專利名稱：一種防干燒的液體加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液體加熱設(shè)備，更具體的，涉及一種防干燒的液體加熱設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，液體加熱設(shè)備的應(yīng)用越來越普遍。但是，當(dāng)熱水器等液體加熱設(shè)備發(fā)生過熱時(shí)，可能會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，特別是在液體燒干的情況下，熱量的積累可能導(dǎo)致設(shè)備損壞，更嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致火災(zāi)或?qū)е率褂谜咴馐軣齻?。目前現(xiàn)有技術(shù)中，熱水器或其他熱水設(shè)備中的電加熱，多使用溫控器串聯(lián)到控制電源的主回路中，當(dāng)水溫達(dá)到或者超過保護(hù)值時(shí)，溫控器斷開從而切斷電源。如果電加熱出現(xiàn)干燒的情況，只有干燒的溫度達(dá)到或者超過保護(hù)值，溫控器才斷開產(chǎn)生保護(hù)。但是，上述形式的傳統(tǒng)熱水器或其他液體加熱設(shè)備中的電加熱控制方法和系統(tǒng)存 在如下缺點(diǎn)I.當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)無(wú)水或水量不足的情況時(shí)，電加熱無(wú)法正常判斷而產(chǎn)生干燒的情況，對(duì)電加熱壽命有影響，更重要的是安全問題得不到保障；2.若因電流過大造成溫控器的觸點(diǎn)出現(xiàn)粘連的情況，電加熱會(huì)一直通電工作，最終可能因溫度過高造成安全事故；3.發(fā)生干燒等故障時(shí)無(wú)法通知用戶，不及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并解決故障，對(duì)用戶的安全構(gòu)成威脅；4.現(xiàn)有的通過傳感器檢測(cè)溫度的做法，均為只要檢測(cè)到溫度上升超過限制就立即保護(hù)，不能避免傳感器檢測(cè)誤差或者壓力導(dǎo)致水位波動(dòng)產(chǎn)生的影響，導(dǎo)致電加熱頻繁關(guān)斷，影響使用。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實(shí)用新型提供一種防止液體加熱設(shè)備干燒的系統(tǒng)，可以有效的保護(hù)液體加熱設(shè)備，防止干燒，并能濾除水位波動(dòng)和檢測(cè)誤差的影響，提高判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型提供一種防干燒液體加熱裝置，其特征在于，該液體加熱裝置具有外殼I，在外殼中設(shè)置有電加熱管2和測(cè)溫盲管4,并且在測(cè)溫盲管中還設(shè)置傳感器5,在外殼的尾端設(shè)置有溫控器3，該電熱水器還設(shè)置有控制芯片，該控制芯片能夠在傳感器檢測(cè)到干燒的情況下控制電加熱管停止繼續(xù)加熱。進(jìn)一步的，控制芯片中包括計(jì)算單元、第一判斷單元、第二判斷單元、控制單元，其中計(jì)算單元計(jì)算加熱設(shè)備內(nèi)部的升溫速度，第一判斷單元，判斷該升溫速率是否超過所設(shè)定的升溫速率閾值，記錄單元，以及升溫速率連續(xù)超過所述升溫速率閾值的次數(shù)，第二判斷單元，進(jìn)一步判斷連續(xù)超過升溫速率的次數(shù)是否超過所設(shè)定的次數(shù)閾值，如果超過次數(shù)閾值，通知控制單元，控制單元，控制該液體加熱設(shè)備做出相應(yīng)的反應(yīng)。進(jìn)一步的，所述次數(shù)閾值設(shè)置為3次。進(jìn)一步的，所述外殼I內(nèi)部所設(shè)置的電加熱管2包括長(zhǎng)加熱管、短加熱管、螺旋加熱管、U型加熱管中的一個(gè)或多個(gè)。進(jìn)一步的，該加熱裝置還包括報(bào)警單元。進(jìn)一步的，該報(bào)警單元設(shè)置在外殼I的外部。 進(jìn)一步的，該報(bào)警單元在判斷發(fā)生干燒后輸出報(bào)警信號(hào)。 進(jìn)一步的，所述液體加熱設(shè)備為熱水器。進(jìn)一步的，外殼尾端的溫控器3與電加熱管2電連接。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)第一.本實(shí)用新型通過溫升的速度來判斷熱水器或者其他熱水設(shè)備中是否發(fā)生干燒，來保護(hù)電加熱，提高設(shè)備的使用壽命，為熱水器產(chǎn)品的使用提供安全保障；第二 .即使溫控器壞掉或者粘連的情況下，仍可根據(jù)溫升的速度和采集到的溫度值來進(jìn)行判斷，控制電加熱避免長(zhǎng)時(shí)間通電工作和干燒；第三.可以向用戶發(fā)出故障警告，避免發(fā)生安全事故；第四.濾除了水位波動(dòng)、傳感器測(cè)量誤差等因素造成的誤檢測(cè)影響，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

下面根據(jù)實(shí)施例與附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖I是分別對(duì)液體、空氣進(jìn)行加熱的升溫曲線示意圖；圖2是幾種不同規(guī)格的液體加熱設(shè)備分別對(duì)液體、空氣進(jìn)行加熱的升溫曲線示意圖；圖3是本實(shí)用新型中第一實(shí)施例中的控制方法的流程示意圖；圖4是本實(shí)用新型中第二實(shí)施例中的控制方法的流程示意圖；圖5是本實(shí)用新型第三實(shí)施例中的加熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型第四實(shí)施例中的加熱設(shè)備電路示意圖。圖中附圖標(biāo)記所指代的技術(shù)特征分別是I、外殼；2、電加熱管；3、溫控器；4、測(cè)溫盲管；5、溫度傳感器。
具體實(shí)施方式
在由于水和空氣的比熱不同，水的比熱為4200J/Kg °C，而空氣的比熱為1004J/Kg *°C，因此在單位時(shí)間內(nèi)使用相同功率的電加熱來加熱兩種介質(zhì)，空氣溫度的變化幅度要大于水的溫度變化幅度，我們就可以根據(jù)溫度變化情況來判斷是否有干燒的情況發(fā)生從而進(jìn)行保護(hù)。圖I示出了是液體加熱設(shè)備中加熱空氣和加熱水過程中溫度上升的示意圖。由圖中可以看出，例如在時(shí)間軸上的第15分鐘到第25分鐘，10分鐘的時(shí)間段之內(nèi)，空氣的溫度升高了約20度，水的溫度升高了約5度，可見對(duì)空氣加熱的溫度增加速率遠(yuǎn)超水的溫度增加速率。圖2中選擇了市面上比較常見的三種常見規(guī)格的熱水器來進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，其容積分別為150升，200升，300升，來確定其溫度變化速率。具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖2 通過對(duì)比加熱空氣的實(shí)驗(yàn)和加熱水的實(shí)驗(yàn)，我們得出，相同的加熱條件下，加熱水時(shí)傳感器采集到的溫度變化率約為0. 50C /分鐘，而加熱空氣時(shí)傳感器采集到的溫度變化率為2°C /分鐘。需要指出的是，升溫速率與電熱器的功率、加熱容器的容積、液體的含量、散熱環(huán)境因素有關(guān)。第一實(shí)施例本實(shí)用新型的第一優(yōu)選實(shí)施例提供這樣一種防止液體加熱設(shè)備發(fā)生干燒的控制 方法，該方法通過測(cè)溫單元采集加熱設(shè)備中的溫度數(shù)據(jù)，每隔I分鐘檢測(cè)一次溫度，記為Ti。計(jì)算單元將所測(cè)得的溫度Ti與上次所測(cè)得的溫度Ti-I相減，求得這一分鐘內(nèi)的溫度增加值A(chǔ)T。將該溫度增加值A(chǔ)T除以時(shí)間間隔I分鐘即可求得溫度增加速率AT/t。第一判斷單元將該溫度增加速率AT/t與設(shè)定溫度增加速率閾值相比較，如果未超過該溫度增加速率閾值，控制單元判斷為沒有發(fā)生干燒，繼續(xù)正常加熱和重復(fù)上述檢測(cè)、判斷步驟；如果該溫度增加速率AT/t超過所設(shè)定的溫度增加速率閾值，將其記錄為一次異常。升溫速率閾值與電熱器的功率、加熱容器的容積、液體的含量、散熱環(huán)境因素有關(guān)。在本實(shí)施例中，升溫速率閾值設(shè)定為rc/秒。由于加熱流體會(huì)產(chǎn)生對(duì)流甚至水位波動(dòng)，還有可能在檢查過程中出現(xiàn)測(cè)量誤差。因此，為避免水位波動(dòng)或者傳感器誤差帶來的影響，本實(shí)施例中的控制方法繼續(xù)對(duì)溫度變化進(jìn)行檢測(cè)和判斷，如果僅僅出現(xiàn)一次異常隨后變成正常，則說明該次測(cè)量結(jié)果為誤差或波動(dòng)等因素所導(dǎo)致的；第二判斷單元將連續(xù)記錄到升溫異常的次數(shù)與所設(shè)定的次數(shù)閾值相比較，例如如果連續(xù)三次記錄到異常，控制單元判斷為發(fā)生了干燒。在控制單元判斷發(fā)生干燒之后，控制單元自動(dòng)控制該加熱設(shè)備停止加熱。第二實(shí)施例在該第二實(shí)施例中，防止液體加熱設(shè)備發(fā)生干燒的控制方法通過測(cè)溫單元采集加熱設(shè)備中的溫度數(shù)據(jù)，每隔2分鐘檢測(cè)一次溫度，記為Ti。計(jì)算單元將所測(cè)得的溫度Ti與上次所測(cè)得的溫度Ti-I相減，求得這2分鐘內(nèi)的溫度增加值A(chǔ)T。將該溫度增加值A(chǔ)T除以時(shí)間間隔2分鐘即可求得溫度增加速率AT/t。第一判斷單元將該溫度增加速率AT/t與設(shè)定溫度增加速率閾值相比較，如果未超過該溫度增加速率閾值，控制單元判斷為沒有發(fā)生干燒，繼續(xù)正常加熱和重復(fù)上述檢測(cè)、判斷步驟；如果該溫度增加速率AT/t超過所設(shè)定的溫度增加速率閾值，將其記錄為一次異常。升溫速率閾值與電熱器的功率、加熱容器的容積、液體的含量、散熱環(huán)境因素有關(guān)。在本實(shí)施例中，升溫速率閾值設(shè)定為0. 5-20C /秒中的某一值，例如0. 80C /秒。由于加熱流體會(huì)產(chǎn)生對(duì)流甚至水位波動(dòng)，還有可能在檢查過程中出現(xiàn)測(cè)量誤差。因此，為避免水位波動(dòng)或者傳感器誤差帶來的影響，本實(shí)施例中的控制方法繼續(xù)對(duì)溫度變化進(jìn)行檢測(cè)和判斷，如果僅僅出現(xiàn)一次異常隨后變成正常，則說明該次測(cè)量結(jié)果為誤差或波動(dòng)等因素所導(dǎo)致的；第二判斷單元將連續(xù)記錄到升溫異常的次數(shù)與所設(shè)定的次數(shù)閾值相比較，例如如果連續(xù)三次記錄到異常，控制單元判斷為發(fā)生了干燒。[0053]在控制單元判斷發(fā)生干燒之后，警報(bào)輸出單元輸出警示信號(hào)，該警示信號(hào)可以是鳴笛、蜂鳴等各種聲音信號(hào)，或者LED顯示燈、閃爍的光信號(hào)等形式?？蛇x的，在發(fā)出警示信號(hào)的同時(shí)，控制單元停止加熱設(shè)備的加熱。可選的，控制單元也可以并不立即停止加熱設(shè)備的加熱，而是等待用戶的干預(yù)操作。但是，在該過程中繼續(xù)執(zhí)行上述檢測(cè)過程，當(dāng)報(bào)警信號(hào)發(fā)出后一定時(shí)間內(nèi)(例如2分鐘)仍未有用戶操作，則控制單元控制該加熱設(shè)備停止加熱。第三實(shí)施例在該實(shí)施例中，提供一種能夠防止液體加熱設(shè)備干燒的加熱裝置，該加熱裝置包括容納液體的容器、電加熱管2、測(cè)溫單元、主芯片，其中主芯片包括計(jì)算單元、第一判斷單元、記錄單元、第二判斷單元、控制單元，其中電加熱管對(duì)容器內(nèi)的液體進(jìn)行加熱，測(cè)溫單元檢測(cè)溫度并傳輸信號(hào)。主芯片上的計(jì)算單元計(jì)算加熱設(shè)備內(nèi)部的升溫速度；第一判斷單元，判斷該升溫速率是否超過所設(shè)定的升溫速率閾值rc /秒；記錄單元，記錄升溫速率連續(xù)超過所述升溫速率閾值的次數(shù)；第二判斷單元，進(jìn)一步判斷連續(xù)超過升溫速率的次數(shù)是否達(dá)到3次，如果達(dá)到3次，通知控制單元；控制單元，控制該液體加熱設(shè)備做出相應(yīng)的反應(yīng)。可選的，升溫速率閾值可以設(shè)置為0. 5-20C /秒之內(nèi)的某一值。優(yōu)選的，控制單元控制電加熱管停止加熱。優(yōu)選的，次數(shù)閾值設(shè)置為連續(xù)3-5次。優(yōu)選的，在電加熱測(cè)溫盲管4中(即感溫包處)增加一個(gè)傳感器5，該傳感器的引出線接到主芯片上控制單元的相應(yīng)端子上，通過傳感器檢測(cè)電加熱溫度變化，供控制單元進(jìn)行判斷和控制。第四實(shí)施例在該實(shí)施例中，提供一種能夠防止液體加熱設(shè)備干燒的加熱裝置，該加熱裝置包括容納液體的容器、電加熱管2、測(cè)溫單元、主芯片，其中主芯片包括計(jì)算單元、第一判斷單元、記錄單元、第二判斷單元、控制單元、警示單元，其中電加熱管對(duì)容器內(nèi)的液體進(jìn)行加熱，測(cè)溫單元檢測(cè)溫度并傳輸信號(hào)。主芯片上的計(jì)算單元計(jì)算加熱設(shè)備內(nèi)部的升溫速度；第一判斷單元，判斷該升溫速率是否超過所設(shè)定的升溫速率閾值rc /秒；記錄單元，記錄升溫速率連續(xù)超過所述升溫速率閾值的次數(shù)；第二判斷單元，進(jìn)一步判斷連續(xù)超過升溫速率的次數(shù)是否達(dá)到3次，如果達(dá)到3次，通知控制單元；控制單元通知警示單元發(fā)出警示信號(hào)，并控制該液體加熱設(shè)備做出相應(yīng)的反應(yīng)?？蛇x的，升溫速率閾值可以設(shè)置為0. 5-20C /秒之內(nèi)的某一值。可選的，該警示信號(hào)可以是鳴笛、蜂鳴等各種聲音信號(hào)，或者LED顯示燈、閃爍的光信號(hào)等形式。優(yōu)選的，控制單元控制電加熱管停止加熱。優(yōu)選的，次數(shù)閾值設(shè)置為連續(xù)3-5次。優(yōu)選的，在電加熱測(cè)溫盲管4中(即感溫包處)增加一個(gè)傳感器5，該傳感器的引出線接到主芯片上控制單元的相應(yīng)端子上，通過傳感器檢測(cè)電加熱溫度變化，供控制單元進(jìn)行判斷和控制。[0069]本實(shí)用新型通過溫升的速度來判斷熱水器或者其他熱水設(shè)備中是否發(fā)生干燒，來保護(hù)電加熱，提高設(shè)備的使用壽命，為熱水器產(chǎn)品的使用提供安全保障；即使溫控器壞掉或者粘連的情況下，仍可根據(jù)溫升的速度和采集到的溫度值來進(jìn)行判斷，控制電加熱避免長(zhǎng)時(shí)間通電工作和干燒；可以向用戶發(fā)出故障警告，避免發(fā)生安全事故；并可以濾除水位波動(dòng)或者測(cè)量誤差所造成的影響。第五實(shí)施例該液體加熱裝置具有外殼I，在外殼中設(shè)置有電加熱管2和測(cè)溫盲管4，并且在測(cè)溫盲管中還設(shè)置傳感器5，在外殼的尾端設(shè)置有溫控器3，該電熱水器還設(shè)置有控制芯片，該控制芯片能夠在傳感器檢測(cè)到干燒的情況下控制電加熱管停止繼續(xù)加熱。控制芯片中包括計(jì)算單元、第一判斷單元、第二判斷單元、控制單元，其中計(jì)算單元計(jì)算加熱設(shè)備內(nèi)部的升溫速度，第一判斷單元，判斷該升溫速率是否超過所設(shè)定的升溫 速率閾值，記錄單元，以及升溫速率連續(xù)超過所述升溫速率閾值的次數(shù)，第二判斷單元，進(jìn)一步判斷連續(xù)超過升溫速率的次數(shù)是否超過所設(shè)定的次數(shù)閾值，如果超過次數(shù)閾值，通知控制單元，控制單元，控制該液體加熱設(shè)備做出相應(yīng)的反應(yīng)。進(jìn)一步的，所述次數(shù)閾值設(shè)置為3次。進(jìn)一步的，所述外殼I內(nèi)部所設(shè)置的電加熱管2包括長(zhǎng)加熱管、短加熱管、螺旋加熱管、U型加熱管中的一個(gè)或多個(gè)。該加熱裝置還包括報(bào)警單元，該報(bào)警單元設(shè)置在外殼I的外部，該報(bào)警單元在判斷發(fā)生干燒后輸出報(bào)警信號(hào)。進(jìn)一步的，所述液體加熱設(shè)備為熱水器。進(jìn)一步的，外殼尾端的溫控器3與電加熱管2電連接。需要聲明的是，上述具體實(shí)施方式
僅僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理，在本實(shí)用新型所公開的技術(shù)范圍內(nèi)，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所容易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種防干燒液體加熱裝置，其特征在于，該液體加熱裝置具有外殼(I)，在外殼中設(shè)置有電加熱管(2)和測(cè)溫盲管(4)，并且在測(cè)溫盲管中還設(shè)置傳感器(5)，在外殼的尾端設(shè)置有溫控器(3)，該電熱水器還設(shè)置有控制芯片，該控制芯片能夠在傳感器檢測(cè)到干燒的情況下控制電加熱管停止繼續(xù)加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，其特征在于，控制芯片中包括計(jì)算單元、第一判斷單元、第二判斷單元、控制單元，其中 計(jì)算單元計(jì)算加熱設(shè)備內(nèi)部的升溫速度， 第一判斷單元，判斷該升溫速率是否超過所設(shè)定的升溫速率閾值， 記錄單元，以及升溫速率連續(xù)超過所述升溫速率閾值的次數(shù)， 第二判斷單元，進(jìn)一步判斷連續(xù)超過升溫速率的次數(shù)是否超過所設(shè)定的次數(shù)閾值，如果超過次數(shù)閾值，通知控制單元， 控制單元，控制該液體加熱設(shè)備做出相應(yīng)的反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，所述次數(shù)閾值設(shè)置為3次。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2的裝置，其特征在于，所述外殼(I)內(nèi)部所設(shè)置的電加熱管(2)包括長(zhǎng)加熱管、短加熱管、螺旋加熱管、U型加熱管中的一個(gè)或多個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2的裝置，其特征在于，該加熱裝置還包括報(bào)警單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其特征在于，該報(bào)警單元為設(shè)置在外殼(I)的外部的LED指示燈或能發(fā)出聲音信號(hào)的蜂鳴器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其特征在于，該報(bào)警單元在判斷發(fā)生干燒后輸出報(bào)警信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2的裝置，其特征在于，所述液體加熱設(shè)備為熱水器。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2的裝置，其特征在于，外殼尾端的溫控器(3)與電加熱管(2)電連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種能夠防干燒的液體加熱裝置，液體加熱裝置具有外殼1，在外殼中設(shè)置有電加熱管2和測(cè)溫盲管4，并且在測(cè)溫盲管中還設(shè)置傳感器5，在外殼的尾端設(shè)置有溫控器3，該電熱水器還設(shè)置有控制芯片，該控制芯片能夠在傳感器檢測(cè)到干燒的情況下控制電加熱管停止繼續(xù)加熱。液體加熱裝置外部可通過LED顯示燈向用戶發(fā)出故障警示，提醒用戶檢查熱水器和管路。本實(shí)用新型通過溫升的速度來判斷液體加熱設(shè)備中是否發(fā)生干燒，來保護(hù)電加熱，提高設(shè)備的使用壽命，為液體加熱設(shè)備的使用提供安全保障，避免發(fā)生安全事故。
文檔編號(hào)F24H9/20GK202382427SQ20112054854
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者叢大超, 張銳鋼, 時(shí)斌, 梁海山, 王峰, 趙永俊 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)公司, 青島海爾空調(diào)電子有限公司