现调饮料机热水系统的加热控制方法与流程

本发明涉及现调饮料机热水系统加热控制领域，特别涉及一种现调饮料机热水系统的加热控制方法。

背景技术：

目前，现调饮料机热水系统的锅炉(以下简称锅炉)的发热体和温度传感器往往不在同一个位置。锅炉在加热时，会出现加热体附近的水温较高，而温度传感器附近的水温较低，也就是说温度传感器的感温滞后于实际水温，从而使加热时间过长而导致温度过高。而且当锅炉排出热水注入冷水时，又由于温度传感器的感温滞后，不能及时启动加热而导致温度过低。另外，由于加热温度的过高，而产生不必要的加热时间，导致加热时间的过长和能耗的增加。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能避免因温度感应滞后问题导致的温度过热或过冷，并降低系统的能耗的现调饮料机热水系统的加热控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种现调饮料机热水系统的加热控制方法，所述现调饮料机热水系统包括锅炉，所述现调饮料机热水系统的加热控制方法包括如下步骤：

a)软件初始化；

b)测试所述锅炉是否灌满水，如是，执行步骤d)；否则，执行步骤c)；

c)继续向所述锅炉内注水，返回步骤a)；

d)根据初始水温和加热的目标水温，按照第一公式计算出所述锅炉的加热时间；

e)开启对所述锅炉进行加热，并开始进入加热计时；

f)判断所述加热时间是否到达加热计时结束时间，如是，执行步骤k)；否则，执行步骤g)；

g)判断是否发生锅炉排水事件，如是，执行步骤h)；否则，返回步骤f)；

h)中断加热计时，关闭加热，并保存加热剩余时间，执行步骤i)；

i)根据注入的水量计算出加热到所述目标水温需要的时间，按照第二公式计算出所述锅炉的加热时间，返回步骤e)；

j)关闭加热，执行步骤k)；

k)判断所述锅炉内的温度是否稳定，如是，执行步骤l)；否则，返回步骤g)；

l)将实际水温作为初始水温，返回步骤d)。

在本发明所述的现调饮料机热水系统的加热控制方法中，所述锅炉的顶部设有出水管和温度传感器，所述锅炉的进水管延伸到所述锅炉的底部，所述锅炉的底部设有加热体。

在本发明所述的现调饮料机热水系统的加热控制方法中，所述步骤a)中将软件初始化时，将锅炉的容积、发热体的功率及锅炉的初始水温设定好。

在本发明所述的现调饮料机热水系统的加热控制方法中，所述步骤d)进一步包括：

d1)获取水的比热容、水的质量、发热体的功率、初始水温和目标水温；

d2)按照第一公式计算所述锅炉的加热时间，所述第一公式如下：

其中，t1为锅炉的加热时间，m为水的质量，c为水的比热容，ts为初始水温，tt为目标水温，p为发热体的功率。

在本发明所述的现调饮料机热水系统的加热控制方法中，所述步骤i)进一步包括：

i1)根据注入的水的体积，得到注入的水的质量；

i2)将室温作为初始水温；

i3)根据所述第一公式计算出将注入的水加热到所述目标水温需要的时间；

i4)按照所述第二公式，将加热到所述目标水温需要的时间与所述加热剩余时间进行相加，计算出重新加热所需的时间，所述第二公式如下：

t2＝t＂+t＇

其中，t2为新加热所需的时间，t＂为加热到所述目标水温需要的时间，t＇为加热剩余时间。

实施本发明的现调饮料机热水系统的加热控制方法，具有以下有益效果：由于在确定锅炉内注满水的情况下，以计算出将锅炉内水加热到目标温度所需要的能量，并通过第一公式计算出释放出所需能量而要加热的时间，通过控制加热时间，确保水温不会过高，当锅炉注入冷水排出热水时，可以计算出锅炉需要将注入的冷水加热到目标水温所需的能量，重复之前的步骤就可以计算出锅炉需要加热的时间，从而使加热可以及时开启，确保水温不会过低，因此本发明能避免因温度感应滞后问题导致的温度过热或过冷，并降低系统的能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明现调饮料机热水系统的加热控制方法一个实施例中锅炉的结构示意图；

图2为所述实施例中现调饮料机热水系统的加热控制方法的流程图；

图3为所述实施例中根据初始水温和加热的目标水温，按照第一公式计算出锅炉的加热时间的具体流程图；

图4为所述实施例中按照第二公式计算出锅炉的加热时间的具体流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明现调饮料机热水系统的加热控制方法实施例中，其该现调饮料机热水系统包括锅炉，该锅炉的结构示意图如图1所示。图1中，锅炉的顶部设有出水管1和温度传感器2，锅炉的进水管3延伸到锅炉的底部，锅炉的底部设有加热体4。由于出水管1设置在锅炉的顶部，因此锅炉未灌满时，只会排出空气。锅炉一旦灌满，继续灌水时就会排出热水，而且无论在向锅炉注入水还是空气，锅炉都会保持满的状态。锅炉的进水管3延伸到锅炉底部，可以避免在注入冷水时影响了出水的温度。锅炉的温度传感器2位于锅炉顶部，确保测量的温度是出水管1的附近的温度。加热体4位于锅炉的底部，距离出水口较远，确保加热时不会影响出水管1的附近的水温，但距离温度传感器2也较远，因此会造成感温的延迟。

图2为本实施例中现调饮料机热水系统的加热控制方法的流程图，图2中，该现调饮料机热水系统的加热控制方法包括如下步骤：

步骤s01软件初始化：本步骤中，软件进行初始化，在初始化过程中，将锅炉的容积、发热体的功率及锅炉的初始水温(即锅炉初始水温)设定好。

步骤s02测试锅炉是否灌满水：本步骤中，测试锅炉是否灌满水，如果判断的结果为是，则执行步骤s04；否则，执行步骤s03。值得一提的是，本实施例中，已知锅炉只要一经灌满，以后排水时会时钟保持满的状态，因此加热水的体积就是锅炉的容积，进而可以得到水的质量。锅炉如果未灌满，则水的体积就不确定，因此必须先确定锅炉已灌满。

步骤s03继续向锅炉内注水：如果上述步骤s02的判断结果为否，则执行本步骤。本步骤中，继续向锅炉内注水，然后返回步骤s01。

步骤s04根据初始水温和加热的目标水温，按照第一公式计算出锅炉的加热时间：如果上述步骤s02的判断结果为是，则执行本步骤。本步骤中，根据初始水温和加热的目标水温，按照第一公式计算出锅炉的加热时间。关于具体如何计算锅炉的加热时间，后续会进行详细描述。执行完本步骤，执行步骤s05。

步骤s05开启对锅炉进行加热，并开始进入加热计时：本步骤中，在计算好锅炉的加热时间后，开启对锅炉进行加热，并开始进入加热计时。执行完本步骤，执行步骤s06。

步骤s06判断加热时间是否到达加热计时结束时间：本步骤中，判断加热时间是否到达加热计时结束时间，如果判断的结果为是，则执行步骤s10；否则，执行步骤s07。

步骤s07判断是否发生锅炉排水事件：本步骤中，判断加热过程中是否发生锅炉排水事件，如果判断的结果为是，则执行步骤s08；否则，返回步骤s06。

步骤s08中断加热计时，关闭加热，并保存加热剩余时间：如果上述步骤s07的判断结果为是，则执行本步骤。本步骤中，中断加热计时，关闭加热，并保存加热剩余时间t＇。执行完本步骤，执行步骤s09。

步骤s09根据注入的水量计算出加热到目标水温需要的时间，按照第二公式计算出锅炉的加热时间：本步骤中，根据注入的水量计算出加热到目标水温需要的时间，按照第二公式计算出锅炉的加热时间。具体如何计算加热到目标水温需要的时间t＂，后续会进行详细描述。执行完本步骤，返回步骤s05。

步骤s10关闭加热：如果上述步骤s06的是，则执行本步骤。本步骤中，如果加热计时结束且没有发生排水事件，则关闭加热。执行完本步骤，执行步骤s11。

步骤s11判断锅炉内的温度是否稳定：本步骤中，判断锅炉内的温度是否稳定，如果判断的结果为是，则执行步骤s12；否则，返回步骤s07，也就是在等待锅炉温度稳定的过程中发生锅炉排水事件，则停止等待，重新计算需要加热的时间，进入下一次循环。

步骤s12将实际水温作为初始水温：由于温度传感器存在滞后现象，因此需要等待温度稳定，当锅炉内温度稳定后，返回步骤s04，再根据实际水温和目标水温之间的差值，重新计算加热时间，进入下一次循环。本发明在锅炉加热时可以改善温度传感器的感温滞后带来的影响，使温度不会过高。在锅炉注水排水时可以改善温度传感器的感温滞后带来的影响，使温度不会过低。本发明实现精确控温的方式，避免了不必要的加热时间，节省了加热时间并降低了系统能耗。

对于本实施例而言，上述步骤s04还可进一步细化，其细化后的流程图如图3所示。图3中，该步骤s04进一步包括如下步骤：

步骤s41获取水的比热容、水的质量、发热体的功率、初始水温和目标水温：本步骤中，获取水的比热容c(单位：焦/克·摄氏度)、水的质量m(单位：克)、发热体的功率p(单位：瓦)、初始水温ts(单位：摄氏度)和目标水温tt(单位：摄氏度)。

步骤s42按照第一公式计算锅炉的加热时间：本步骤中，当锅炉灌满后，就可以根据水的比热容c、水的质量m、发热体的功率p、初始水温ts和加热的目标水温tt，按照第一公式计算锅炉的加热时间t1。第一公式如下：

其中，t1为锅炉的加热时间，m为水的质量，c为水的比热容，ts为初始水温，tt为目标水温，p为发热体的功率。

对于本实施例而言，上述步骤s09还可进一步细化，其细化后的流程图如图4所示。图4中，该步骤s09进一步包括：

步骤s91根据注入的水的体积，得到注入的水的质量：本步骤中，根据注入的水的体积，可以得到注入的水的质量。

步骤s92将室温作为初始水温：本步骤中，将室温作为初始水温。由于注入的水为冷水，因此初始水温为室温。

步骤s93根据第一公式计算出将注入的水加热到目标水温需要的时间：本步骤中，根据第一公式计算出将注入的水加热到目标水温需要的时间t＂。

步骤s04按照第二公式，将加热到目标水温需要的时间与加热剩余时间进行相加，计算出重新加热所需的时间：本步骤中，按照第二公式，将加热到目标水温需要的时间与加热剩余时间进行相加，计算出重新加热所需的时间，第二公式如下：

t2＝t＂+t＇

其中，t2为新加热所需的时间，t＂为加热到目标水温需要的时间，t＇为加热剩余时间。

总之，本发明提供了一种在频繁出水进水的情况下使调饮料机热水系统保持恒温的加热控制算法。

在确定锅炉内注满水的情况下，可以得到锅炉内水的质量。通过水的比热容c可以计算出将锅炉内水加热到目标水温所需要的能量。在已知锅炉加热功率的情况下，可以计算出释放出所需能量而要加热的时间。通过控制加热时间，确保水温不会过高。

当锅炉注入冷水排出热水时，用流量计和温度传感器，可以得到注入冷水的水量和水温。通过水的比热容c可以计算出锅炉需要将注入的冷水加热到目标水温所需的能量。重复之前的步骤就可以计算出锅炉需要加热的时间，从而使加热可以及时开启，确保水温不会过低。本发明能避免因温度感应滞后问题导致的温度过热或过冷，并降低系统的能耗。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。