快热式家用电热水器控制器设计文献综述
2021-12-22 22:43:33
全文总字数:4135字
关键词:即热式电热水器,温度控制,单片机,温度传感器摘 要:文献综述分为几个部分,分别是第一部分引言绪论,主要介绍了市场占有量最大的三种热水器,分别是太阳能热水器,燃气热水器和电热水器,分析了三种热水器的优缺点。并且简述了即热式热水器的研究目的和意义,主要是因为即热式热水器具有多种有点并且还有广阔的市场有待开发。第二部分研究现状,分为国内以及国外的发展现状,我国的电热水器早些年受制于电网和其他配套设施不完善发展较慢,近十几年随着电网的建设电热水器的普及速度大大加快,而国外电热水器的发展已经较为完善。
1 引言
热水器是常见的家用电器,是提供家庭淋浴用水、 热水或饮用水的电热家电。[1] 目前市场上主要有电热水 器、太阳能热水器、燃气热水器等三种。 就我国的国情 而言,太阳能热水器的使用受天气影响较大,适用范围 较窄;燃气热水器的使用依赖燃料,不环保;而电热水 器具有安全、无污染、使用方便、节能节水等优点,越来 越受消费者的青睐。[2]即热式电热水器是采用直接传导的加热方式进行工作的, 它的工作过程是一个复杂的多变量非线性系 统,由于进水流量进水温度、出水流量、温差、加热时 间等诸多因素,很难为其确定一个准确的数学模型。 而模糊控制在强时变、大时滞、非线性系统中的控制效果有着明显优势,结合单片机技术,把模糊控制应用在即 热式电热水器中,能大大提高即热式电热水器的智能化和安全性。[3]
根据热水器的加热原理,市面上应用最广泛的热水器分为三种,分别是太阳能热水器,燃气热水器,以及电热水器。[4]太阳能热水器的能量来源是太阳,太阳能是一种绿色环保的可再生能源,太阳能热水器上合国家低碳环保的政策,因为使用中没有电能消耗使用成本也收到民众的喜爱。[5]国家大力支持发展新能源的使用和开发,加上能源危机的影响,太阳能热水器的发展也是十分快速。[6]但是太阳能热水器也有一些显而易见的缺点,因为需要巨大的太阳能光接收板和储水罐,显然不适用人口密度巨大的城市楼房,其次会受到天气的影响,安装也非常繁琐,要在平坦的地面,可见太阳能热水器的发展有许多瓶颈。[7]第二种热水器是燃气热水器,顾名思义是以燃气为能量的热水器,占地空间相较太阳能热水器更小,更适用于城市楼房,但是太阳能是不可再生能源,对环境的影响也比较大,而且燃气热水器具有一定的安全隐患,煤气泄露可能造成煤气中毒。[8]最后一种也就是今天介绍的电热水器,电热水器又分为储水式和即热式,储水式热水器有一个水箱,通过电能加热储水罐的水,容易造成电能浪费。[9] 图1.1是一个一般的即热式热水器的系统结构框图。[10]即热式热水器是将直接浸入水中的电热元件(或将管内通水,管外通电的新型电热原件)快速加热,使流经电热元件的冷水瞬间加热至适当温度,以供人们淋雨或厨用,称之即热式电热水器。[9]即热式热水器没有水箱,需要20安培的电流加热出水口处的水来提供热水,即热即用,使用方便省时省电,安装空间也更小。[11]
1.1系统结构框图
1.1研究目的和意义
近些年的国内热水器发展可以用一句话来概括,就是仍然呈现出以电热水器为主导,燃气热水器为辅,太阳能热水器为补充的态势,三者都占有一定的市场份额。对于即热式电热水器来说,其具有加热快,节能环保且安全的特点,安装也较为简易,不受空间限制,可以因地制宜,不受水压限制。[12]而且经过了全国电网的改造之后,电费下降,用电设施也有了一定的改善,均为电热水器的大量普及打好了基础。尤其是三峡工程以及核电站的建设,更是为电热水器的普及和推广起到了助推剂的作用。[13]即热式电热水器是的问世是家用热水器一次巨大的进步,属于传统热水器的替代产品,是公用住宅,家庭,饭店的完美配套设施。[14]随着电费的下降和燃气价格的上涨,我相信今后几年我国即热式电热水器市场仍将会呈现猛烈的势头。[15]本设计主要通过C51单片机来实现对热水器的温度,温度显示和加热控制系统的设计来完成。单片机体积小,耗能少,结构简单,低功耗设计是未来电热水器的设计焦点。[16]