第一温度阈值。考虑了水流量修正和水流量对热效率的影响，保证了热输出计算的准确性。

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种燃气热水器的恒温控制方法及燃气热水器。

背景技术

目前恒温式的燃气热水器均是以控制比例阀电流来控制比例阀的开度，从而控制喷嘴前压来调节热水器的热负荷的，从而控制热输出和出水温度。这控制关系中间就涉及到一个能源的转化，热输入转化成热输出时，会损失一部分能源，热输出/热输入定义为热效率，热效率则是一个影响能源传递效率的关键因素。

假设一台热水器的热效率一直是固定一个值的话，那么热输入和热输出之间的对应关系是一直不变的，可以直接通过比例控制热输入来调节热输出，且计算出来的值会比较准确，然而真实的情况是热水器的热效率受很多因数的影响，在所有环境参数中，影响最大的就是水流量。一般的热水器在小水流量的时候热效率偏低，因为水比较少，吸热能力有限，燃气燃烧释放的热量很多来不及被水吸收就被风机排走了；相反当热水器的水流量足够大的时候，燃气释放的热量能够被足够多的水吸收，热效率变高，可以达到这台机器的极限。

目前的恒温控制一般没有考虑由于水流量的变化，而带来的热效率变化，最终的恒温计算也会有偏差。特别当水流量比较小的时候，按照一个固定的热效率算出来的热输出常常是偏大的，真实的出热水实际上因为热效率的降低没有那么多，那么真实的热输出就会偏小，热水器初始计算的恒温就不是准确的，只能到后期通过PID算法或者修正算法去补偿，这个过程中常常会因为补偿的量设置不好，而导致热输出彻底偏离目标值，最常见的就是补偿过多，因为一般热水器都是为10L左右的流量而设计的参数，那么补偿的量在10L水的时候表现出来的温度差异不是特别明显，但是在3L水或者2L水的时候，同样的补偿量，会导致水温迅速变化，超过目标值。另外水流量小的时候，水的流量也变慢，出水温度探头反应也慢，由于补偿量导致的温度偏差，往往等到发现的时候，才开始降低热输入已经来不及了，出水温度最终还是会冲到一个较高的偏差，一般在2L水的时候可能有10℃的偏差。

CN201510100806.2公开了在5秒之内调节至80％的热负荷Q。但是热水器在真实的燃烧过程中，由于水流量大小的不同，热损耗系数K是不同的，直接将时间定格在5秒，第一次直接给80％Q实际上并不能实现最快的恒温，且一般5秒内热水器的出水温度并没有接近设置温度，这个时间之后就进入PID会导致后续的恒温过程时间比较长，因为PID是反馈调节，每一次的调整都需要等出水温度有变化了之后才能进行下一步调整，PID是一种慢速的调节方法，无法加快速度。因而热水器的系统响应决定了这种调节方法也只能是很慢的调节。

CN201610997078.4公开了将热水器恒温调节稳定之后，将新的比例阀电流与热负荷进行重新对应，这实际上就是本发明的背景中提到的补偿量设定，根据热水器在真实的恒温之后的比例阀电流与预设值的差异，设置了一个补偿量，不同的热输出对应着不同的补偿量。该方法忽略了热输入与热输出的转化问题，当热效率变化的时候，就会出现计算好的热输出不能准确的对应热输入，原本增加了补偿量的比例阀电流与热输出之间的关系实际上受到了水流量大小的影响，该方法并没有考虑水流量不同带来的影响，没有考虑热效率不同带来的影响，在实际运行过程中，水流量一变化，热效率一变化，补偿量也会不准确。例如当水流量为10升的时候，热水器恒温之后，获取了一个补偿量，在2升水的时候，应用通用的补偿量就会出现热输出偏小，极有可能出现的是2L水流量时，出水温度很长时间不能够达到用户的设置温度，热水器为了弥补这个温度不够而不停的补偿热输出的大小，而水流量小的时候，热水器的温度探头反映慢，最终导致出水温度会超过设置温度。