電磁加熱裝置及其負荷自適應方法與流程

本發明涉及自動加熱領域，具體而言，涉及一種電磁加熱裝置及其負荷自適應方法。

背景技術：

在日常生活和工業生產中，鍋爐的應用隨處可見。通過鍋爐進行能量轉換，將輸入的能量轉換為具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。

區別于使用燃料進行燃燒從而進行加熱的燃燒鍋爐，電鍋爐的使用更加簡便環保，無需燃料的運輸及占用較大面積，且熱效率更高，溫度控制更精確。

而現有的電鍋爐在使用過程中，存在以下問題：只能進行功率調節，不能隨液體的增多或減少以及設定溫度的變化而自動改變加熱功率；一直使用同一加熱體進行加熱，過度使用某一個或一些加熱體，容易因過度使用而減少加熱體的使用壽命，甚至可能燒毀從而導致引發不安全事故。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種電磁加熱裝置及其負荷自適應方法，通過對待加熱液體的流量、溫度及設定溫度進行計算，得到待加熱液體加熱至設定溫度所需的熱能，從而控制加熱裝置以適當的加熱功率進行加熱，且當待加熱液體的流量、溫度或設定溫度改變時，調整加熱裝置的加熱功率以滿足新的加熱設定；加熱裝置有多個兩個加熱體為一組的加熱組，通過增加或減少運行加熱體的數量來改變加熱功率，當一個加熱組中有一加熱體的運行時間超過了預設時間閾值，則運行另一加熱體取代其工作，避免加熱體因過度使用而提前疲勞損壞，以實現解決現有技術中不能自適應調節加熱功率和過度使用加熱體的問題的功能。

本發明是這樣實現的：

一種電磁加熱裝置，所述電磁加熱裝置包括處理控制器、液體輸入端、液體輸出端、加熱裝置、第一溫度檢測器及液體流量檢測器，所述加熱裝置通過管道設置在所述液體輸入端與所述液體輸出端之間，所述處理控制器與所述加熱裝置、第一溫度檢測器及液體流量檢測器電性連接，所述液體流量檢測器和所述溫度檢測器設于所述液體輸入端；

所述加熱裝置用于在所述處理控制器的控制下對液體進行加熱；

所述溫度檢測器用于檢測所述液體輸入端的液體溫度值，并將所述液體輸入端的液體溫度值傳輸至所述處理控制器；

所述液體流量檢測器用于檢測所述液體輸入端的液體的流量值，并將所述流量值傳輸至所述處理控制器；

所述處理控制器基于所述液體輸入端的液體溫度值、所述流量值及預設溫度值得到所述液體提升到所述預設溫度值所需的熱能，控制所述加熱裝置提供所需的熱能。

進一步地，所述加熱裝置包括多個加熱組，每個所述加熱組包括通過管道連接的第一加熱體和第二加熱體及用于對所述第一加熱體和所述第二加熱體的運行時間進行計時的計時器，每個所述第一加熱體的輸入端與所述液體輸入端通過管道連接，每個所述第二加熱體的輸出端與所述液體輸出端通過管道連接，所述加熱裝置進行加熱時，每個所述加熱組中至少有一個加熱體處于運行狀態，所述計時器與所述處理控制器、所述第一加熱體及所述第二加熱體電性連接，所述計時器將記錄的加熱體的運行時間發送至所述處理控制器。

進一步地，所述電磁加熱裝置還包括第二溫度檢測器，所述第二溫度檢測器設于所述液體輸出端，用于檢測所述液體輸出端的液體溫度值，并將所述液體輸出端的液體溫度值傳輸至所述處理控制器，所述處理控制器通過比對所述液體輸出端的液體溫度值和所述預設溫度值，對所述加熱裝置的加熱功率進行調整。

進一步地，所述處理控制器還用于當所述液體輸出端的液體溫度值低于所述預設溫度值時，控制所述加熱裝置增加運行加熱體的數量；

當所述液體輸出端的液體溫度值高于所述預設溫度值時，控制所述加熱裝置減少運行加熱體的數量。

進一步地，所述處理控制器還用于在所述加熱組中所述第一加熱體的運行時間超過預設時間閾值時，控制所述第一加熱體停止運行，使所述第二加熱體運行；

所述處理控制器還用于在所述加熱組中所述第二加熱體的運行時間超過預設時間閾值時，控制所述第二加熱體停止運行，使所述第一加熱體運行。

進一步地，所述電磁加熱裝置還包括壓力檢測器，所述壓力檢測器設于所述液體輸出端，與所述處理控制器電性連接；

所述壓力檢測器用于檢測所述液體輸出端的液體的壓力值，并將所述壓力值傳輸至所述處理控制器，所述處理控制器在接收到的所述壓力值低于預設壓力值閾值或所述流量值低于預設流量閾值時，控制所述加熱裝置停止加熱。

一種電磁加熱裝置負荷自適應方法，應用于上述的電磁加熱裝置，所述方法包括：

檢測液體的流量值和所述液體輸入端的液體溫度值；

基于所述液體輸入端的液體溫度值、所述流量值及預設溫度值得到所述液體提升至所述預設溫度值所需的熱能，控制所述加熱裝置提供所需的熱能；

檢測所述液體輸出端的液體溫度值，并通過與所述預設溫度值進行比對，對所述加熱裝置的加熱功率進行調整。

進一步地，所述檢測所述液體輸出端的液體溫度值，并通過與所述預設溫度值進行比對，對所述加熱裝置的加熱功率進行調整的步驟包括：

檢測所述液體輸出端的液體溫度值，并與所述預設溫度值進行比對；

當所述液體輸出端的液體溫度值高于所述預設溫度值時，減少運行加熱體的數量，以降低所述加熱功率；

當所述液體輸出端的液體溫度值低于所述預設溫度值時，增加運行加熱體的數量，以提高所述加熱功率。

進一步地，所述方法還包括：

對所述加熱體進行過熱調整。

進一步地，所述對所述加熱體進行過熱調整的步驟包括：

記錄每個加熱體的運行時間；

當檢測到所述加熱組中有一加熱體的運行時間超過預設時間閾值時，控制所述加熱體停止運行，使所述加熱組中另一加熱體運行。

相對現有技術，本發明具有以下有益效果：本發明提供了一種電磁加熱裝置及其負荷自適應方法，通過對待加熱液體的流量、溫度及設定溫度進行計算，得到待加熱液體加熱至設定溫度所需的熱能，從而控制加熱裝置以適當的加熱功率進行加熱，能夠對不同的加熱需求進行自動調節，無需人工控制；加熱裝置設有多個兩個加熱體為一組的加熱組，通過增加或減少運行加熱體的數量來改變加熱功率，當一個加熱組中有一加熱體的運行時間超過了預設時間閾值，則運行另一加熱體取代其工作，避免加熱體因過度使用而提前疲勞損壞。

為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

圖1示出了本發明第一實施例所提供的一種電磁加熱裝置的結構示意圖。

圖2示出了本發明第一實施例所提供的加熱裝置的結構示意圖。

圖3示出了本發明第一實施例所提供的一種電磁加熱裝置的另一結構示意圖。

圖4示出了本發明第二實施例所提供的一種電磁加熱裝置負荷自適應方法的流程示意圖。

圖5示出了圖4中步驟s303子步驟的流程示意圖。

圖6示出了本發明第二實施例所提供的一種電磁加熱裝置負荷自適應方法的另一流程示意圖。

圖標：100-電磁加熱裝置；110-處理控制器；120-液體輸入端；130-第一溫度檢測器；140-液體流量檢測器；150-加熱裝置；151-加熱組；1511-第一加熱體；1512-第二加熱體；152-計時器；160-液體輸出端；170-第二溫度檢測器；180-壓力檢測器。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

第一實施例

請參閱圖1，圖1示出了本發明第一實施例所提供的一種電磁加熱裝置的結構示意圖。

電磁加熱裝置100，包括處理控制器110、液體輸入端120、第一溫度檢測器130、液體流量檢測器140、加熱裝置150及液體輸出端160。加熱裝置150通過管道設置在液體輸入端120和液體輸出端160之間，使得液體從液體輸入端120流入加熱裝置150，經加熱裝置150加熱后液體從液體輸出端160流出。第一溫度檢測器130和液體流量檢測器140均設于液體輸入端120處，以檢測待加熱液體的數據。處理控制器110與第一溫度檢測器130、液體流量檢測器140及加熱裝置150電性連接，以控制電磁加熱裝置100的運行。

本實施例中，處理控制器110用于控制加熱裝置150的加熱功率以對液體的加熱情況進行控制。處理控制器110可以選用單片機(mcu)、可編程邏輯控制器(plc)等控制芯片，能夠接收數據且數據分析并進行控制的元器件均可作為選用。

本實施例中，液體輸入端120為液體的輸入端口，待加熱液體經由液體輸入端120進入加熱裝置150進行加熱。

本實施例中，第一溫度檢測器130用于檢測液體輸入端120處液體的溫度值，即待加熱液體的溫度值，并將此溫度值發送至處理控制器110。

本實施例中，液體流量檢測器140用于檢測液體輸入端120處液體的流量值，即待加熱液體的流量值，并將此流量值發送至處理控制器110。

本實施例中，加熱裝置150在處理控制器110的控制下對液體進行加熱。處理控制器110基于接收到待加熱液體的溫度值和流量值，以及預先設定好的預設溫度值(即待加熱液體需要加熱到的溫度值)得到將待加熱液體溫度提升到預設溫度值所需要的熱能，從而控制加熱裝置150以相應的功率提供熱能，使得待加熱液體經加熱裝置150加熱后能達到預設溫度值。

本實施例中，液體輸出端160為液體的輸出端口，經加熱裝置150加熱后的液體從液體輸出端160流出。

請參閱圖2，圖2示出了本發明第一實施例所提供的加熱裝置的結構示意圖。

加熱裝置150，包括多個加熱組151，每個加熱組151都包括兩個加熱體，第一加熱體1511和第二加熱體1512。兩個加熱體通過管道連接，第一加熱體1511與液體輸入端120通過管道連接，第二加熱體1512與液體輸出端160通過管道連接，使得液體從液體輸入端120流入第一加熱體1511，再經由第二加熱體1512從液體輸出端160流出，液體經兩個加熱體加熱后達到預設溫度值。

本實施例中，每個加熱組151均通過管道設置在液體輸入端120與液體輸出端160之間，多個加熱組151之間沒有連接關系，且在加熱裝置150在處理控制器110的控制下進行加熱時，每個加熱組151中至少有一個加熱體處于運行狀態。

本實施例中，處理控制器110通過控制加熱裝置150中加熱體運行的數量來控制加熱功率。在滿足每個加熱組151中至少有一個加熱體處于運行狀態的情況下，可調整加熱組151中另一個加熱體的工作狀態，以提高或降低加熱裝置150的加熱功率。

例如，處理控制器110通過接收到的待加熱液體的溫度值和流量值，與預設溫度值計算得到將待加熱液體溫度提升到預設溫度值所需要的熱能，而加熱裝置150需要以300kw的加熱功率進行加熱才能將待加熱液體加熱至預設溫度值。此處設定有5個加熱組151，且每個加熱體的最大功率為50kw，即需要6個加熱體進行加熱。此時處理控制器110即控制5個加熱組151中均有一個加熱體進行加熱，且控制有一加熱組151中兩個加熱體均處于運行狀態進行加熱。若待加熱液體的溫度值、流量值或是預設溫度值改變，則作出相應的調整。若需要提高加熱功率，即增加加熱體運行的數量，控制只有一個加熱體處于運行狀態的加熱組151的另一個加熱體運行以進行加熱。若需要降低加熱功率，即減少加熱體運行的數量，則將兩個加熱體均處于運行狀態的加熱組151中其中一個加熱體停止運行，以降低加熱功率。若計算得出的加熱功率小于250kw，即小于5個加熱組151中均只有一個加熱體處于運行狀態時的最大功率，則調整加熱體的加熱功率，以滿足加熱條件。

本實施例中，加熱裝置150還包括計時器152，計時器152與處理控制器110、每個第一加熱體1511及第二加熱體1512電性連接，以記錄每個加熱體的運行時間，并將每個加熱體的運行時間發送至處理控制器110。當有加熱組151中的加熱體的運行時間超過預設時間閾值時，控制過熱加熱體停止運行，控制另一加熱體運行以進行加熱。

例如，預設時間閾值可以設定為100小時，加熱組151中第一加熱體1511的運行時間超過了100小時，處理控制器110控制第一加熱體1511停止運行，第二加熱體1512運行以進行加熱。若此加熱組151的第二加熱體1512也處于運行狀態，則控制有加熱體沒有運行的加熱組151中沒有運行的加熱體運行以進行加熱，保證加熱體的加熱功率滿足加熱條件。

同樣，在處理控制器110因待加熱液體改變或預設溫度值改變等原因調整加熱功率時，在調整加熱體的運行或停止運行時，也基于運行時間做出控制。在需要增加加熱功率時，以累計運行時間進行排序，優先控制累計運行時間少的加熱體運行進行加熱。在需要降低加熱功率時，優先控制累計運行時間多的加熱體停止運行。

在電磁加熱裝置100重新啟動進行加熱時，則按照累計運行時間從少至多啟動加熱體，即每個加熱組151中先啟動累計運行時間少的加熱體，在需要增加加熱功率時，再在加熱組151中選擇累計運行時間少的加熱體運行進行加熱。

請參閱圖3，圖3示出了本發明第一實施例所提供的一種電磁加熱裝置的另一結構示意圖。

電磁加熱裝置100，還包括第二溫度檢測器170和壓力檢測器180，處理控制器110與第二溫度檢測器170和壓力檢測器180電性連接。

本實施例中，第二溫度檢測器170設置于液體輸出端160，用于檢測液體輸出端160處的液體溫度值，即加熱后液體的溫度值，并將加熱后的液體溫度值傳輸至處理控制器110。處理控制器110將加熱后液體的溫度值與預設溫度值進行比對，基于比對結果對加熱裝置150的加熱功率進行進一步的調整。當加熱后的液體溫度值小于預設溫度值時，處理控制器110控制加熱裝置150提高加熱功率，即增加運行的加熱體的數量，以滿足加熱條件。當加熱后的液體溫度值大于預設溫度值時，處理控制器110控制加熱裝置150降低加熱功率，即減少運行的加熱體的數量，以滿足加熱條件。

本實施例中，壓力檢測器180設置于液體輸出端160，用于檢測液體輸出端160處的液體的壓力值，并將壓力值傳輸至處理控制器110。處理控制器110在接收到的液體流量值低于預設流量閾值時或壓力值低于預設壓力值閾值時，表征著電磁加熱裝置100中的液體流量或壓力低于預設的標準，為了避免加熱裝置150過熱，處理控制器110控制加熱裝置150停止加熱。

第二實施例

請參閱圖4，圖4示出了本發明第二實施例所提供的一種電磁加熱裝置負荷自適應方法的流程示意圖。電磁加熱裝置負荷自適應方法，應用于第一實施例中描述的電磁加熱裝置100中。

具體地，電磁加熱裝置負荷自適應方法通過以下步驟來實現：

步驟s301：檢測待加熱液體的流量值和溫度值。

本實施例中，第一溫度檢測器130檢測液體輸入端120處液體的溫度值，即待加熱液體的溫度值，并將此溫度值發送至處理控制器110。液體流量檢測器140檢測液體輸入端120處液體的流量值，即待加熱液體的流量值，并將此流量值發送至處理控制器110。

步驟s302：基于待加熱液體的流量值、溫度值及預設溫度值得到將液體提升至預設溫度所需的熱能，控制加熱裝置150提供所需熱能。

本實施例中，處理控制器110基于接收到待加熱液體的溫度值和流量值，以及預先設定好的預設溫度值(即待加熱液體需要加熱到的溫度值)得到將待加熱液體溫度提升到預設溫度值所需要的熱能，從而控制加熱裝置150以相應的功率提供熱能，使得待加熱液體經加熱裝置150加熱后能達到預設溫度值。

步驟s303：檢測加熱后液體的溫度值，并通過與預設溫度值進行比對，對加熱裝置150的加熱功率進行調整。

本實施例中，處理控制器110將加熱后液體的溫度值與預設溫度值進行比對，基于比對結果對加熱裝置150的加熱功率進行進一步的調整。

請參閱圖5，圖5示出了圖4中步驟s303子步驟的流程示意圖。

步驟s303可分為子步驟s3031、子步驟s3032及子步驟s3033來實現。

子步驟s3031：檢測加熱后液體的溫度值是否高于預設溫度值。

本實施例中，第二溫度檢測器170檢測液體輸出端160處的液體溫度值，即加熱后液體的溫度值，并將加熱后的液體溫度值傳輸至處理控制器110。

當加熱后液體溫度值高于預設溫度值時，流程進入子步驟s3032。

子步驟s3032：減少運行的加熱體的數量，以降低加熱功率。

本實施例中，當加熱后的液體溫度值大于預設溫度值時，處理控制器110控制加熱裝置150降低加熱功率，即減少運行的加熱體的數量，以滿足加熱條件。

當加熱后液體溫度值低于預設溫度值時，流程進入子步驟s3033。

子步驟s3033：增加運行的加熱體的數量，以提高加熱功率。

本實施例中，當加熱后的液體溫度值小于預設溫度值時，處理控制器110控制加熱裝置150提高加熱功率，即增加運行的加熱體的數量，以滿足加熱條件。

請參閱圖6，圖6示出了本發明第二實施例所提供的一種電磁加熱裝置負荷自適應方法的另一流程示意圖。

電磁加熱裝置負荷自適應方法還包括以下步驟：

步驟s304：記錄每個加熱體的運行時間。

本實施例中，計時器152記錄每個加熱體的運行時間，并將每個加熱體的運行時間發送至處理控制器110。

步驟s305：當檢測到加熱組151中有一加熱體的運行時間超過預設時間閾值時，控制運行的加熱體停止運行，使加熱組151中另一加熱體運行。

例如，預設時間閾值可以設定為100小時，加熱組151中第一加熱體1511的運行時間超過了100小時，處理控制器110控制第一加熱體1511停止運行，第二加熱體1512運行以進行加熱。若此加熱組151的第二加熱體1512也處于運行狀態，則控制有加熱體沒有運行的加熱組151中沒有運行的加熱體運行以進行加熱，保證加熱體的加熱功率滿足加熱條件。

綜上所述，本發明提供了一種電磁加熱裝置及其負荷自適應方法，通過對待加熱液體的流量、溫度及設定溫度進行計算，得到待加熱液體加熱至設定溫度所需的熱能，從而控制加熱裝置以適當的加熱功率進行加熱，且當待加熱液體的流量、溫度或設定溫度改變時，調整加熱裝置的加熱功率以滿足新的加熱設定；加熱裝置有多個兩個加熱體為一組的加熱組，通過增加或減少運行加熱體的數量來改變加熱功率，當一個加熱組中有一加熱體的運行時間超過了預設時間閾值，則運行另一加熱體取代其工作，避免加熱體因過度使用而提前疲勞損壞，以實現解決現有技術中不能自適應調節加熱功率和過度使用加熱體的問題的功能。

在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“左”、“右”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。