智能熱水器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-04-23 02:26本頁(yè)面
【正文】 樣電路、外部看門狗電路及蜂鳴器報(bào)警電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。核心處理器選用 ATMEL 公司生產(chǎn)的 89S51系列單片機(jī)，該單片機(jī)功能強(qiáng)大，資源豐富，運(yùn)算速度快，滿足我們溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要。鑒于PID控制理論在一些難控過(guò)程中的成功運(yùn)用，本文將其應(yīng)用于燃?xì)鉄崴鳒囟瓤刂?。此外，這兩個(gè)過(guò)程還含有純滯后環(huán)節(jié)。假設(shè)出水溫度就是燃?xì)鉄崴魉w的溫度，建立熱水器水體溫的微分方程為： 其中：m——熱水器水體的質(zhì)量，單位 kg；T——熱水器水體溫度，單位℃；c——水的熱容，值為 1kcal/kg℃；對(duì)（）兩邊進(jìn)行拉氏變換，得到如下方程： 從上面的結(jié)果可以看出，熱水器水體溫度控制的模型是由兩個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)，實(shí)際的系統(tǒng)存在滯后環(huán)節(jié)，系統(tǒng)模型還需要串連一個(gè)純滯后環(huán)節(jié)，滯后的時(shí)間 。不考慮管路系統(tǒng)的復(fù)雜性和難控性，根據(jù)熱平衡關(guān)系： 其中：——當(dāng)前出水溫度，單位℃；——當(dāng)前進(jìn)水溫度（生活水）或回水溫度（采暖水），單位℃；V ——當(dāng)前水的流量，單位 kg/s；k——卡到焦耳的單位轉(zhuǎn)換系數(shù)，為 ；W ——燃?xì)鉄崴鳠嶝?fù)荷（輸入熱量），單位 kW；n ——燃?xì)鉄崴鳠嵝?。但可通過(guò)試驗(yàn)曲線的測(cè)試，對(duì)各個(gè)控制量進(jìn)行調(diào)整。例如進(jìn)水溫度，進(jìn)水流量，燃?xì)馊紵?，燃?xì)饬髁浚瑹峤粨Q器效率，熱水器尺寸和環(huán)境溫度等。整個(gè)過(guò)程是一種能量轉(zhuǎn)移個(gè)過(guò)程（從空氣中用轉(zhuǎn)移到水中），不是能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程，沒(méi)有通過(guò)電加熱元件加熱熱水，或者燃燒可燃?xì)怏w加熱熱水。隨后吸收了一定能量的冷媒回流到壓縮機(jī)，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。 智能熱水器的工作原理 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四個(gè)核心部件：壓縮機(jī)，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(jī)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(jīng)纏繞在水箱外面的銅管，熱量經(jīng)銅管傳導(dǎo)到水箱內(nèi)，冷卻下來(lái)的冷媒在壓力的持續(xù)作用下變成液態(tài)，經(jīng)膨脹閥后進(jìn)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。基于以上考慮，本方案擬設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)控制的燃?xì)鉄崴魉疁刈詣?dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即通過(guò)室內(nèi)的控制器，輸入預(yù)定溫度，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)快速地調(diào)節(jié)到預(yù)定溫度，以解決上述問(wèn)題。在實(shí)際生活中，我們發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的中、低檔產(chǎn)品都采用機(jī)械旋鈕式方案，而這些產(chǎn)品恰恰式市場(chǎng)的主流。用戶可以調(diào)節(jié)合適的熱水溫度（推薦沐浴溫度范圍為38℃～42℃）洗浴。火力調(diào)節(jié)旋鈕按標(biāo)識(shí)調(diào)小時(shí)，熱水溫度降低；調(diào)大時(shí)，熱水溫度升高。隨著大戶型新房的交付使用，市場(chǎng)對(duì)于智能熱水器的需求必將形成熱潮，而且極有可能在未來(lái)的較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)
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