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燃气热水器水温智能控制系统的设计与分析
作者：阳悠悠来源：《科学导报科学工程与电力》2019年第17期
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【摘要】本文对燃气热水器水温控制模型进行研究，依据燃气热水器控制原理，设计水温智能控制系统。试验测试结果表明，该系统运行效率较高，温差较小，能够充分利用水资源，经过二次加热处理，使得水资源利用率提高至100。
【关键词】燃气热水器智能控制节约资源
一、燃气热水器水温控制模型
1、出水温度控制模型
依据公式（2）中的关系可知，水流量决定了水加热耗时，当热水器出水温度发生变化时，即热水器热平衡状态发生改变，从当前状态转变到另外一种状态，容易受到多种因素影响，导致耗时差异性较大。其中，影响因素可以是热变换效率、机壳尺寸、环境温度等。
2、出水温度控制特性
当前设计的燃气热水器水温控制采用人工控制法，通过直接观测采集水温信息，调节阀门工作状态，对冷水进行加温处理，在阀门控制上出现延后或者提前情况，导致出水温度未达到标准，浪费了大量水资源3。这种操控特性主要体现在两个方面：（1）人工操控成本较高，缺少智能化控制。（2）出水温度控制精准度较低，水资源浪费较为严重。
二、智能水温控制系统设计
本文采用智能控制技术，提出智能水温控制系统，依据燃气热水器温度控制原理，对外围水路进行设计，并提出系统软件开发方案。
1、系统组成
本文计的智能水温控制系统由液晶显示屏、人机交互、按键模块、传感器、温度控制模块5部分构成。如图1所示为智能水温控制系统框架。
在图1中，人机交互指的是计算机操控终端，按照管理人员需求，下达水温控制命令按键模块是操控命令的输入端传感器主要用于采集水温信息温度控制模块是本系统的核心部分，根据水温控制需求，利用恒温控制装置设置需要加热的温度值，启动加热器开始加热，与此同时，利用微控制器调节水管中冷水回流温度，使得出口端水温度均能够达到标准，提高水资源利用率4。
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2、控制原理及操控规则
本系统的控制原理是根据用户给定温度值，启动温度控制模块，一次加热是按照温度给定值加热冷水管中的冷水，如果测得温度达到标准，则从出口流出，反之，采取二次加热处理5。二次加热是对冷水回流中的温水进行加热，利用加热器进行二次加热，通过调节气阀控制加热状态，当水温达到给定值时，关闭阀门停止加热。以下为水温控制操控规则：
（1）如果水r