请教即热式锅炉控温

Himi · 发表于 2017-7-24 11:22:50

最近在开发一个胶囊咖啡机，用的是即热式锅炉（1400w），ntc检测点放在锅炉上，由于热惯性问题，还有锅炉能效问题，水管热散失；出水温度和设计要求偏差大（目标温度：90度），调试的过程中老是过高，或者过低，目标值无法维持较长一段时间。是否有前辈做过类似的，给点建议和帮助。

coleyao · 发表于 2017-7-24 11:48:05

https://www.amobbs.com/thread-5547175-2-1.html 181F 有一个加热控制系统的算法仿真软件，绿色无时间限制，可用以快速熟悉加热控制系统中各个参数对控制效果的影响，希望能对你有用！

Elex · 发表于 2017-7-24 12:19:07

这个呢，传感器选型就有较大影响了。普通NTC的响应时间还是比较慢的，如果是玻璃封装的更慢（越大越慢）。可以考虑采用反应较快的热电偶传感器，并尽量靠近锅体。至于出水散热降温应该没那么快的，关键是锅体的水温度要稳定。

strongking · 发表于 2017-7-24 14:57:29

这个跟NTC放置的位置有很大关系，需要的90'C是实际的水温，NTC放置在锅炉底部就可能比实际的温度高很多；你可以测试下锅底和水温作个曲线对比，我觉得还是测量具体水温会好点，但是NTC露出来，干烧就不好检测了。可能需要额外加温度保护开关。还是有驱动部份是采用可控硅还是继电器，继电器不能频繁开关，可控硅散热片又要做的很大，但可控硅可以半功率或1/4功率加热。

dz20062008 · 发表于 2017-7-24 23:54:42

这个需要用pid控制才能更加稳定，探头需要用热电偶。或者pt100.水。水存在热分层，没有搅拌装置的话不可能均匀的，如果容器小可能影响就会不会那么明显。楼主可以直接用导电或者国产智能pid控制器加可控硅组成恒温系统，先做出样品。然后自己做pid控制器。

Himi · 发表于 2017-7-25 09:20:38

coleyao 发表于 2017-7-24 11:48
https://www.amobbs.com/thread-5547175-2-1.html 181F 有一个加热控制系统的算法仿真软件，绿色无时间 ...

谢谢，我试试；pid调节可以吗，比如有个预热阶段，75度，当ntc采集到了75度时，实际锅炉温度可以漂到80-90。

Himi · 发表于 2017-7-25 09:24:27

Elex 发表于 2017-7-24 12:19
这个呢，传感器选型就有较大影响了。普通NTC的响应时间还是比较慢的，如果是玻璃封装的更慢（越大越慢）。 ...

是铜封装的；

Himi · 发表于 2017-7-25 09:33:22

strongking 发表于 2017-7-24 14:57
这个跟NTC放置的位置有很大关系，需要的90'C是实际的水温，NTC放置在锅炉底部就可能比实际的温度高 ...

采用的可控硅控制温度的

coleyao · 发表于 2017-7-25 09:35:48

Himi 发表于 2017-7-25 09:20
谢谢，我试试；pid调节可以吗，比如有个预热阶段，75度，当ntc采集到了75度时，实际锅炉温度可以漂到80-9 ...

你这种情况是传感器温度与现场温度温差较大，使用各种控制算法可以使得传感器反馈点的温度值趋于稳定，接近到设定值，但无法解决你这种问题，我的建议是： 1）采用好的控温算法（如PID等）将传感器点的温度控制好； 2）适当选择PID控温系统的参数，控制升温斜率，让温升慢一些，这样现场温度的波动会小一些和稳定一些； 3）最终如果传感器温度与现场温度温差明显，建议再根据现场实际条件做一个温度补偿，控温范围大的或者环境温度波动大的，可能温度补偿值要根据实际情况可以调整。

Himi · 发表于 2017-7-25 09:38:06

dz20062008 发表于 2017-7-24 23:54
这个需要用pid控制才能更加稳定，探头需要用热电偶。或者pt100.水。水存在热分层，没有搅拌装置的话不可能 ...

这个不需要搅拌，这是个即热式锅炉。

Himi · 发表于 2017-7-25 09:41:49

coleyao 发表于 2017-7-25 09:35
你这种情况是传感器温度与现场温度温差较大，使用各种控制算法可以使得传感器反馈点的温度值趋于稳定， ...

这是锅炉和NTC位置及水路走向，水在锅炉里面是螺旋。

coleyao · 发表于 2017-7-25 10:02:01

Himi 发表于 2017-7-25 09:41
这是锅炉和NTC位置及水路走向，水在锅炉里面是螺旋。

NTC传感器温度与热水温度差异太大是结构问题，控温算法无法解决，你那张图内部结构不是很清楚。从理论上讲，应该是出水口在塑料管中间加一个金属的直通接头，用于快速将水温传导到外部，再将NTC固定在金属直通接头上，以便NTC测温尽可能与热水温度接近(当然如果有传感器可以深入接触到热水就更好了)，最后做好隔热就行了。

Himi · 发表于 2017-7-25 11:06:02

coleyao 发表于 2017-7-25 10:02
NTC传感器温度与热水温度差异太大是结构问题，控温算法无法解决，你那张图内部结构不是很清楚。从理论 ...

假如，ntc温度和热水温几乎接近了，在一分钟内有200ml的水流过锅炉，水是流动的具体多少流速不知道，在一分钟能要出50-200ml 的水，温控算法能做的到吗？这应该和锅炉的能效有关，1400w的锅炉够吗？

3DA502 · 发表于 2017-7-25 11:24:27

可以用能量守恒算算，需要多少焦耳热

coleyao · 发表于 2017-7-25 11:57:19

Himi 发表于 2017-7-25 11:06
假如，ntc温度和热水温几乎接近了，在一分钟内有200ml的水流过锅炉，水是流动的具体多少流速不知道，在一 ...

根据水的比热容计算一下，假设需要冷热水温差达到30度，每分钟需要多少热量（焦耳），再和1400W比较，如果远大于1400W，那么锅炉功率就太小了，这个除了增加加热功率，没别的办法。我大致算了一下，如果冷水需要升温60度，那么锅炉的加热功率可能有点小了，如果只需要升温50度以内，应该是可以的，计算时假设锅炉热效率100%。

dz20062008 · 发表于 2017-7-25 15:06:27

这个温控有点类似于燃气热水器，现在的燃气不是冷就是热。这个需要快速响应大功率加热，这样才能在各种不同流量的时候稳定住温度。还有一种办法就是用泵来控制流速恒定，这样控制简单许多。如果是咖啡机，最好还是用泵抽，关闭龙头后旁通单向阀门把咖啡通过重力流回去。不然最先出来的是冷的，可能都过期变质了。可以考虑流量计检测进口流量参与控制计算，电磁比例阀参加控制流量。还有天气温差，加热液体温度，大气压强都需要关注。不考虑成本就用蠕动泵精确控制冷液体流量。这样比电磁比例阀容易多了。

dz20062008 · 发表于 2017-7-25 15:13:16

ps:多说几句，不考虑保护等，先让液体一直相对恒定流动，然后打开加热，如果这样都不能稳定住温度那就是温控算法问题了。先用比较好的pid温控表比如导电的搭一个控制电路，液体一直流动后打开温控加热，然后打开仪表自整定，自学功能。绝对可以很精确。因为好的pid很屌的，以前遇到过一个500kw的窑炉，结构非常简单温度都可以稳定住。相对于楼主这个控制要简单很多。

Himi · 发表于 2017-7-26 15:04:14

dz20062008 发表于 2017-7-25 15:06
这个温控有点类似于燃气热水器，现在的燃气不是冷就是热。这个需要快速响应大功率加热，这样才能在各种不同 ...

对，就是咖啡机，你做过。

lovecxm · 发表于 2017-7-27 22:05:34

现在火的不行的智能马桶，即热式的，1800w，流量应该比你这个还大

mmiker · 发表于 2017-7-27 22:47:12

胶囊咖啡机？不是靠水蒸汽来冲咖啡的吗?

Himi · 发表于 2017-7-28 08:39:32

lovecxm 发表于 2017-7-27 22:05
现在火的不行的智能马桶，即热式的，1800w，流量应该比你这个还大

这个应该不用烧到90度吧。。。

Himi · 发表于 2017-7-28 08:40:20

mmiker 发表于 2017-7-27 22:47
胶囊咖啡机？不是靠水蒸汽来冲咖啡的吗?

有不同品种。

haibao1213 · 发表于 2017-10-20 17:25:29

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请教即热式锅炉控温

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