一种即热式加热装置的温度控制方法及流体加热装置与流程

1.本发明涉及液体加热技术领域，尤其涉及一种即热式加热装置的温度控制方法及流体加热装置。


背景技术：

2.目前市场上有很多即热加热产品，例如即热饮水机、奶泡机等，加热产品可以用于对冷水进行加热，向用户输出一定温度的热水，由于即热式加热产品加热速度快，当用户对温度有精确需求时，此时会要求加热产品的温度控制更加准确。
3.一般情况下，用于控制温度时，通过对出口温度和用户需求温度进行比对来调节加热产品的功率，一味地根据出口温度来调节，有时会使得加热组件的功率过大，导致出口温度过热，调节起来有点难度。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决上述技术问题而提出的一种即热式加热装置的工作方法及流体加热装置，该流体加热装置温度控制精准。
5.为了实现上述目的，采用了如下技术方案：一种用于即热式加热装置的温度控制方法，包括以下步骤：进口温度传感器检测起始进口温度t0并反馈给中央处理模块；其中定义起始进口温度t0为用户需求温度td’设定后第一次采集的温度；中央处理模块判断起始进口温度t0不小于用户需求温度td’时控制流体加热组件的电路为断路；进口温度传感器检测监测进口温度tn并反馈给中央处理模块；其中定义监测进口温度tn为流体加热组件电路为通路时检测得到；中央处理模块判断监测进口温度tn小于用户需求温度td’时，根据预设范围td控制泵工作电压和/或控制流体加热组件的加热功率。
6.为了实现上述目的，还采用了如下技术方案：一种流体加热装置，包括泵、流体加热组件、进口温度传感器，所述泵进液端和液体源连通，所述泵出液端与所述流体加热组件的进口连通，所述泵包括泵电机，其特征在于，所述流体加热装置包括控制器，所述控制器与所述泵电机电连接，所述控制器与所述流体加热组件电连接，所述控制器包括中央处理模块，所述中央处理模块与所述泵电机和/或所述流体加热组件电连接，所述中央处理模块与所述进口温度传感器电连接；所述中央处理模块用于接收所述进口温度传感器采集的起始进口温度t0，判断起始进口温度t0不小于用户需求温度td’时控制流体加热组件的电路为断路；所述中央处理模块用于接收所述进口温度传感器采集的监测进口温度tn，并根据监测进口温度tn和预设范围td，控制泵工作电压和/或控制流体加热组件的加热功率。
7.上述技术方案提出的温度控制方法通过对进口温度传感器采集的温度进行比对，一方面通过对起始进口温度进行比对，指示流体加热组件的电路是否为断路，另一方面对
监测进口温度进行比对，向泵和/或流体加热组件输出电信号反馈调节泵工作电压和/或流体加热组件的功率，便于精确调节流体加热装置的出口温度。
8.上述技术方案提出的流体加热装置温度控制精准。
附图说明
9.图1为本发明的流体加热装置的一种实施方式的各部件连接关系结构示意图；图2为本发明的流体加热装置的一种实施方式的模块示意图；图3为本发明的流体加热装置的工作方法的一种实施方式的流体示意图；图中：控制器1、出口2、液体源3、流体加热组件4、进口5、泵6。
具体实施方式
10.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。
11.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，应当理解，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。
12.本文中，a和/或b是指a和b同时满足，或者单独a，或者单独b的三种情况。
13.参考图1，图1示意出本技术流体加热装置的一种实施方式，流体加热装置包括控制器1、泵6、流体加热组件4，流体加热组件4包括出口2、进口5，所述泵6进液端与液体源3连通，所述泵6出液端与进口5连通，其中液体源3可以是水瓶、水桶、水箱、饮料箱或其他。控制器1和流体加热组件4和泵6电连接，控制器1用于控制流体加热组件4的电路导通或断开，控制器1用于控制泵6的电路导通或断开。在图1例示中，控制器1只示意了一个，在一些情况下，控制器1可以是一个部件，在一些情况下，控制器1也可以是两个或以上部件。该流体加热装置可以用于加热液体，例如水或饮料等，也可以用于产生蒸汽等。
14.参照图2，控制器1包括电流检测模块11、中央处理模块13、泵供电模块12、加热组件供电模块14，泵6包括泵电机61，泵电机61与泵供电模块12电连接，加热组件供电模块14与流体加热组件4电连接；电流检测模块11与泵电机61电连接。
15.电流检测模块11用于检测泵电机的电流值，并反馈给中央处理模块；泵供电模块12用于接收电信号并向泵电机输出电信号，此处泵供电模块接收的电信号可以与向泵电机输出的电信号不同，泵供电模块可以接收中央处理模块传输的电信号，直接向泵电机输出相同的电信号，也可以经过电路放大或信号转换后输出泵电机。其中，电流检测模块向中央处理模块输出的电信号可以是电流信号，也可以是电压信号。
16.加热组件供电模块14用于接收电信号并向加热组件输出电信号，此处加热组件供电模块接收的电信号可以与向加热组件输出的电信号不同，加热组件供电模块可以接收中央处理模块传输的电信号，直接向加热组件输出相同的电信号，也可以经过电路放大或信号转换后输出加热组件。
17.中央处理模块13用于根据泵电机的电流值和预设电流范围z的比对，向泵供电模块发出断电信号。
18.中央处理模块还可以用于根据泵电机的电流信号和预设电流范围z的比对，向加热组件供电模块发出不通电指示或不发信号。
19.所述加热组件供电模块还可以包括可控硅组件或者继电器组件；所述控制器1电连接有报警模块10。报警模块可以是数字显示屏或者声音报警器。
20.泵供电模块可以是泵连接端口，中央处理模块将已调整好的电压信号传输给泵连接端口，让泵根据指定电压工作。
21.参照图2，流体加热装置包括进口温度传感器8和出口温度传感器9，中央处理模块包括（但不限于）第一处理单元131和第二处理单元132。
22.中央处理模块与进口温度传感器电连接，中央处理模块与出口温度传感器电连接。
23.所述中央处理模块用于接收所述进口温度传感器采集的起始进口温度t0，判断起始进口温度t0不小于用户需求温度td’时控制流体加热组件的电路为断路；；所述中央处理模块用于接收所述进口温度传感器采集的监测进口温度tn，并根据监测进口温度tn和预设范围td，控制泵工作电压和/或控制流体加热组件的加热功率。
24.更为具体的，所述中央处理模块用于判断监测进口温度tn是否大于或等于用户需求温度td’，若监测进口温度tn大于或等于用户需求温度td’，则所述中央处理模块向所述加热组件供电模块发出不通电指示，或不发信号；和/或中央处理模块给所述泵供电模块传输信号，使泵按照泵电压u2工作；若监测进口温度tn小于用户需求温度td’，则所述中央处理模块向所述加热组件供电模块发出控制信号i；和/或中央处理模块给所述泵供电模块传输信号，使泵按照泵电压u3工作。
25.作为一种具体的实施方式，进口温度传感器8采集流体加热组件进口温度并反馈给第二处理单元，出口温度传感器采集流体加热组件出口温度并反馈给第二处理单元。
26.中央处理模块的第一处理单元131根据所述泵电机的电流值和预设电流范围z的比对，对所述加热组件供电模块发出是否通电指示或不发信号，即不发通电信号或者不发断电信号，确定加热组件是否通电。
27.第二处理单元132根据采集的进口温度和预设范围td的比对，向所述加热组件供电模块发出不通电指示或不发信号；或者根据预设范围给加热组件供电模块发出控制信号i1，加热组件供电模块接收控制信号i1并给流体加热组件供电。
28.泵在有水和无水的状态下启动和工作，电机产生的电流不同，无水的时候电流会比较小，有水的时候电流会比较大。通过检测泵电机的电流并与出厂电流进行对比之后判断管路中是否缺水，如果判断为缺水，就可以对加热组件断电或不开机，防止加热组件缺水干烧。该流体加热组件通过电流检测模块对泵电机的电流检测，中央处理模块对数据处理指示加热组件是否断电，该检测方式可用于加热组件内是否缺水的检测，通过该结构设置，省去了传统流量检测部件，降低了成本，且结构简单，节省空间，更有利于实现机器的迷你化。其中预设电流范围z是依据液体流速、电流、电压等大小关系在出厂前预先设置好。
29.以下参照图3，说明本技术实施方式的用于即热式加热装置的温度控制方法。
30.一种用于即热式加热装置的温度控制方法包括以下步骤：进口温度传感器检测起始进口温度t0并反馈给中央处理模块；其中定义起始进口温度t0为用户需求温度td’设定后第一次采集的温度；中央处理模块判断起始进口温度t0不小于用户需求温度td’时控制流体加热组件的电路为断路；
进口温度传感器检测监测进口温度tn并反馈给中央处理模块；其中定义监测进口温度tn为流体加热组件电路为通路时检测得到；进口温度传感器检测监测进口温度tn可以在中央处理模块判断起始进口温度t0小于用户需求温度td’，流体加热组件电路为通路时。
31.中央处理模块判断监测进口温度tn小于用户需求温度td’时，根据预设范围td控制泵工作电压和/或控制流体加热组件的加热功率。
32.起始进口温度t0用于确定流体加热组件是否通电加热，监测进口温度tn的检测用于判断当温度小于用户需求温度时，通过预设范围td向泵输出设定工作电压和/或向流体加热组件输出设定电流信号或电压信号或功率信号，调节流体加热组件的加热功率，使出口温度满足用户需求，且通过进口温度的控制也更能精确调节出口温度。
33.更为具体的，还包括以下步骤：所述中央处理模块对采集的起始进口温度t0和用户需求温度td’进行比对，所述中央控制模块判断起始进口温度t0是否大于或等于用户需求温度td’；若起始进口温度t0大于或等于用户需求温度td’，则所述中央处理模块指示加热组件电路为断；若起始进口温度t0小于用户需求温度td’，则所述中央处理模块根据预设范围td给加热组件供电模块发出控制信号i1，加热组件供电模块接收控制信号i1并给流体加热组件供电。
34.控制信号i1可以是电流信号，也可以是电压信号，也可以是功率信号。
35.作为其他实施方式，还包括以下步骤：所述中央处理模块对采集的起始进口温度t0和用户需求温度td’进行比对，所述中央控制模块判断起始进口温度t0是否大于或等于用户需求温度td’；若起始进口温度t0大于或等于用户需求温度td’，则泵继续工作,泵按照原电压工作，定义原工作电压为u
原
；若起始进口温度t0小于用户需求温度td’，则所述中央处理模块给所述泵供电模块传输信号，使泵按照泵电压u1工作，定义原工作电压为u
原
，u1不同于u
原
。
36.对进口温度的实时检测，进一步包括以下步骤：所述中央处理模块判断监测进口温度tn是否大于或等于用户需求温度td’；若监测进口温度tn大于或等于用户需求温度td’，则所述中央处理模块向加热组件供电模块发出不通电指示，或不发信号；和/或中央处理模块给流体加热装置的泵供电模块传输信号，使泵按照泵电压u2工作；若监测进口温度tn小于用户需求温度td’，则所述中央处理模块向所述加热组件供电模块发出控制信号i；和/或中央处理模块给流体加热装置的泵供电模块传输信号，使泵按照泵电压u3工作。
37.其中，所述泵电压u3小于或等于泵电压u2。
38.如此，加热装置根据中央处理模块的判断结果可适时调整加热组件的加热功率，用以有利的输出设定温度范围的流体。另外，泵电压的调节也进一步用于调整加热组件的加热功率，便于输出设定温度范围的流体。
39.依据监测进口温度可以确定在进入加热组件前的流体温度，且根据用户需求温度td’的要求，中央处理模块可对加热组件的加热功率和泵的工作电压进行调整，用来进一步
控制流体加热温度，使得流体加热温度控制更为精确。且进口温度是实时反馈的，可根据进口温度有个实时调整，解决只通过出口温度来控制加热功率带来的调节粗，难以精确调整的问题。
40.通过温度的大小判断，也可以控制加热组件供电模块的工作状态。预设范围td是根据目标加热温度范围、电压等预先设定确定好的泵的电压范围和加热组件的加热电流、电压或功率的范围值。第二处理单元存储有一系列温度、电流、电压值的预设范围，当判断结果处于某个范围时，第二处理单元可调用该范围对应的电流、电压值等供输出。
41.所述中央处理模块比对采集的出口温度t’n
和用户需求温度td’；所述中央处理模块判断出口温度t’n
是否小于用户需求温度td’；若出口温度t’n
小于用户需求温度td’，则所述第二处理单元根据预设范围给加热组件供电模块传输控制信号i2，加热组件供电模块接收控制信号i2，给所述流体加热组件供电；和/或根据预设范围td给泵供电模块传输信号，使泵按照泵电压u2工作；若出口温度t’n
不小于用户需求温度td’，则所述第二处理单元向所述加热组件供电模块发出断电信号指示；和/或所述泵按原电压工作，定义原工作电压为u
原，
其中u2小于u
原
。
42.采用此方式，可以使加热组件在不同的功率下工作，以使流体加热装置输出用户所需的流体温度。采集多组出口温度与用户所需温度进行对比，使输出的流体温度更加准确。该步骤可用于调节加热组件的功率，使得输出的流体温度满足用户需求。
43.控制信号i1，i2对应的值是根据起始进口温度t0、预设范围td等值所预先设定好，并储存于第二处理单元，当有触发条件时，第二处理单元就可以调取相对应的控制信号值并将其发出。
44.进口温度的检测和出口温度的检测可以联合使用，中央处理模块根据进口温度、出口温度和用户需求温度td’的判断，并依据预先设定在中央处理模块的温度设定范围对应的预设电压、电流或功率等信息，反馈给泵、加热组件，控制泵的电压，加热组件的加热功率，以共同实现流体加热的温度控制，使得温度控制更为精确。
45.所述预设范围td按温度划分具有第一区段、第二区段和第三区段，第一区段温度大于第二区段温度，第二区段温度大于第三区段温度，第一区段对应的加热功率大于第二区段对应的加热功率，第二区段对应的加热功率大于第三区段对应的加热功率，所述中央处理模块根据预设范围td以及监测进口温度tn输出功率信号，控制加热组件的加热功率。
46.和/或中央处理模块根据预设范围td以及监测进口温度tn输出电压信号，控制泵的工作电压。
47.预设范围td是依据液体流速、电流、电压等大小关系在出厂前预先设置好。
48.对于出口传感器检测的出口温度还可以进一步有以下控制策略，包括以下步骤：所述流体加热装置的出口温度传感器采集出口温度t’n
并传输给所述中央处理模块；所述中央处理模块判断出口温度t’n
是否大于极限温度t
l
，且持续时间t；若出口温度t’n
小于或等于极限温度t
l
，或者出口温度t’n
大于极限温度t
l
并且持续时间小于时间t，则所述中央处理模块根据预设范围给泵供电模块传输信号i
泵
，使泵在泵
电压u3下工作，定义泵在接收中央处理模块传输信号i
泵
之前的工作电压为u
原，
其中u3小于u
原
；和/或第二处理单元根据预设范围给加热组件供电模块传输控制信号i2；若出口温度t’n
大于极限温度t
l
且持续时间t，则中央处理模块向所述加热组件供电模块发出断电信号指示；和/或中央处理模块向所述泵供电模块发出断电信号指示。
49.通过中央处理模块将出口温度t’n
和设定的极限温度t
l
进行比对，例如将极限温度设置为95℃，当出口温度t’n
超过95℃时一段t时间，例如3秒或2秒，第二处理单元将该信号判定为管路中没有液体。
50.采集多组出口温度t’n
与极限温度分别进行比较，提高检测精度，同时设定一个持续时间t，温度对比与持续时间t均符合要求才判断管路是否缺液体，进一步提高检测精度，降低因外界环境导致检测出现错误的概率，例如流体加热组件中进入部分空气导致出口温度t’n
时高时低，被误判为管路缺液体。
51.作为另一种实施方式，所述中央处理模块包括第一处理单元和第二处理单元，所述第一处理单元用于控制所述流体加热组件的电路通断和/或泵的电路通断，所述第二处理单元与进口温度传感器电连接，所述第二处理单元根据进口温度传感器采集的温度和用户需求温度td’比对，向流体加热组件输出电信号，调节流体加热组件的功率；和/或向泵电机输出电信号，调节泵工作电压。
52.控制器包括电流检测模块11，电流检测模块11用于检测泵电机的电流值，并反馈给中央处理模块。电流检测模块11可将电流值反馈给第一处理单元，第一处理单元接收电信号并向泵供电模块输出，由泵供电模块向泵电机输出电信号，用于控制泵电路的通断。
53.泵在有水和无水的状态下启动和工作，电机产生的电流不同，无水的时候电流会比较小，有水的时候电流会比较大。通过检测泵电机的电流并与出厂电流进行对比之后判断管路中是否缺水，如果判断为缺水，则控制泵电路和加热组件的电路为断。该流体加热组件通过电流检测模块对泵电机的电流检测，中央处理模块对数据处理指示加热组件是否断电，该检测方式可用于加热组件内是否缺水的检测，通过该结构设置，省去了传统流量检测部件，降低了成本，且结构简单，节省空间，更有利于实现机器的迷你化。
54.缺水判断的步骤包括：电流检测模块检测泵在正常电压un下的工作电流i
实
并反馈给中央处理模块；当流体加热装置刚开机时，正常电压un为泵的开机电压。当泵在持续运行中时，正常电压un为泵的工作电压。电流检测模块反馈给中央处理模块的信号可以是电流信号也可以是电压信号。
55.中央处理模块对工作电流i
实
和预设电流范围z进行比对；预设电流范围z是依据液体流速、电流、电压等大小关系在出厂前预先设置好。
56.中央处理模块判断所述工作电流i
实
是否属于预设电流范围z，若i
实
不属于预设电流范围z，则中央处理模块指示流体加热组件加热电路为断路，具体的为向加热组件供电模块发出不通电指示或不发信号。
57.其中，发出不通电信号包括加热组件在正常工作时，加热组件供电模块发出不通电指示，使得加热组件电路为断；也包括加热组件还未开始工作时，加热组件供电模块发出不通电指示，不允许加热组件通电。
58.其中，不发信号是指不发通电信号，也不发断电信号，当加热组件在未开始工作
时，中央处理模块根据电流检测模块反馈的数据判定工作电流不属于预设电流范围z，此时，加热装置不允许启动，因此不发信号是指不指示加热组件加热，加热组件处于断电状态。
59.中央处理模块的判断步骤具体还包括：定义电压un下的设定电流值为in，所述预设电流范围z包括in±
δp，所述中央处理模块判断工作电流i
实
和in±
δp的大小；若i
实
不属于in±
δp的范围，则所述中央处理模块指示流体加热组件加热电路为断，具体的可为向所述加热组件供电模块发出不通电指示或不发通电信号或不发断电信号；若i
实
属于in±
δp的范围，则所述中央处理模块指示泵电路启动，中央处理模块还可以向所述第二处理单元发送信号，第二处理单元可进一步对温度进行判定，调节加热组件加热功率。
60.在一些实施方式中，中央处理模块的判断步骤还可以包括以下步骤：所述中央处理模块输出泵电压u
n’，u
n’=kun，其中k为常数，k=0.6至1.2；电流检测模块检测在泵电压u
n’下的电流i
变
，并反馈给中央处理模块；中央处理模块对电流i
变
和预设电流范围z进行比对；定义工作电流i
实
和预设电流范围z比对的比对结果为c1，定义电流i
变
和预设电流范围z比对的比对结果为c2；若c1和c2一致，且i
实
不属于预设电流范围z，则所述中央处理模块指示泵电路为断，具体的可以为向所述泵供电模块发出断电指示，和/或所述中央处理模块指示流体加热组件的电路为断，具体的可以为向所述加热组件供电模块发出不通电指示或不发信号；若c1和c2不一致，则所述中央处理模块向泵发出断电指示，具体的可以为向所述泵供电模块发出断电指示；和/或所述中央处理模块指示流体加热组件的电路为断，具体的可以为向所述加热组件供电模块发出不通电指示或不发信号。
61.若c1和c2不一致，包括i
实
不属于预设电流范围z和i
实
属于预设电流范围z的情况，若i
实
不属于预设电流范围z，中央处理模块向所述加热组件供电模块发出不通电指示或不发信号；若i
实
属于预设电流范围z，此时由于c1和c2不一致，中央处理模块仍向所述加热组件供电模块发出不通电指示或不发信号。
62.对比多组泵电压下的电流，多组均符合设定要求时才会进行液体的加热，提高检测精度。通过两次或多次的校验，减少单次判断的失误，提高流体加热装置的安全性。
63.如此，本流体加热装置不仅能实时有效调节加热组件的加热功率，而且还能进行缺水检测，减少了流量计的使用，降低了成本。
64.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变而得到的技术方案、构思、设计，都应涵盖在本发明的保护范围之内。