用于零冷水燃气热水器的控制方法、控制装置及处理器

技术领域

本发明涉及电器领域，具体地涉及一种用于零冷水燃气热水器的控制方法、控制装置及处理器。

背景技术

零冷水燃气热水器因其能够实现热水即开即用已成为热水器行业趋势，越来越受消费者青睐。其主要原理为：启动预热功能时，燃气热水器内置循环泵运转驱动机外热水管、回水管的存水循环流动并实现预热，当回水温度(也就是出水温度)达到程序预热温度后，自动熄火关泵退出预热模式。而现有的零冷水燃气热水器通常采用PID等控制算法控制出水温度保持在程序预热温度，给用户带来温度忽高忽低的体验，故存在恒温性不高的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种用于零冷水燃气热水器的控制方法、控制装置、处理器、零冷水燃气热水器以及存储介质，以解决现有的零冷水燃气热水器恒温性不高的问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于零冷水燃气热水器的控制方法，零冷水燃气热水器包括循环水泵和燃气比例阀，控制方法包括：

获取零冷水燃气热水器的管路上的水流量；

根据水流量确定循环水泵启动；

在确定水流量达到预设水流量的情况下，根据水流量确定需求负荷；

根据需求负荷，基于自抗扰控制算法控制燃气比例阀的开度。

在本发明实施例中，根据水流量确定需求负荷包括：获取零冷水燃气热水器的进水温度；根据进水温度、目标取水温度和水流量确定需求负荷，其中，需求负荷与水流量成正比关系。

在本发明实施例中，控制方法还包括：确定进水温度达到目标取水温度；在进水温度达到目标取水温度后的持续时间大于第一预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭。

在本发明实施例中，控制方法还包括：获取零冷水燃气热水器的出水温度；确定出水温度达到第一预设温度；在出水温度达到第一预设温度后的持续时间大于第二预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭。

在本发明实施例中，控制方法还包括：确定出水温度达到最高预设温度；在出水温度达到最高预设温度后的持续时间大于第三预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭。

在本发明实施例中，控制方法还包括：在循环水泵在控制燃气比例阀关闭之后继续运行第四预设时间的情况下，控制循环水泵关闭；以及在确定进水温度或者出水温度低于第二预设温度的持续时间大于第一预设时间的情况下，控制循环水泵启动。

在本发明实施例中，控制方法还包括：确定水流量未达到预设水流量；在水流量未达到预设水流量后的持续时间达到第一预设时间的情况下，提示零冷水故障。

本发明第二方面提供一种处理器，处理器被配置成执行上述任意一项的用于零冷水燃气热水器的控制方法。

本发明第三方面提供一种用于零冷水燃气热水器的控制装置，包括：

循环水泵；

水流量检测设备；

燃气比例阀，用于调节零冷水燃气热水器的燃烧火力；以及

处理器，被配置成：

获取零冷水燃气热水器的管路上的水流量；

根据水流量确定循环水泵启动；

在确定水流量达到预设水流量的情况下，根据水流量确定需求负荷；

根据需求负荷，基于自抗扰控制算法控制燃气比例阀的开度。

在本发明实施例中，控制装置还包括：进水温度检测设备；以及处理器进一步被配置成：获取零冷水燃气热水器的进水温度；根据进水温度、目标取水温度和水流量确定需求负荷，其中，需求负荷与水流量成正比关系。

在本发明实施例中，处理器进一步被配置成：确定进水温度达到目标取水温度；在进水温度达到目标取水温度的持续时间大于第一预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭。

在本发明实施例中，控制装置还包括：出水温度检测设备；以及处理器进一步被配置成：获取零冷水燃气热水器的出水温度；确定出水温度达到第一预设温度；在出水温度达到第一预设温度后的持续时间大于第二预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭。

在本发明实施例中，处理器进一步被配置成：确定出水温度达到最高预设温度；在出水温度达到最高预设温度后的持续时间大于第三预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭。

在本发明实施例中，处理器进一步被配置成：在循环水泵在控制燃气比例阀关闭之后继续运行第四预设时间的情况下，控制循环水泵关闭；以及在确定进水温度或者出水温度低于第二预设温度的持续时间大于第一预设时间的情况下，控制循环水泵启动。

在本发明实施例中，控制装置还包括：故障提示设备，用于提示零冷水故障；以及处理器进一步被配置成：确定水流量未达到预设水流量；在水流量未达到预设水流量后的持续时间达到第一预设时间的情况下，提示零冷水故障。

本发明第四方面提供一种零冷水燃气热水器，包括上述任意一项的用于零冷水燃气热水器的控制装置。

本发明第五方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得处理器执行上述任意一项的用于零冷水燃气热水器的控制方法。

上述技术方案，通过获取零冷水燃气热水器的管路上的水流量，根据水流量确定循环水泵启动，在确定水流量达到预设水流量的情况下，根据该水流量确定需求负荷，从而根据需求负荷，基于自抗扰控制算法控制燃气比例阀的开度，相比现有的采用PID控制出水温度的方法，采用自抗扰控制算法调节燃气比例阀的开度以控制零冷水燃气热水器的燃烧火力，可以提高零冷水燃气热水器的恒温性能，将出水温度稳定在用户希望的目标取水温度，提高了出水温度的稳定性和精准性，解决了零冷水运行中用户在任何时刻用水的需求，满足用户最佳的零冷水沐浴体验。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1示意性示出了根据本发明一实施例的用于零冷水燃气热水器的控制方法的流程示意图；

图2示意性示出了根据本发明一实施例的自抗扰控制算法控制状态图；

图3(A)示意性示出了根据本发明一实施例的水流事件图；

图3(B)示意性示出了根据本发明一实施例的零冷水状态框图；

图4示意性示出了根据本发明另一实施例的用于零冷水燃气热水器的控制方法的流程示意图；

图5示意性示出了根据本发明一实施例的用于零冷水燃气热水器的控制装置的结构框图；

图6示意性示出了根据本发明另一实施例的用于零冷水燃气热水器的控制装置的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1为本发明实施例的用于零冷水燃气热水器的控制方法的流程示意图。如图1所示，在本发明实施例中，提供了一种用于零冷水燃气热水器的控制方法，其中，零冷水燃气热水器包括循环水泵和燃气比例阀，以该控制方法应用于零冷水燃气热水器为例进行说明，该控制方法可以包括以下步骤：

步骤S102，获取零冷水燃气热水器的管路上的水流量。

可以理解，零冷水燃气热水器的管路为与零冷水燃气热水器连接的循环水管路，例如家里的自来水管路，可以连通家里任何需要用水的管路，提供厨房用水或者卫生间用水等。

具体地，零冷水燃气热水器可以通过水流量检测设备(例如水流量传感器)检测零冷水燃气热水器的管路上的水流量，从而获取水流量检测设备检测到的管路上的水流量。

步骤S104，根据水流量确定循环水泵启动。

可以理解，循环水泵设置于热力站(热力中心)、热源或冷源等处。在采暖系统或空调水系统的闭合环路内，循环水泵的作用不是将水提升到高处，而是使水在系统内周而复始地循环，克服环路的阻力损失，与建筑物的高度无直接关系，因此将它称为循环水泵。此处，循环水泵设置于零冷水燃气热水器的内部，用于使水在管路内周而复始地循环。

具体地，零冷水燃气热水器可以通过接收用户通过面板按键或者应用程序客户端触发的循环水泵启动指令，从而根据该循环水泵启动指令控制循环水泵启动。确定循环水泵启动可以通过水流量检测设备(例如水流量传感器)检测到的水流量值进行确定，当水流量检测设备检测到水流量时，零冷水燃气热水器确定循环水泵已启动。

步骤S106，在确定水流量达到预设水流量的情况下，根据水流量确定需求负荷。

可以理解，预设水流量为预先设置的水流到达状态的水流量，例如2.5L/min或者3.2L/min。需求负荷也称计算负荷或最大负荷，需求负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。优选地，预设水流量可以为2.7L/min。

目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。需要系数法比较简便，适用于全厂和车间变电所负荷的计算，二项式法适用于机加工车间，有较大容量设备影响的干线和分支干线的负荷计算。但在确定设备台数较少而设备容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，采用二项式法较之采用需要系数法合理，且计算也较简便。

具体地，零冷水燃气热水器在获取到水流量之后，将水流量与预设水流量进行比较，在确定水流量达到预设水流量的情况下，即水流量大于或者等于预设水流量时，零冷水燃气热水器根据该水流量确定需求负荷的值。

在一个实施例中，在确定水流量达到预设水流量的情况下，根据水流量确定需求负荷包括以下步骤：获取零冷水燃气热水器的进水温度；根据进水温度、目标取水温度和水流量确定需求负荷，其中，需求负荷与水流量成正比关系。

可以理解，进水温度为零冷水燃气热水器的进水管路中的水的温度，可以通过进水温度传感器检测得到。目标取水温度为用户预先设置好的或者是用户修改后的期望用水温度，其中预先设置好的目标取水温度可以为零冷水燃气热水器预先存储的温度值，用户修改后的目标取水温度可以通过用户触发的循环水泵启动指令获取并存储。

具体地，零冷水燃气热水器可以获取进水温度传感器检测到的进水温度，根据该进水温度、存储的目标取水温度和水流量传感器检测到的水流量确定需求负荷的大小，其中，需求负荷的数值大小与水流量的数值大小成正比关系。

进一步地，根据进水温度、目标取水温度和水流量确定需求负荷具体可以根据以下公式进行确定：

需求负荷＝(目标取水温度-进水温度)×水流量÷25

本实施例中，通过根据目标取水温度、进水温度和水流量确定零冷水燃气热水器的需求负荷，以便后续根据需求负荷准确控制零燃气热水器的燃气比例阀的开度，从而控制燃气热水器的燃烧火力，在实现零冷水目的的同时，可以节约燃气量，实现能源低消耗的目的。

步骤S108，根据需求负荷，基于自抗扰控制算法控制燃气比例阀的开度。

可以理解，自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control，ADRC)，自抗扰控制器主要由三部分组成：跟踪微分器、扩展状态观测器和非线性状态误差反馈控制律，其中，跟踪微分器的作用是安排过渡过程，给出合理的控制信号，解决了响应速度与超调性之间的矛盾。扩展状态观测器用来解决模型未知部分和外部未知扰动综合对控制对象的影响。虽然叫做扩展状态观测器，但与普通的状态观测器不同。扩展状态观测器设计了一个扩展的状态量来跟踪模型未知部分和外部未知扰动的影响。然后给出控制量补偿这些扰动。将控制对象变为普通的积分串联型控制对象。设计扩展状态观测器的目的就是观测扩展出来的状态变量，用来估计未知扰动和控制对象未建模部分，实现动态系统的反馈线性化，将控制对象变为积分串联型。非线性误差反馈控制律给出被控对象的控制策略。

具体地，零冷水燃气热水器在确定水流量达到预设水流量的情况下，切换到ADRC控制模式，将确定的需求负荷作为输入量，通过自抗扰控制(ADRC)算法控制零冷水燃气热水器的燃气比例阀的开度，以控制零冷水燃气热水器的燃烧火力。

进一步地，自抗扰控制算法(ADRC)的控制步骤可以参考图2示意性示出的自抗扰控制算法(ADRC)控制状态图。在图2中，零冷水燃气热水器进入加热控制(HeatingControl)，此时调用ADRC算法，进入开机加速状态(START)，根据大量试验数据得出的系统理想状态变化设置相应的前馈系统参数，使得输出温度以最快的速度接近设定温度(即目标取水温度)；当开机时间大于第一时间阈值(如3s)且出水温度大于理想曲线(预先设置的温度曲线)第一温度量(如4度)时，例如若用户预设的出水温度为40℃，热水器调节后的出水温度大于44℃，并且开机时间大于3S，进入过渡状态(START2)，此处判定系统加热过快并进行相关处理后等待第二时间阈值(如1s)后进入正常恒温状态(NORMAL)，该状态通过前馈和反馈的复合控制方案对出水温度进行控制；当处于开机加速状态(START)时若满足开机时间大于第三时间阈值(如12s)且出水温度进入设定温度(即目标取水温度)的第二温度量(如4度)以内(即目标取水温度±4度以内)，状态切换到正常恒温状态(NORMAL)；在处于正常恒温状态(NORMAL)的过程中，当检测到当前分段(当前火力大小)与理论计算的分段(理论采用的火力大小)不一致时，进入分段切换状态(SWVAL)，对该异常进行紧急处理，并在第三时间阈值(如3.5s)后回到正常恒温状态(NORMAL)；在处于正常恒温状态(NORMAL)的过程中，当检测到流量变化0.5升或10升时流量变化0.8升后，进入水流量单次波动状态(FLUXC)进行单次波动状态处理，处理完成第三时间阈值(如5s)后回归正常恒温状态(NORMAL)；处于正常恒温状态(NORMAL)的过程中，当检测到水流量连续单向变化三次(如100ms一次)后进入水流量连续波动状态(FLUXFC)，等到流量不变且稳定第二时间阈值(如1s)后回归正常恒温状态(NORMAL)。

上述用于零冷水燃气热水器的控制方法，通过获取零冷水燃气热水器的管路上的水流量，根据水流量确定循环水泵启动，在确定水流量达到预设水流量的情况下，根据该水流量确定需求负荷，从而根据需求负荷，基于自抗扰控制算法控制燃气比例阀的开度，相比现有的采用PID控制出水温度的方法，采用自抗扰控制算法调节燃气比例阀的开度以控制零冷水燃气热水器的燃烧火力，可以提高零冷水燃气热水器的恒温性能，将出水温度稳定在用户希望的目标取水温度，提高了出水温度的稳定性和精准性，解决了零冷水运行中用户在任何时刻用水的需求，满足用户最佳的零冷水沐浴体验。

在一个实施例中，上述用于零冷水燃气热水器的控制方法还包括：确定进水温度达到目标取水温度；在进水温度达到目标取水温度后的持续时间大于第一预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭。

可以理解，进水温度为零冷水燃气热水器进水口的水的温度，可以通过进水温度传感器检测得到。第一预设时间为预先设置的时间长度，可以由用户设置或系统自动设置，例如3秒或者5秒。优选地，第一预设时间可以为10秒。

具体地，零冷水燃气热水器在获取到进水温度传感器检测到的进水温度后，将进水温度和目标取水温度进行比较，在确定进水温度达到目标取水温度的情况下，若进水温度达到目标取水温度后的持续时间大于第一预设时间，即进水温度达到目标取水温度后的持续时间大于第一预设时间(例如，10秒)，则控制燃气比例阀关闭，即退出燃烧加热状态，进入保温运行状态，此时循环水泵处于运行工作状态，燃烧器不燃烧。

本实施例中，根据进水温度的变化，在进水温度达到目标取水温度后的持续时间大于第一预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭，可以节约燃气。

在一个实施例中，上述用于零冷水燃气热水器的控制方法还包括：获取零冷水燃气热水器的出水温度；确定出水温度达到第一预设温度；在出水温度达到第一预设温度后的持续时间大于第二预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭。

可以理解，出水温度即零冷水燃气热水器加热后的水的温度，也就是回水温度，可以通过出水温度传感器检测得到。第一预设温度为预先设置的与目标取水温度有关的出水温度，具体为目标取水温度上下特定区间内的某一温度值。优选地，第一预设温度可以为目标取水温度加上4摄氏度。第二预设时间为预先设置的时间长度，可以由用户设置或系统自动设置，例如5秒。优选地，第二预设时间可以为3秒。

具体地，零冷水燃气热水器获取出水温度传感器检测到的出水温度，将出水温度和第一预设温度(例如，目标取水温度加上4摄氏度)进行比较，在确定出水温度达到第一预设温度的情况下，若出水温度达到第一预设温度后的持续时间大于第二预设时间(例如，3秒)，即出水温度达到第一预设温度的持续时间在3秒以上，则控制燃气比例阀关闭，退出燃烧加热状态，进入保温运行状态，此时循环水泵处于运行工作状态，燃烧器不燃烧。

本实施例中，在获取出水温度后，根据出水温度的变化，在出水温度达到第一预设温度后的持续时间大于第二预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭，可以节约燃气。

在一个实施例中，上述用于零冷水燃气热水器的控制方法还包括：确定出水温度达到最高预设温度；在出水温度达到最高预设温度后的持续时间大于第三预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭。

可以理解，最高预设温度为预先设置的循环水泵内水的最高温度，例如80摄氏度，该温度通常高于用户设置或者期望的目标取水温度。第三预设时间为预先设置的出水温度达到最高预设温度后的持续时间长度，例如3秒或者8秒。优选地，第三预设时间可以为5秒。

具体地，零冷水燃气热水器获取出水温度传感器检测到的出水温度，将出水温度和最高预设温度进行比较，在确定出水温度达到最高预设温度的情况下，若出水温度达到最高预设温度(例如，80摄氏度)后的持续时间大于第三预设时间(例如，5秒)，即出水温度达到最高预设温度的持续时间在5秒以上，则控制燃气比例阀关闭，退出燃烧加热状态，进入保温运行状态，此时循环水泵处于运行工作状态，燃烧器不燃烧。

本实施例中，根据出水温度的变化，在出水温度达到最高预设温度后的持续时间大于第三预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭，可以节约燃气。

在一个实施例中，上述用于零冷水燃气热水器的控制方法还包括：在循环水泵在控制燃气比例阀关闭之后继续运行第四预设时间的情况下，控制循环水泵关闭；在确定进水温度或者出水温度低于第二预设温度的持续时间大于第一预设时间的情况下，控制循环水泵启动。

可以理解，第四预设时间为预先设置的控制燃气比例阀关闭之后循环水泵继续运行的时间长度，例如15秒。优选地，第四预设时间可以为20秒。第二预设温度为预先设置的与目标取水温度有关的进水温度或者出水温度的温度值，具体为目标取水温度上下特定区间内的某一温度值。例如，第二预设温度可以为在目标取水温度的基础上减去回差值之后的温度值，其中回差值可以是较小的数值，例如2或者3。

具体地，零冷水燃气热水器在控制燃气比例阀关闭之后，即零冷水燃气热水器停止燃烧加热之后，控制循环水泵继续处于运行状态，即零冷水燃气热水器处于保温状态，在循环水泵继续保持运行状态的时间达到第四预设时间(例如，20秒)的情况下，控制循环水泵关闭，同时，获取出水温度传感器检测到的出水温度以及进水温度传感器检测到的进水温度，在进水温度低于第二预设温度(例如，目标取水温度减去2摄氏度)或者出水温度低于第二预设温度且上述两种情况中的至少一种情况的持续时间长度大于第一预设时间(例如10秒)的时候，零冷水燃气热水器控制循环水泵开启，以搅拌管路中的水。

在一个实施例中，上述用于零冷水燃气热水器的控制方法还包括：确定水流量未达到预设水流量；在水流量未达到预设水流量后的持续时间达到第一预设时间的情况下，提示零冷水故障。

具体地，零冷水燃气热水器在获取到水流量之后，将水流量与预设水流量进行比较，在确定水流量没有达到预设水流量的情况下，判断此时零冷水燃气热水器处于水流恒无状态，若零冷水燃气热水器处于水流恒无状态的持续时间达到第一预设时间(例如，10秒)的情况下，零冷水燃气热水器报出零冷水故障，报故障的方式可以通过显示面板显示故障，也可以通过报警装置进行报警，以提示用户发生故障。

本实施例中，在确定水流量未达到预设水流量后，在水流量未达到预设水流量后的持续时间达到第一预设时间的情况下，提示零冷水故障，可以增强设备使用的安全性，给用户带来较好的体验。

图3(A)示意性示出了根据本发明一实施例的水流事件图，其中，水流划分为6种状态事件分别为：水流到达、水流离开、水流存在、水流恒无、水流暂入、水流暂离。

1)进入T0时刻，表示水流暂入。

2)进入T1时刻，表示水流到达。

3)进入T1-T2区间，表示水流存在。

4)进入T2时刻，表示水流暂离。

5)进入T3时刻，表示水流离开。

6)>T3或者

图3(B)示意性示出了根据本发明一实施例的零冷水状态框图。以下是关于图3(B)的状态切换说明：三种状态切换，分别是：燃烧加热状态A、保温运行状态B、待机状态C。

燃烧加热状态(Burning and Have Water fLux)，称为A状态，即水泵运行且燃烧；若检测到用户开水，会关闭水泵，待关水后再次开启水泵，此时用户开水根据进水和出水的温度传感器、水流量水流量，计算需求负荷，调用ARDC算法进入点火燃烧过程，实现出水温度的恒温控制。

保温运行状态(Non-burning and Have Water fLux)，称为B状态，即水泵运行未燃烧，退出ADRC恒温控制燃烧过程，若检测到用户开水，则关闭水泵，待关水后再次开启水泵。

待机状态(Non-burning and No Water fLux)，称为C状态，水泵停止且未燃烧，即保温待机状态。

下文直接用A\B\C替代描述；

(a)：启动单次循环，即切入A状态。

(b)：1)出水温度超过设定温度+4度，且持续3秒以上；2)进水温度达到设定温度，且持续10秒以上；3)出水温度超过水泵最高设定温度，且持续5秒以上。

(c)：1)当出水温度或者进水温度低于(设定温度-回差Hb)，且持续10秒以上；2)当进水的温度下降3度或进水温度<30°，且出水温度低于用户设定温度。

(d)：当C状态运行60秒后，自动切入B状态。

(e)：当B状态运行20秒内，出水温度或者进水温度仍未超出(设定温度+回差Hb)。

(f)：当C状态运行60秒内，检测到用户开水，则切入A状态，水泵暂时关闭，待用户关水，水泵再次打开。

(g)：当设置的单次循环运行时间已到。

(h)：当设置的单次循环运行时间已到。

(i)：当设置的单次循环运行时间已到。

图4示意性示出了根据本发明一实施例的用于零冷水燃气热水器的控制方法的流程示意图。具体的控制流程包括以下步骤：

步骤S401，开始。

步骤S402，零冷水燃气热水器初始化。

步骤S403，零冷水燃气热水器打开水泵，进行零冷水计时。

步骤S404，零冷水燃气热水器判断水流是否到达。

具体地，若判断水流到达，则进入步骤S405，反之则进入步骤S414。

步骤S405，零冷水燃气热水器计算需求负荷。

步骤S406，零冷水燃气热水器调用ADRC算法函数。

步骤S407，零冷水燃气热水器燃烧分段以及输出燃气比例阀开度。

步骤S408，零冷水燃气热水器判断进水温度是否达到设定温度或出水温度是否大于设定温度加上4摄氏度。

具体地，若进水温度达到设定温度或出水温度大于设定温度加上4摄氏度，则进入步骤S409，反之则返回步骤S406。

步骤S409，零冷水燃气热水器关闭燃气比例阀开度输出。

步骤S410，零冷水燃气热水器的水泵保持运行20秒后关闭。

步骤S411，零冷水燃气热水器判断进水温度或出水温度是否低于设定温度减去回差值。

具体地，若进水温度或出水温度低于设定温度减去回差值，则进入步骤S412，反之则进入步骤S413。

步骤S412，零冷水燃气热水器打开水泵。

步骤S413，零冷水燃气热水器判断零冷水时间是否已到。

具体地，若零冷水时间已到则直接进入步骤S416，反之则返回步骤S404。

步骤S414，零冷水燃气热水器处于水流恒无状态且持续10秒。

步骤S414之后为步骤S415，零冷水燃气热水器提示零冷水故障，进入步骤S416。

步骤S416，结束。

本实施例中，采用自抗扰控制算法调节燃气比例阀的开度以控制零冷水燃气热水器的燃烧火力，可以提高零冷水燃气热水器的恒温性能，将出水温度稳定在用户希望的目标取水温度，提高了出水温度的稳定性和精准性，通过水泵循环和进水温度的变化，推算出用户合理的零冷水时间，也能节约一定的燃气，解决了零冷水运行中用户在任何时刻用水的需求，达到最佳的零冷水沐浴体验，不会出现温度忽冷忽热的体验，满足用户最佳的零冷水沐浴体验。使用ARDC算法具有较强的自抗干扰能力，适应结构零部件之间的差异性、水流量传感器的单次或者连续波动这些特性，均能实现零冷水运行最佳的恒温用户体验，相比较传统的PID控制方式有明显的优势。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种用于零冷水燃气热水器的控制装置500，包括：循环水泵502、水流量检测设备504、燃气比例阀506以及处理器508，其中：处理器508被配置成：获取零冷水燃气热水器的管路上的水流量；根据水流量确定循环水泵启动；在确定水流量达到预设水流量的情况下，根据水流量确定需求负荷；根据需求负荷，基于自抗扰控制算法控制燃气比例阀的开度。

其中，水流量检测设备504用于检测零冷水燃气热水器的管路上的水流量，例如可以是水流量传感器。循环水泵502可以位于零冷水燃气热水器的内部，用于将管路中的水混合搅拌均匀。燃气比例阀506用于调节零冷水燃气热水器的燃烧火力，即通过调节燃气比例阀506的开度实现燃气燃烧火力的控制。

可以理解，零冷水燃气热水器的管路为与零冷水燃气热水器连接的循环水管路，例如家里的自来水管路，可以连通家里任何需要用水的管路，提供厨房用水或者卫生间用水等。循环水泵设置于热力站(热力中心)、热源或冷源等处。在采暖系统或空调水系统的闭合环路内，循环水泵的作用不是将水提升到高处，而是使水在系统内周而复始地循环，克服环路的阻力损失，与建筑物的高度无直接关系，因此将它称为循环水泵。此处，循环水泵设置于零冷水燃气热水器的内部，用于使水在管路内周而复始地循环。预设水流量为预先设置的水流到达状态的水流量，例如2.5L/min或者3.2L/min。需求负荷也称计算负荷或最大负荷，需求负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。优选地，预设水流量可以为2.7L/min。目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。需要系数法比较简便，适用于全厂和车间变电所负荷的计算，二项式法适用于机加工车间，有较大容量设备影响的干线和分支干线的负荷计算。但在确定设备台数较少而设备容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，采用二项式法较之采用需要系数法合理，且计算也较简便。

进一步的，自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control，ADRC)，自抗扰控制器主要由三部分组成：跟踪微分器、扩展状态观测器和非线性状态误差反馈控制律，其中，跟踪微分器的作用是安排过渡过程，给出合理的控制信号，解决了响应速度与超调性之间的矛盾。扩展状态观测器用来解决模型未知部分和外部未知扰动综合对控制对象的影响。虽然叫做扩展状态观测器，但与普通的状态观测器不同。扩展状态观测器设计了一个扩展的状态量来跟踪模型未知部分和外部未知扰动的影响。然后给出控制量补偿这些扰动。将控制对象变为普通的积分串联型控制对象。设计扩展状态观测器的目的就是观测扩展出来的状态变量，用来估计未知扰动和控制对象未建模部分，实现动态系统的反馈线性化，将控制对象变为积分串联型。非线性误差反馈控制律给出被控对象的控制策略。

具体地，零冷水燃气热水器可以通过水流量检测设备(例如水流量传感器)检测零冷水燃气热水器的管路上的水流量，从而获取水流量检测设备检测到的管路上的水流量。零冷水燃气热水器通过接收用户通过面板按键或者应用程序客户端触发的循环水泵启动指令，从而根据该循环水泵启动指令控制循环水泵启动。确定循环水泵启动可以通过水流量检测设备(例如水流量传感器)检测到的水流量值进行确定，当水流量检测设备检测到水流量时，零冷水燃气热水器确定循环水泵已启动。零冷水燃气热水器在获取到水流量之后，将水流量与预设水流量进行比较，在确定水流量达到预设水流量的情况下，即水流量大于或者等于预设水流量时，零冷水燃气热水器根据该水流量确定需求负荷的值。零冷水燃气热水器在确定水流量达到预设水流量的情况下，切换到ADRC控制模式，将确定的需求负荷作为输入量，通过自抗扰控制(ADRC)算法控制零冷水燃气热水器的燃气比例阀的开度，以控制零冷水燃气热水器的燃烧火力。

上述用于零冷水燃气热水器的控制装置，通过水流量检测设备获取零冷水燃气热水器的管路上的水流量，根据水流量确定循环水泵启动，在确定水流量达到预设水流量的情况下，根据该水流量确定需求负荷，从而根据需求负荷，基于自抗扰控制算法控制燃气比例阀的开度，相比现有的采用PID控制出水温度的方法，采用自抗扰控制算法调节燃气比例阀的开度以控制零冷水燃气热水器的燃烧火力，可以提高零冷水燃气热水器的恒温性能，将出水温度稳定在用户希望的目标取水温度，提高了出水温度的稳定性和精准性，解决了零冷水运行中用户在任何时刻用水的需求，满足用户最佳的零冷水沐浴体验。

图6示意性示出了根据本发明一实施例的用于零冷水燃气热水器的控制装置。图6所示的用于零冷水燃气热水器的控制装置600在图5所示的控制装置的基础上，还包括：进水温度检测设备610，其中，处理器608进一步被配置成：获取零冷水燃气热水器的进水温度；根据进水温度、目标取水温度和水流量确定需求负荷，其中，需求负荷与水流量成正比关系。

可以理解，进水温度为零冷水燃气热水器的进水管路中的水的温度，可以通过进水温度传感器检测得到。目标取水温度为用户预先设置好的或者是用户修改后的期望用水温度，其中预先设置好的目标取水温度可以为零冷水燃气热水器预先存储的温度值，用户修改后的目标取水温度可以通过用户触发的循环水泵启动指令获取并存储。

具体地，零冷水燃气热水器可以获取进水温度传感器检测到的进水温度，根据该进水温度、存储的目标取水温度和水流量传感器检测到的水流量确定需求负荷的大小，其中，需求负荷的数值大小与水流量的数值大小成正比关系。

进一步地，根据进水温度、目标取水温度和水流量确定需求负荷具体可以根据以下公式进行确定：

需求负荷＝(目标取水温度-进水温度)×水流量÷25

本实施例中的装置，通过根据目标取水温度、进水温度和水流量确定零冷水燃气热水器的需求负荷，以便后续根据需求负荷准确控制零燃气热水器的燃气比例阀的开度，从而控制燃气热水器的燃烧火力，在实现零冷水目的的同时，可以节约燃气量，实现能源低消耗的目的。

在一个实施例中，上述用于零冷水燃气热水器的控制装置600中的处理器608进一步被配置成：确定进水温度达到目标取水温度；在进水温度达到目标取水温度后的持续时间大于第一预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭。

可以理解，进水温度为零冷水燃气热水器进水口的水的温度，可以通过进水温度传感器检测得到。第一预设时间为预先设置的时间长度，可以由用户设置或系统自动设置，例如3秒或者5秒。优选地，第一预设时间可以为10秒。

具体地，零冷水燃气热水器在获取到进水温度传感器检测到的进水温度后，将进水温度和目标取水温度进行比较，在确定进水温度达到目标取水温度的情况下，若进水温度达到目标取水温度后的持续时间大于第一预设时间，即进水温度达到目标取水温度后的持续时间大于第一预设时间(例如，10秒)，则控制燃气比例阀关闭，即退出燃烧加热状态，进入保温运行状态，此时循环水泵处于运行工作状态，燃烧器不燃烧。

本实施例中的装置，根据进水温度的变化，在进水温度达到目标取水温度后的持续时间大于第一预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭，可以节约燃气。

在一个实施例中，继续如图6所示，上述用于零冷水燃气热水器的控制装置600还包括：出水温度检测设备612，其中，处理器608进一步被配置成：获取零冷水燃气热水器的出水温度；确定出水温度达到第一预设温度；在出水温度达到第一预设温度后的持续时间大于第二预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭。

可以理解，出水温度即零冷水燃气热水器加热后的水的温度，也就是回水温度，可以通过出水温度传感器检测得到。第一预设温度为预先设置的与目标取水温度有关的出水温度，具体为目标取水温度上下特定区间内的某一温度值。优选地，第一预设温度可以为目标取水温度加上4摄氏度。第二预设时间为预先设置的时间长度，可以由用户设置或系统自动设置，例如5秒。优选地，第二预设时间可以为3秒。

具体地，零冷水燃气热水器获取出水温度传感器检测到的出水温度，将出水温度和第一预设温度(例如，目标取水温度加上4摄氏度)进行比较，在确定出水温度达到第一预设温度的情况下，若出水温度达到第一预设温度后的持续时间大于第二预设时间(例如，3秒)，即出水温度达到第一预设温度的持续时间在3秒以上，则控制燃气比例阀关闭，退出燃烧加热状态，进入保温运行状态，此时循环水泵处于运行工作状态，燃烧器不燃烧。

本实施例中的装置，通过出水温度检测设备获取出水温度，根据出水温度的变化，在出水温度达到第一预设温度后的持续时间大于第二预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭，可以节约燃气。

在一个实施例中，上述处理器608进一步被配置成：确定出水温度达到最高预设温度；在出水温度达到最高预设温度后的持续时间大于第三预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭。

可以理解，最高预设温度为预先设置的循环水泵内水的最高温度，例如80摄氏度，该温度通常高于用户设置或者期望的目标取水温度。第三预设时间为预先设置的出水温度达到最高预设温度后的持续时间长度，例如3秒或者8秒。优选地，第三预设时间可以为5秒。

具体地，零冷水燃气热水器获取出水温度传感器检测到的出水温度，将出水温度和最高预设温度进行比较，在确定出水温度达到最高预设温度的情况下，若出水温度达到最高预设温度(例如，80摄氏度)后的持续时间大于第三预设时间(例如，5秒)，即出水温度达到最高预设温度的持续时间在5秒以上，则控制燃气比例阀关闭，退出燃烧加热状态，进入保温运行状态，此时循环水泵处于运行工作状态，燃烧器不燃烧。

本实施例中的装置，根据出水温度的变化，在出水温度达到最高预设温度后的持续时间大于第三预设时间的情况下，控制燃气比例阀关闭，可以节约燃气。

在一个实施例中，上述处理器608进一步被配置成：在循环水泵在控制燃气比例阀关闭之后继续运行第四预设时间的情况下，控制循环水泵关闭；以及在确定进水温度或者出水温度低于第二预设温度的持续时间大于第一预设时间的情况下，控制循环水泵启动。

可以理解，第四预设时间为预先设置的控制燃气比例阀关闭之后循环水泵继续运行的时间长度，例如15秒。优选地，第四预设时间可以为20秒。第二预设温度为预先设置的与目标取水温度有关的进水温度或者出水温度的温度值，具体为目标取水温度上下特定区间内的某一温度值。例如，第二预设温度可以为在目标取水温度的基础上减去回差值之后的温度值，其中回差值可以是较小的数值，例如2或者3。

具体地，零冷水燃气热水器在控制燃气比例阀关闭之后，即零冷水燃气热水器停止燃烧加热之后，控制循环水泵继续处于运行状态，即零冷水燃气热水器处于保温状态，在循环水泵继续保持运行状态的时间达到第四预设时间(例如，20秒)的情况下，控制循环水泵关闭，同时，获取出水温度传感器检测到的出水温度以及进水温度传感器检测到的进水温度，在进水温度低于第二预设温度(例如，目标取水温度减去2摄氏度)或者出水温度低于第二预设温度且上述两种情况中的至少一种情况的持续时间长度大于第一预设时间(例如10秒)的时候，零冷水燃气热水器控制循环水泵开启，以搅拌管路中的水。

在一个实施例中，继续参照图6，上述用于零冷水燃气热水器的控制装置600还包括：故障提示设备614，用于提示零冷水故障；其中，处理器进一步被配置成：确定水流量未达到预设水流量；在水流量未达到预设水流量后的持续时间达到第一预设时间的情况下，提示零冷水故障。

具体地，零冷水燃气热水器在获取到水流量之后，将水流量与预设水流量进行比较，在确定水流量没有达到预设水流量的情况下，判断此时零冷水燃气热水器处于水流恒无状态，若零冷水燃气热水器处于水流恒无状态的持续时间达到第一预设时间(例如，10秒)的情况下，零冷水燃气热水器报出零冷水故障，报故障的方式可以通过显示面板显示故障，也可以通过报警装置进行报警，以提示用户发生故障。

本实施例中的装置，在确定水流量未达到预设水流量后，在水流量未达到预设水流量后的持续时间达到第一预设时间的情况下，提示零冷水故障，可以增强设备使用的安全性，给用户带来较好的体验。

上述用于零冷水燃气热水器的控制装置包括处理器和存储器，处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来提高恒温性。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本发明实施例提供了一种处理器，该处理器被配置成执行根据上述实施方式中的用于零冷水燃气热水器的控制方法。

本发明实施例提供了一种零冷水燃气热水器，包括根据上述实施方式中的用于零冷水燃气热水器的控制装置。

本发明实施例提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得处理器执行根据上述实施方式中的用于零冷水燃气热水器的控制方法。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有上述实施方式中的用于零冷水燃气热水器的控制方法的程序。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。