电磁加热装置及其负荷自适应方法与流程

本发明涉及自动加热领域，具体而言，涉及一种电磁加热装置及其负荷自适应方法。

背景技术：

在日常生活和工业生产中，锅炉的应用随处可见。通过锅炉进行能量转换，将输入的能量转换为具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。

区别于使用燃料进行燃烧从而进行加热的燃烧锅炉，电锅炉的使用更加简便环保，无需燃料的运输及占用较大面积，且热效率更高，温度控制更精确。

而现有的电锅炉在使用过程中，存在以下问题：只能进行功率调节，不能随液体的增多或减少以及设定温度的变化而自动改变加热功率；一直使用同一加热体进行加热，过度使用某一个或一些加热体，容易因过度使用而减少加热体的使用寿命，甚至可能烧毁从而导致引发不安全事故。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电磁加热装置及其负荷自适应方法，通过对待加热液体的流量、温度及设定温度进行计算，得到待加热液体加热至设定温度所需的热能，从而控制加热装置以适当的加热功率进行加热，且当待加热液体的流量、温度或设定温度改变时，调整加热装置的加热功率以满足新的加热设定；加热装置有多个两个加热体为一组的加热组，通过增加或减少运行加热体的数量来改变加热功率，当一个加热组中有一加热体的运行时间超过了预设时间阈值，则运行另一加热体取代其工作，避免加热体因过度使用而提前疲劳损坏，以实现解决现有技术中不能自适应调节加热功率和过度使用加热体的问题的功能。

本发明是这样实现的：

一种电磁加热装置，所述电磁加热装置包括处理控制器、液体输入端、液体输出端、加热装置、第一温度检测器及液体流量检测器，所述加热装置通过管道设置在所述液体输入端与所述液体输出端之间，所述处理控制器与所述加热装置、第一温度检测器及液体流量检测器电性连接，所述液体流量检测器和所述温度检测器设于所述液体输入端；

所述加热装置用于在所述处理控制器的控制下对液体进行加热；

所述温度检测器用于检测所述液体输入端的液体温度值，并将所述液体输入端的液体温度值传输至所述处理控制器；

所述液体流量检测器用于检测所述液体输入端的液体的流量值，并将所述流量值传输至所述处理控制器；

所述处理控制器基于所述液体输入端的液体温度值、所述流量值及预设温度值得到所述液体提升到所述预设温度值所需的热能，控制所述加热装置提供所需的热能。

进一步地，所述加热装置包括多个加热组，每个所述加热组包括通过管道连接的第一加热体和第二加热体及用于对所述第一加热体和所述第二加热体的运行时间进行计时的计时器，每个所述第一加热体的输入端与所述液体输入端通过管道连接，每个所述第二加热体的输出端与所述液体输出端通过管道连接，所述加热装置进行加热时，每个所述加热组中至少有一个加热体处于运行状态，所述计时器与所述处理控制器、所述第一加热体及所述第二加热体电性连接，所述计时器将记录的加热体的运行时间发送至所述处理控制器。

进一步地，所述电磁加热装置还包括第二温度检测器，所述第二温度检测器设于所述液体输出端，用于检测所述液体输出端的液体温度值，并将所述液体输出端的液体温度值传输至所述处理控制器，所述处理控制器通过比对所述液体输出端的液体温度值和所述预设温度值，对所述加热装置的加热功率进行调整。

进一步地，所述处理控制器还用于当所述液体输出端的液体温度值低于所述预设温度值时，控制所述加热装置增加运行加热体的数量；

当所述液体输出端的液体温度值高于所述预设温度值时，控制所述加热装置减少运行加热体的数量。

进一步地，所述处理控制器还用于在所述加热组中所述第一加热体的运行时间超过预设时间阈值时，控制所述第一加热体停止运行，使所述第二加热体运行；

所述处理控制器还用于在所述加热组中所述第二加热体的运行时间超过预设时间阈值时，控制所述第二加热体停止运行，使所述第一加热体运行。

进一步地，所述电磁加热装置还包括压力检测器，所述压力检测器设于所述液体输出端，与所述处理控制器电性连接；

所述压力检测器用于检测所述液体输出端的液体的压力值，并将所述压力值传输至所述处理控制器，所述处理控制器在接收到的所述压力值低于预设压力值阈值或所述流量值低于预设流量阈值时，控制所述加热装置停止加热。

一种电磁加热装置负荷自适应方法，应用于上述的电磁加热装置，所述方法包括：

检测液体的流量值和所述液体输入端的液体温度值；

基于所述液体输入端的液体温度值、所述流量值及预设温度值得到所述液体提升至所述预设温度值所需的热能，控制所述加热装置提供所需的热能；

检测所述液体输出端的液体温度值，并通过与所述预设温度值进行比对，对所述加热装置的加热功率进行调整。

进一步地，所述检测所述液体输出端的液体温度值，并通过与所述预设温度值进行比对，对所述加热装置的加热功率进行调整的步骤包括：

检测所述液体输出端的液体温度值，并与所述预设温度值进行比对；

当所述液体输出端的液体温度值高于所述预设温度值时，减少运行加热体的数量，以降低所述加热功率；

当所述液体输出端的液体温度值低于所述预设温度值时，增加运行加热体的数量，以提高所述加热功率。

进一步地，所述方法还包括：

对所述加热体进行过热调整。

进一步地，所述对所述加热体进行过热调整的步骤包括：

记录每个加热体的运行时间；

当检测到所述加热组中有一加热体的运行时间超过预设时间阈值时，控制所述加热体停止运行，使所述加热组中另一加热体运行。

相对现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种电磁加热装置及其负荷自适应方法，通过对待加热液体的流量、温度及设定温度进行计算，得到待加热液体加热至设定温度所需的热能，从而控制加热装置以适当的加热功率进行加热，能够对不同的加热需求进行自动调节，无需人工控制；加热装置设有多个两个加热体为一组的加热组，通过增加或减少运行加热体的数量来改变加热功率，当一个加热组中有一加热体的运行时间超过了预设时间阈值，则运行另一加热体取代其工作，避免加热体因过度使用而提前疲劳损坏。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

图1示出了本发明第一实施例所提供的一种电磁加热装置的结构示意图。

图2示出了本发明第一实施例所提供的加热装置的结构示意图。

图3示出了本发明第一实施例所提供的一种电磁加热装置的另一结构示意图。

图4示出了本发明第二实施例所提供的一种电磁加热装置负荷自适应方法的流程示意图。

图5示出了图4中步骤s303子步骤的流程示意图。

图6示出了本发明第二实施例所提供的一种电磁加热装置负荷自适应方法的另一流程示意图。

图标：100-电磁加热装置；110-处理控制器；120-液体输入端；130-第一温度检测器；140-液体流量检测器；150-加热装置；151-加热组；1511-第一加热体；1512-第二加热体；152-计时器；160-液体输出端；170-第二温度检测器；180-压力检测器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

第一实施例

请参阅图1，图1示出了本发明第一实施例所提供的一种电磁加热装置的结构示意图。

电磁加热装置100，包括处理控制器110、液体输入端120、第一温度检测器130、液体流量检测器140、加热装置150及液体输出端160。加热装置150通过管道设置在液体输入端120和液体输出端160之间，使得液体从液体输入端120流入加热装置150，经加热装置150加热后液体从液体输出端160流出。第一温度检测器130和液体流量检测器140均设于液体输入端120处，以检测待加热液体的数据。处理控制器110与第一温度检测器130、液体流量检测器140及加热装置150电性连接，以控制电磁加热装置100的运行。

本实施例中，处理控制器110用于控制加热装置150的加热功率以对液体的加热情况进行控制。处理控制器110可以选用单片机(mcu)、可编程逻辑控制器(plc)等控制芯片，能够接收数据且数据分析并进行控制的元器件均可作为选用。

本实施例中，液体输入端120为液体的输入端口，待加热液体经由液体输入端120进入加热装置150进行加热。

本实施例中，第一温度检测器130用于检测液体输入端120处液体的温度值，即待加热液体的温度值，并将此温度值发送至处理控制器110。

本实施例中，液体流量检测器140用于检测液体输入端120处液体的流量值，即待加热液体的流量值，并将此流量值发送至处理控制器110。

本实施例中，加热装置150在处理控制器110的控制下对液体进行加热。处理控制器110基于接收到待加热液体的温度值和流量值，以及预先设定好的预设温度值(即待加热液体需要加热到的温度值)得到将待加热液体温度提升到预设温度值所需要的热能，从而控制加热装置150以相应的功率提供热能，使得待加热液体经加热装置150加热后能达到预设温度值。

本实施例中，液体输出端160为液体的输出端口，经加热装置150加热后的液体从液体输出端160流出。

请参阅图2，图2示出了本发明第一实施例所提供的加热装置的结构示意图。

加热装置150，包括多个加热组151，每个加热组151都包括两个加热体，第一加热体1511和第二加热体1512。两个加热体通过管道连接，第一加热体1511与液体输入端120通过管道连接，第二加热体1512与液体输出端160通过管道连接，使得液体从液体输入端120流入第一加热体1511，再经由第二加热体1512从液体输出端160流出，液体经两个加热体加热后达到预设温度值。

本实施例中，每个加热组151均通过管道设置在液体输入端120与液体输出端160之间，多个加热组151之间没有连接关系，且在加热装置150在处理控制器110的控制下进行加热时，每个加热组151中至少有一个加热体处于运行状态。

本实施例中，处理控制器110通过控制加热装置150中加热体运行的数量来控制加热功率。在满足每个加热组151中至少有一个加热体处于运行状态的情况下，可调整加热组151中另一个加热体的工作状态，以提高或降低加热装置150的加热功率。

例如，处理控制器110通过接收到的待加热液体的温度值和流量值，与预设温度值计算得到将待加热液体温度提升到预设温度值所需要的热能，而加热装置150需要以300kw的加热功率进行加热才能将待加热液体加热至预设温度值。此处设定有5个加热组151，且每个加热体的最大功率为50kw，即需要6个加热体进行加热。此时处理控制器110即控制5个加热组151中均有一个加热体进行加热，且控制有一加热组151中两个加热体均处于运行状态进行加热。若待加热液体的温度值、流量值或是预设温度值改变，则作出相应的调整。若需要提高加热功率，即增加加热体运行的数量，控制只有一个加热体处于运行状态的加热组151的另一个加热体运行以进行加热。若需要降低加热功率，即减少加热体运行的数量，则将两个加热体均处于运行状态的加热组151中其中一个加热体停止运行，以降低加热功率。若计算得出的加热功率小于250kw，即小于5个加热组151中均只有一个加热体处于运行状态时的最大功率，则调整加热体的加热功率，以满足加热条件。

本实施例中，加热装置150还包括计时器152，计时器152与处理控制器110、每个第一加热体1511及第二加热体1512电性连接，以记录每个加热体的运行时间，并将每个加热体的运行时间发送至处理控制器110。当有加热组151中的加热体的运行时间超过预设时间阈值时，控制过热加热体停止运行，控制另一加热体运行以进行加热。

例如，预设时间阈值可以设定为100小时，加热组151中第一加热体1511的运行时间超过了100小时，处理控制器110控制第一加热体1511停止运行，第二加热体1512运行以进行加热。若此加热组151的第二加热体1512也处于运行状态，则控制有加热体没有运行的加热组151中没有运行的加热体运行以进行加热，保证加热体的加热功率满足加热条件。

同样，在处理控制器110因待加热液体改变或预设温度值改变等原因调整加热功率时，在调整加热体的运行或停止运行时，也基于运行时间做出控制。在需要增加加热功率时，以累计运行时间进行排序，优先控制累计运行时间少的加热体运行进行加热。在需要降低加热功率时，优先控制累计运行时间多的加热体停止运行。

在电磁加热装置100重新启动进行加热时，则按照累计运行时间从少至多启动加热体，即每个加热组151中先启动累计运行时间少的加热体，在需要增加加热功率时，再在加热组151中选择累计运行时间少的加热体运行进行加热。

请参阅图3，图3示出了本发明第一实施例所提供的一种电磁加热装置的另一结构示意图。

电磁加热装置100，还包括第二温度检测器170和压力检测器180，处理控制器110与第二温度检测器170和压力检测器180电性连接。

本实施例中，第二温度检测器170设置于液体输出端160，用于检测液体输出端160处的液体温度值，即加热后液体的温度值，并将加热后的液体温度值传输至处理控制器110。处理控制器110将加热后液体的温度值与预设温度值进行比对，基于比对结果对加热装置150的加热功率进行进一步的调整。当加热后的液体温度值小于预设温度值时，处理控制器110控制加热装置150提高加热功率，即增加运行的加热体的数量，以满足加热条件。当加热后的液体温度值大于预设温度值时，处理控制器110控制加热装置150降低加热功率，即减少运行的加热体的数量，以满足加热条件。

本实施例中，压力检测器180设置于液体输出端160，用于检测液体输出端160处的液体的压力值，并将压力值传输至处理控制器110。处理控制器110在接收到的液体流量值低于预设流量阈值时或压力值低于预设压力值阈值时，表征着电磁加热装置100中的液体流量或压力低于预设的标准，为了避免加热装置150过热，处理控制器110控制加热装置150停止加热。

第二实施例

请参阅图4，图4示出了本发明第二实施例所提供的一种电磁加热装置负荷自适应方法的流程示意图。电磁加热装置负荷自适应方法，应用于第一实施例中描述的电磁加热装置100中。

具体地，电磁加热装置负荷自适应方法通过以下步骤来实现：

步骤s301：检测待加热液体的流量值和温度值。

本实施例中，第一温度检测器130检测液体输入端120处液体的温度值，即待加热液体的温度值，并将此温度值发送至处理控制器110。液体流量检测器140检测液体输入端120处液体的流量值，即待加热液体的流量值，并将此流量值发送至处理控制器110。

步骤s302：基于待加热液体的流量值、温度值及预设温度值得到将液体提升至预设温度所需的热能，控制加热装置150提供所需热能。

本实施例中，处理控制器110基于接收到待加热液体的温度值和流量值，以及预先设定好的预设温度值(即待加热液体需要加热到的温度值)得到将待加热液体温度提升到预设温度值所需要的热能，从而控制加热装置150以相应的功率提供热能，使得待加热液体经加热装置150加热后能达到预设温度值。

步骤s303：检测加热后液体的温度值，并通过与预设温度值进行比对，对加热装置150的加热功率进行调整。

本实施例中，处理控制器110将加热后液体的温度值与预设温度值进行比对，基于比对结果对加热装置150的加热功率进行进一步的调整。

请参阅图5，图5示出了图4中步骤s303子步骤的流程示意图。

步骤s303可分为子步骤s3031、子步骤s3032及子步骤s3033来实现。

子步骤s3031：检测加热后液体的温度值是否高于预设温度值。

本实施例中，第二温度检测器170检测液体输出端160处的液体温度值，即加热后液体的温度值，并将加热后的液体温度值传输至处理控制器110。

当加热后液体温度值高于预设温度值时，流程进入子步骤s3032。

子步骤s3032：减少运行的加热体的数量，以降低加热功率。

本实施例中，当加热后的液体温度值大于预设温度值时，处理控制器110控制加热装置150降低加热功率，即减少运行的加热体的数量，以满足加热条件。

当加热后液体温度值低于预设温度值时，流程进入子步骤s3033。

子步骤s3033：增加运行的加热体的数量，以提高加热功率。

本实施例中，当加热后的液体温度值小于预设温度值时，处理控制器110控制加热装置150提高加热功率，即增加运行的加热体的数量，以满足加热条件。

请参阅图6，图6示出了本发明第二实施例所提供的一种电磁加热装置负荷自适应方法的另一流程示意图。

电磁加热装置负荷自适应方法还包括以下步骤：

步骤s304：记录每个加热体的运行时间。

本实施例中，计时器152记录每个加热体的运行时间，并将每个加热体的运行时间发送至处理控制器110。

步骤s305：当检测到加热组151中有一加热体的运行时间超过预设时间阈值时，控制运行的加热体停止运行，使加热组151中另一加热体运行。

例如，预设时间阈值可以设定为100小时，加热组151中第一加热体1511的运行时间超过了100小时，处理控制器110控制第一加热体1511停止运行，第二加热体1512运行以进行加热。若此加热组151的第二加热体1512也处于运行状态，则控制有加热体没有运行的加热组151中没有运行的加热体运行以进行加热，保证加热体的加热功率满足加热条件。

综上所述，本发明提供了一种电磁加热装置及其负荷自适应方法，通过对待加热液体的流量、温度及设定温度进行计算，得到待加热液体加热至设定温度所需的热能，从而控制加热装置以适当的加热功率进行加热，且当待加热液体的流量、温度或设定温度改变时，调整加热装置的加热功率以满足新的加热设定；加热装置有多个两个加热体为一组的加热组，通过增加或减少运行加热体的数量来改变加热功率，当一个加热组中有一加热体的运行时间超过了预设时间阈值，则运行另一加热体取代其工作，避免加热体因过度使用而提前疲劳损坏，以实现解决现有技术中不能自适应调节加热功率和过度使用加热体的问题的功能。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。