一种即热式水温调节方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种即热式水温调节方法及其装置，其包括如下步骤：根据流量数值修改流量导通表；设置依次连接的PID控制器、PWM控制器和直流水泵，查询流量导通表判断是否导通直流水泵，所述的直流水泵受PWM控制器发送的PWM信号控制，直流水泵的导通时间与PWM信号的高电平持续时间相关；检测进水的温度；应用公式P=(4200×L××0.98)/60得出需要的功率。本发明使用直流水泵，其使用的实际功耗更低，且电能使用效率更为提高，同时工作过程中可大大降低噪音，由于直接使用PWM信号调整直流水泵转动动作，其在硬件结构上更为简单，降低成品成本，也避免了长时间工作时因线圈温度过高而造成水泵不良效应，导致不能持续工作，增长工作寿命。
【专利说明】一种即热式水温调节方法及其装置
【技术领域】
[0001]本发明属于泵控制【技术领域】，具体涉及一种直流泵控制水温的控制结构及方法。【背景技术】
[0002]传统的即热饮水产品均应用交流水泵，其应用原理为:线圈产生磁场，继而直接利用电磁力驱动活塞动作达到抽水目的。在运用交流水泵的过程中，会出现各种弊端，当交流水泵长时间工作时，线圈发热温度过高，造成水泵不良而不能持续工作，而且产生的噪音大，其寿命较短。再者，饮水产品内部的水温及出水温度受各种条件影响，因而需要依靠改变供电频率、电压幅度或电压导通角等方法来灵活改变水温。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种间接调节出水水温的方法，在调节过程中可精确控制水温并将噪音降到最低；本发明还提供了一种即热式水温控制系统，其耗电量低且使用寿命长。
[0004]本发明所述的一种即热式水温调节方法，包括如下步骤:
获取流量调整信号，根据流量数值修改流量导通表；
设置依次连接的PID控制器、PWM控制器和直流水泵，查询流量导通表判断是否导通直流水泵，所述的PID控制器用以向PWM控制器发送控制信号，所述的直流水泵受PWM控制器发送的PWM信号控制，直流水泵的导通时间与PWM信号的高电平持续时间相关；
检测进水的温度；
在导通直流水泵的状态时，需要的电机功率为:P= (CXQXAtX0.98)/60，其中，公式中的C为固定值，即水的比热容，Q为直流水泵导通时的出水流量(L/min)，At为进出水过程中需要升高的温差rc)。
[0005]优选地，流量调整信号可通过用户主动发送流量调整命令或通过水流检测传感器传输流量信号获取。
[0006]进一步地，所述的PWM信号的占空比以流量导通表为基准变化。
[0007]本发明还提供一种即热式水温调节装置，其包括
PID控制器，所述PID控制器通过组合微分调节、积分调节和比例调节作用，提供精确的水流量、水温控制及预测；
PWM控制器，所述的PWM控制器发送PWM控制信号以直接控制直流水泵的转动动作； 整流电路及直流水泵，将输入的交流电转换为直流电源供给直流水泵。
[0008]进一步地，在入水口、出水口及加热板处还各自包括有温度传感器，各温度传感器分别与系统控制器连接，所述的系统控制器包括所述的PID控制器。
[0009]本发明的有益效果是:使用直流水泵，其使用的实际功耗更低，且电能使用效率更为提高，同时工作过程中可大大降低噪音，由于直接使用PWM信号调整直流水泵转动动作，而且只要使用一整流电路即完成转化为水泵电机所需的直流电源，而不使用交流电机所必需的相关部件，其在硬件结构上更为简单，降低成本，避免长时间工作时因线圈温度过高而造成水泵不良效应，导致不能持续工作，增长工作寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为水温调节的控制方框图。
[0011]图2为功率与流量关系曲线图。
[0012]图3为各信号的调节过程。
[0013]图4为温度采集与控制器的电路关系图。
[0014]图5为电源供电模块。
[0015]图6为水流检测传感器的信号传输控制电路。
[0016]图7为功率加热板处的输出控制电路。
【具体实施方式】
[0017]本发明所述的一种即热式水温调节方法，包括如下步骤:
获取流量调整信号，根据流量数值修改流量导通表；其中，流量导通表利用直接计算法可得出当前需要的水流控制量，而在数字计算机中的计算处理，无论是积分或微分均需要用数值计算去逼近，因而需要将其变为描述离散时间的差分方程。增量计算法就是相对于标准算法的相邻两次运算之差，得到的结果是增量，也就是说在上一次的控制量的基础上计算需要增加的控制量，可根据出入水的流量预测、计算流量及电机输出功率的动态关系，其计算式为:
Pout (t) = Kp*e (t) + Ki* Σ e (t) + Kd [e (t) _e(t_l)]
上式中，Pout(t):入水时的实时流量；Pout(t-l):上一时刻的流量；
Kp:比例调整系数，该系数与当前需要的出水口实际温度和设定的出水口温度之间的差值直接成一正比例关系，假设出水口设定为90度，而实际测得是95度，则调整过后实时流量值就要加大；
K1:调节水泵流量的调整速度(如实际出水温度与目标设定出水温度相差很大时，此调整速度参数增大，升温或降温速度加快，即流量的调整参数加大，可减小加温或减温时间)；
Kd:反映出水口温度的变化率，即变化趋势(与目标温度对比，其表示的是加温还是减
温)；
e(t):基本偏差，表示当前测量值与设定的目标值之差，其可以为正数或负数，如果值为正，则表示当前值尚未达到目标值，如果值为负，则表示当前值已超过了目标值。
[0018]结合
【权利要求】
1.一种即热式水温调节方法，其特征在于，包括如下步骤: 获取流量调整信号，根据流量数值修改流量导通表； 设置依次连接的PID控制器、PWM控制器和直流水泵，查询流量导通表判断是否导通直流水泵，所述的PID控制器用以向PWM控制器发送控制信号，所述的直流水泵受PWM控制器发送的PWM信号控制，直流水泵的导通时间与PWM信号的高电平持续时间相关； 检测进水的温度； 在导通直流水泵的状态时，需要的电机功率为: P= (CXQXAtX0.98)/60，其中，0为直流水泵导通时的出水流量(1711^11)，八七为进出水过程中需要升高的温差rc )。
2.根据权利要求1所述的一种即热式水温调节方法，其特征在于:流量调整信号可通过用户主动发送流量调整命令或通过水流检测传感器传输流量信号获取。
3.根据权利要求1所述的一种即热式水温调节方法，其特征在于:所述的水流检测传感器为霍尔传感器。
4.根据权利要求1所述的一种即热式水温调节方法，其特征在于:所述的PWM信号的占空比以流量导通表为基准变化。
5.一种实现权利要求1的即热式水温调节装置，其特征在于:包括 PID控制器，所述PID控制器通过组合微分调节、积分调节和比例调节作用，提供精确的水流量、水温控制及预测； PWM控制器，所述的PWM控制器发送PWM控制信号以直接控制直流水泵的转动动作； 整流电路及直流水泵，将输入的交流电转换为直流电源供给直流水泵。
6.根据权利要求5所述的即热式水温调节装置，其特征在于:在入水口、出水口及加热板处还各自包括有温度传感器，各温度传感器分别与系统控制器连接，所述的系统控制器包括所述的PID控制器。
【文档编号】G05D27/02GK103472874SQ201310420744
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】陈琼雄 申请人:东莞市唯成节能科技有限公司