储水式燃气采暖热水炉水温逐步逼近控制

麦永德

（广东万和新电气股份有限公司 广东佛山 528305）

1 引言

随着人们生活水平的不断提高和人们对生活质量要求的提高，燃气采暖热水炉正逐步进入普通的工薪阶层家庭甚至广大的农村家庭。而储水式燃气采暖热水炉，则因其具备有一个储水罐，储存一定量的热水，让人们随时都能用上舒适、惬意的生活热水，给生活节奏加快的人们提供了更大的便利。在现有技术中，此种采暖热水炉的功率相对较大，且采取连续加热的方式对储水罐中的水进行加热，流出的热水温度往往偏离设定的水温。尤其是当用户要求的水温较低时，即使以最小的负荷对储水罐内的水进行加热，从储水罐流出的热水温度也会高于用户要求的水温，无法满足用户的需求。为此，我们需要提供一种有效的控制方法。

2 储水式燃气采暖热水炉的优点

此机型的最大优点在于用户能够随时有恒温、稳定的卫生热水使用，对于有时候只使用少量热水的情况下，只需直接从储水罐放出少量的水而无需启动采暖热水炉，避免了频繁启动机器，从而可延长采暖炉寿命。

3 储水式燃气采暖热水炉结构简图

如图1 所示，储水式采暖炉为了能对储水罐进行有效保护，一般会在卫浴水路增设一个膨胀水箱。而且，它比普通的采暖炉多配备了一个储水罐。

4 储水式燃气采暖热水炉水温控制流程图

储水式燃气采暖热水炉水温控制流程图如图2所示，此燃气采暖热水炉的控制步骤大概如下：

a.开始，然后进入b；

b.判断是否需要淋浴，如果是则进入c，如果否则进入d；

c.启动卫浴模式加热，然后进入b；

d.判断储水罐水温是否小于（卫浴设置温度-2℃），如果是则进入e，否则进入k；

e.对储水罐进行加热，然后进入f；

f.判断储水罐水温是否大于等于（卫浴设置温度-2℃），如果是则进入h，如果否则进入g；

图1 储水式燃气采暖热水炉结构简图

图2 储水式燃气采暖热水炉水温控制流程图

g.判断储水罐加热运行时间是否达到设定时间，如果是则进入h，如果否则进入f；

h.判断是否有供暖需求，如果是则进入i，如果否进入j；

i.供暖模式加热，然后进入d；

j.三通阀接通卫浴水管路，水泵运行，进入d；

k.判断是否有供暖请求, 如果是则进入l，如果否进入m；

l.供暖模式加热，然后进入d；

m.待机模式，然后进入d。

卫浴模式和供暖模式的控制相对简单，与常规采暖炉控制方法大同小异。现在主要的问题是储水罐的加热模式难以控制。从流程图看到，当没有卫浴需求时，采暖炉会对储水罐进行优先加热，程序判断现时储水罐的水温是否小于（卫浴设置温度-2℃）。如果是，则对储水罐以最小功率进行加热一段时间。加热时间的长短是根据储水罐的容积、最小功率、卫浴设定温度跟加热前储水罐水温的差值等参数通过数值运算所得。加热后程序再判断储水罐内的水温是否大于等于（卫浴设置温度-2℃）。如果不是，则判断储水罐加热运行时间是否达到设定时间。直到满足以上条件，采暖炉再判断是否有供暖请求，进行供暖或卫浴运行。

5 结束语

从图2可以看到，采暖炉始终判断现时储水罐的水温是否小于（卫浴设置温度-2℃），如果是，则进行加热一段时间，加热结束后，循环水泵继续运转三分钟，通过盘管对储水罐内的水进行循环换热。三分钟后，采暖炉判断储水罐水温是否已经大于等于（卫浴设置温度-2℃）。如果还未达到所需的温度，程序则又循环到初始的判断条件，判断现时储水罐的水温是否小于（卫浴设置温度-2℃）。采暖炉通过如此循环判断、间断加热的方式，将储水罐内的水温逐步加热，逐步逼近用户需求的目标温度。

[1] 中国国家标准《家用燃气快速热水器》GB 25034-2010

[2] 《燃气燃烧与应用》.中国建筑工业出版社.2000

[3] 燃气快速热水器设计及若干问题的讨论〔J〕.重庆大学.城市煤气

[4] 《先进PID控制，MATLAB仿真》. 电子工业出版社.刘金琨.2011.3

[5] 《单片机的C语言应用程序设计》. 北京航天航空大学出版社.马忠梅等.2007.2