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专利号: 2016100004251
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 供热;炉灶;通风
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种远程调节温度和带冷水热量补偿控制的恒温燃气热水器,其特征在于:

所述恒温燃气热水器包括有控制器、热交换器、第一霍尔水流量传感器、第二霍尔水流量传感器、冷水温度传感器、热水温度传感器、燃气流量控制驱动模块、第一热水出水口、第二热水出水口、冷水进水口以及冷水管、主热水管、第一热水管、第二热水管;

所述冷水管连接在冷水进水口和热交换器之间;所述第一热水管的一端连接至第一热水出水口,另外一端连通至主热水管出水端;所述第二热水管的一端连接至第二热水出水口,另外一端连通至主热水管出水端;所述主热水管的入水端连接至热交换器;

所述第一霍尔水流量传感器安装在冷水管上,或者是安装在主热水管主热水管上,用于检测冷水入水口的入口冷水流量;所述第二霍尔水流量传感器安装在第一热水管上,用于检测第一热水出水口的出口热水流量;所述冷水温度传感器安装在冷水管上,用于检测冷水进水口的入口冷水温度;所述热水温度传感器安装在主热水管上,用于检测恒温燃气热水器的出口热水温度;

所述第一霍尔水流量传感器设有第一脉冲信号输出端,第二霍尔水流量传感器设有第二脉冲信号输出端;所述控制器设有第一脉冲信号输入端和第二脉冲信号输入端,所述第一脉冲信号输入端、第二脉冲信号输入端分别连接至第一脉冲信号输出端、第二脉冲信号输出端;

所述冷水温度传感器设有冷水温度信号输出端,热水温度传感器设有热水温度信号输出端,燃气流量控制驱动模块设有燃气阀驱动信号输入端;所述控制器还设有冷水温度信号输入端、热水温度信号输入端、燃气阀驱动信号输出端;所述冷水温度信号输入端连接至冷水温度信号输出端,热水温度信号输入端连接至热水温度信号输出端,燃气阀驱动信号输出端连接至燃气阀驱动信号输入端;

所述恒温燃气热水器调节温度的方法是:

恒温燃气热水器的温度设定值由第一热水出水口的出口热水流量与冷水入水口的入口冷水流量之间的比值控制;当第一热水出水口的出口热水流量相对冷水入水口的入口冷水流量的比值增大时,增大温度设定值;当第一热水出水口的出口热水流量相对冷水入水口的入口冷水流量的比值减小时,减小温度设定值;

控制器中包括有温度控制器和补偿控制器;

温度控制器根据温度设定值与恒温燃气热水器的出口热水温度之间的偏差值计算得到燃气阀门的开度给定值,温度控制器的控制算法采用PID算法;

补偿控制器根据冷水进水口的入口冷水温度和入口冷水流量计算得到燃气阀门的开度补偿值,对燃气阀门的开度进行前馈补偿;

燃气阀门的开度控制值为开度给定值和开度补偿值之和;

控制器根据燃气阀门的开度控制值对燃气阀门的开度进行控制,从而改变热交换器的热交换功率,维持温燃气热水器的出口热水温度稳定。

2.如权利要求1所述的远程调节温度和带冷水热量补偿控制的恒温燃气热水器,其特征在于:所述第一热水出水口的出口热水流量与冷水入水口的入口冷水流量之间的比值由混水阀调节改变;所述混水阀的2个进水口分别由水管连接至恒温燃气热水器的第一热水出水口、第二热水出水口。

3.如权利要求1所述的远程调节温度和带冷水热量补偿控制的恒温燃气热水器,其特征在于:所述第一热水出水口的出口热水流量与冷水入水口的入口冷水流量之间的比值由第一调节阀、第二调节阀共同调节改变;所述第一调节阀的入水口经水管连接至恒温燃气热水器的第一热水出水口,第二调节阀的入水口经水管连接至恒温燃气热水器的第二热水出水口;所述第一调节阀、第二调节阀的出水口连通为一个出水端。

4.如权利要求1所述的远程调节温度和带冷水热量补偿控制的恒温燃气热水器,其特征在于:所述温度设定值T0按照式进行计算,其中,T0是温度设定值,TL是最低温度设定值,Q1是冷水进水口的入口冷水流量,Q2是第一热水出水口的出口热水流量,K是温度调节范围系数。

5.如权利要求1所述的远程调节温度和带冷水热量补偿控制的恒温燃气热水器,其特征在于:所述燃气阀门的开度补偿值按照式进行计算,其中,R2是燃气阀门的开度补偿值,T1是补偿基准温度值,T2是冷水进水口的入口冷水温度,Q1是冷水进水口的入口冷水流量,K1是补偿系数。

6.如权利要求1所述的远程调节温度和带冷水热量补偿控制的恒温燃气热水器,其特征在于:所述控制器进行温度调节控制的方法是:步骤S1,初始化;

步骤S2,对冷水入水口的入口冷水流量、第一热水出水口的出口热水流量进行采样;对冷水进水口的入口冷水温度和恒温燃气热水器的出口热水温度进行采样;

步骤S3,计算温度设定值;

步骤S4,计算燃气阀门的开度给定值;计算燃气阀门的开度补偿值;计算燃气阀门的开度控制值;

步骤S5,根据燃气阀门的开度控制值改变燃气阀门的开度,改变热交换器功率,控制恒温燃气热水器的出口热水温度;

步骤S6,其他处理及等待;下一次采样时刻到时,转到步骤S2。

7.如权利要求1所述的远程调节温度和带冷水热量补偿控制的恒温燃气热水器,其特征在于:所述第一霍尔水流量传感器、第二霍尔水流量传感器为同一量程范围的霍尔水流量传感器。

8.如权利要求1所述的远程调节温度和带冷水热量补偿控制的恒温燃气热水器,其特征在于:所述恒温燃气热水器还包括电源模块、风机控制驱动模块、点火控制与火焰检测模块。

9.如权利要求1所述的恒温燃气热水器燃烧功率调节方法,其特征在于:所述燃气流量控制驱动模块由燃气比例阀和相关驱动电路组成;所述燃气流量控制驱动模块的驱动信号类型是PWM脉冲。