智能熱水器溫度調節(jié)系統(tǒng)設計(編輯修改稿)
2025-05-14 02:26 本頁面
【文章內容簡介】 控制比例閥開大，燃氣壓力升高，水溫升高；反之，則比例閥開小，水溫降低。在實際生活中，我們發(fā)現絕大多數的中、低檔產品都采用機械旋鈕式方案，而這些產品恰恰式市場的主流。但是，此類熱水器還存在許多不盡如人意的地方，因為該類智能熱水器使用的是煤氣和氧氣進行燃燒產生熱量，需要安裝在室外通風良好的地方，否則氧氣不足會造成煤氣不完全燃燒而產生一氧化碳對人的生命構成威脅，而對熱水器的控制調節(jié)都在機體上 ，以致洗浴時需要預先調節(jié)好水溫，有時候遇到水壓不正常就造成水溫浮動不定，使洗浴者又要出來調節(jié)水溫，這樣不僅浪費水和燃氣，而且給洗浴者帶來極大不便?；谝陨峡紤]，本方案擬設計一個基于單片機控制的燃氣熱水器水溫自動調節(jié)系統(tǒng)，即通過室內的控制器，輸入預定溫度，由執(zhí)行機構自動快速地調節(jié)到預定溫度，以解決上述問題。而單片機控制的機械旋鈕式水溫控制調節(jié)系統(tǒng)不失為一種很好的選擇。 智能熱水器的工作原理 其內部結構主要由四個核心部件：壓縮機，冷凝器，膨脹閥，蒸發(fā)器組成加下部整體安裝的保溫水罐 其工作流程是這樣的：壓縮機將回流的低壓冷媒壓縮后，變成高溫高壓的氣體排出，高溫高壓的冷媒氣體流經纏繞在水箱外面的銅管，熱量經銅管傳導到水箱內，冷卻下來的冷媒在壓力的持續(xù)作用下變成液態(tài)，經膨脹閥后進入蒸發(fā)器，由于蒸發(fā)器的壓力驟然降低，因此液態(tài)的冷媒在此迅速蒸發(fā)變成氣態(tài)，并吸收大量的熱量。同時，在風扇的作用下，大量的空氣流過蒸發(fā)器外表面，空氣中的能量被蒸發(fā)器吸收，空氣溫度迅速降低，變成冷氣排進廚房。隨后吸收了一定能量的冷媒回流到壓縮機，進入下一個循環(huán)。由以上的工作原理可以看出，智能熱水器的工作原理與空調原理有一定相似，應用了逆卡諾原理，通過吸收空氣中大量的低溫熱能，經過壓縮機的壓縮變?yōu)楦邷責崮?，傳遞給恒溫水箱中，把水加熱起來。整個過程是一種能量轉移個過程（從空氣中用轉移到水中），不是能量轉換的過程，沒有通過電加熱元件加熱熱水，或者燃燒可燃氣體加熱熱水。 智能熱水器溫度控制對象分析影響熱水器出水溫度很多。例如進水溫度，進水流量，燃氣燃燒值，燃氣流量，熱交換器效率，熱水器尺寸和環(huán)境溫度等。而且燃氣熱水器的加熱過程具有可變的時延遲特性，運行包括化學反應，傳熱和流體運動等過程，其精確的數學模型很難建立起來。但可通過試驗曲線的測試，對各個控制量進行調整。仿人智能控制不需要建立過程控制對象精確的數學模型，僅需要獲取過程控制對象簡化的模型結構和近似的主要特征參數。不考慮管路系統(tǒng)的復雜性和難控性，根據熱平衡關系： 其中：——當前出水溫度，單位℃；——當前進水溫度（生活水）或回水溫度（采暖水），單位℃；V ——當前水的流量，單位 kg/s；k——卡到焦耳的單位轉換系數，為 ；W ——燃氣熱水器熱負荷（輸入熱量），單位 kW；n ——燃氣熱水器熱效率。又有：W = VgH 其中 Vg為燃氣流量，H 為燃氣的熱值，將式（）代入（）得：= + nVgH /kV 由該式可以看到，、Vg 和 V影響的大
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