CN102538214A - 一种燃气热水器的排烟遇阻控制方法及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃气热水器的排烟遇阻控制方法及控制系统，本发明的控制器采用改变驱动电流大小来驱动控制燃气热水器的风机转速，并利用对风机转速的实时监测，判断热水器排烟阻力是否超过报警界限，若排烟阻力高于报警界限则关闭热水器燃气通路并报警提醒热水器用户，若排烟阻力低于报警界限则判断是否需要进行供风补偿，本发明的目的是提供一种利用对风机转速的检测来判断排风口排烟情况的检测方式，以及控制解决恒温燃气热水器在排烟遇阻情况下的燃烧工况的改善，提高热水器工作稳定性的控制方法及控制系统。

Description

一种燃气热水器的排烟遇阻控制方法及控制系统
[技术领域]
本发明涉及燃气热水器领域，特别涉及一种燃气热水器的排烟遇阻控制方法及控制系统。
[背景技术]
随着人们对生活质量要求的提高，越来越多的恒温强排燃气热水器进入人们的日常生活。目前，强排热水器在排烟遇阻的情况下，基本上是以检测风压为主，检测到风压不利于热水器工作时关闭热水器，其具体的步骤如下：1、风压开关检测热水器是否排烟遇阻；2、关闭热水器，并报故障代码。上述步骤由于风压开关稳定性较不稳定，比较容易出故障，表现为：气压不稳定时，燃气热水器可以启动，但是几秒或者几分钟就自动熄火。为此，有必要解决上述问题。
[发明内容]
本发明克服了上述技术的不足，提供一种利用对风机转速的实时监测，将实时转速与设定转速进行对比，判断风机是否进行供风补偿，实时控制风机转速，控制供风量的控制方法，本发明同时提供了一种能控制解决恒温燃气热水器在排烟遇阻情况下的燃烧工况的改善，提高热水器工作稳定性的控制系统。
为了实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种燃气热水器的排烟遇阻控制方法，包括如下步骤：
第一步、设定风机的工作参数：驱动电流I，驱动电压U，标准转速值V0、报警上限转速值V3、补偿下限转速值V2、预设时间T、补偿界限转速值V1，其中VO＜V1＜V2＜V3；
第二步、风机转速检测模块实时检测风机转速V；
第三步、当检测到风机转速V大于或等于当前报警上限转速值V3的持续时间超过预设时间T，即风机排烟遇阻严重时，热水器停止工作并报警处理；
第四步、热水器在燃烧状态下，当检测到风机转速V在V3与V2之间，即风机排烟遇阻时，单片机控制器控制风机驱动模块增大风机的驱动电流I或驱动电压U，提高风机转速，增加供风量，进行供风补偿；
第五步、热水器在燃烧状态下，当风机转速V小于或等于V1时，单片机控制器控制风机驱动模块降低风机的驱动电流I或驱动电压U，取消供风补偿。
所述的标准转速值V0的范围是1000～6000转/分。
所述的报警上限转速值V3为标准转速值V0的120％～140％。
所述的补偿下限转速值V2为标准转速值V0的112％～118％。
所述的补偿界限转速值V1为标准转速值V0的103％～110％。
所述的预设时间T为1～15秒。
所述的V0、V1、V2、V3的设定值随驱动电流I或驱动电压U的增大而增大，减小而减小。
一种燃气热水器的排烟遇阻控制系统，包括有单片机控制器1、风机2、燃气阀体3、燃气阀体驱动控制模块4、火焰检测模块7，其特征在于还包括有：
连接在单片机控制器1与风机2之间的风机驱动模块5，所述风机驱动模块5在单片机控制器1控制下，输出驱动电流或驱动电压以改变风机2的转速；
连接在风机2上用于实时检测风机2转速并把信号发送给单片机控制器1来判断排风口排烟情况的风机转速检测模块6，所述风机转速检测模块6的信号输出端与单片机控制器1连接，当风机转速检测模块6检测到风机转速处在报警上限转速值以上且持续时间超过预设时间时，单片机控制器1控制燃气阀体驱动控制模块4停止送气，热水器停止工作并报警进入故障处理；在火焰检测模块7检测到热水器处于燃烧状态，当检测到风机转速处在报警上限转速值与补偿下限转速值之间时，单片机控制器1控制风机驱动模块5增大风机2的驱动电流或驱动电压，进行供风补偿，而且控制燃气阀体驱动控制模块4适当减少燃气阀体3的送气速度，以使燃气热水器能稳定安全的持续工作，而当检测到风机转速处在补偿界限转速值以下时，单片机控制器1控制风机驱动模块5降低风机2的驱动电流或驱动电压，取消供风补偿，实现热水器持续稳定工作。
本发明的有益效果是：1、利用对风机转速的实时监测，将实时转速与设定转速进行对比，判断风机是否进行供风补偿，实时控制风机转速，解决恒温燃气热水器在排烟遇阻情况下的燃烧工况的改善，有效提高热水器工作稳定性；2、避免长时间因供风量不足，导致热水器的水箱温度过高。3、避免热水器燃烧不足产生有害气体，影响人体健康安全。
[附图说明]
图1是本发明的原理图。
图2是本发明的结构原理图。
[具体实施方式]
一种燃气热水器的排烟遇阻控制方法，包括如下步骤：
第一步、设定风机的工作参数：驱动电流I，驱动电压U，标准转速值V0、报警上限转速值V3、补偿下限转速值V2、预设时间T、补偿界限转速值V1，其中VO＜V1＜V2＜V3；
第二步、风机转速检测模块实时检测风机转速V；
第三步、当检测到风机转速V大于或等于当前报警上限转速值V3的持续时间超过预设时间T，即风机排烟遇阻严重时，热水器停止工作并报警处理；
第四步、热水器在燃烧状态下，当检测到风机转速V在V3与V2之间，即风机排烟遇阻时，单片机控制器控制风机驱动模块增大风机的驱动电流I或驱动电压U，提高风机转速，增加供风量，进行供风补偿；
第五步、热水器在燃烧状态下，当风机转速V小于或等于V1时，单片机控制器控制风机驱动模块降低风机的驱动电流I或驱动电压U，取消供风补偿。
下面结合图1与本发明的控制方法作进一步详细的描述：
如图1所示，一种燃气热水器的排烟遇阻控制方法，包括如下步骤：
S1、实时检测热水器风机转速V；
S2、判断热水器风机转速V是否大于或等于报警上限转速值V3，若为是则继续执行S3，否则返回S4；
S3、判断热水器风机转速V大于或等于报警上限转速值V3的持续时间是否超过设定时间T，若为是则报警处理，否则执行S4；
S4、判断热水器是否运行在燃烧状态，若为是继续执行S5，否则返回S1；
S5、判断热水器风机转速V是否在报警上限转速值V3与补偿下限转速值V2之间，若为是则执行S6，否则执行S7；
S6、进行供风补偿并执行S7；
S7、判断热水器风机转速V是否小于或等于补偿界限转速值V1，若为是则执行S8，否则直接返回S1；
S8、取消补偿并返回S1；
本发明采用直流无刷电机，而直流无刷电机的输入输出功率的计算公式是这样的：Pin＝UI，Pout＝ηPin，而又Pout＝KVM，K是常数系数，V是电机转速，其单位为r/mn，M是电机输出力矩，其单位为n·m，在热水器系统排烟遇阻和不遇阻情况下风机的η效率系数几乎不变，因此在热水器系统排烟遇阻和不遇阻情况下风机Pout＝ηPin保持不变，但当热水器排烟遇阻时，风机排风量减小，风机阻力F减小，因此风机输出力矩M＝FL减小；而Pout保持不变的情况下，因此风机转速V提高，所以得出V1＜V2＜V3这样的设定以及逻辑判断方法。
本实施例采用改变电流大小的方式来驱动控制风机转速，V0为风机在当前驱动源和没有排烟工作情况下的标准转速，其范围可在1000～6000转/分内，其优选范围在3000～3500转/分，在设定时，V1取在V0的103％～110％之间，V2取在V0的112％～118％之间，V3取在V0的120％～140％之间。
当热水器排烟遇阻情况不严重没达到报警上限，即风机转速V在报警上限转速值V3以下时，热水器对空气燃气比例进行调节，进行供风补偿，增大当前驱动电流I，提高风机转速V，增加供风量，这时风机的补偿界限转速值V1的参考值随当前驱动电流I的增大而增大，风机输出力矩M＝FL变大，当排烟顺畅后风机转速V降低到当前的补偿界限转速值V1以下，其后取消供风补偿，慢慢降低当前驱动电流I。
当热水器排烟遇阻情况达到报警上限并超过预设时间T时，热水器停止工作并进入故障处理。这样不仅改变了热水器在排烟轻微遇阻时热水器系统的适应性，同时也保证了热水器工作环境恶劣时，即排烟阻力过大时，能关闭热水器、防止热水器在此情况下出现安全问题。
如上所述的设定时间T为热水器堵塞情况下还没对外够成严重影响的时间，本实施例采用3秒的设定时间。
如图2，本发明还提供了一种应用于上述控制方法的燃气热水器的排烟遇阻控制系统，包括有单片机控制器1、风机2、燃气阀体3、燃气阀体驱动控制模块4、火焰检测模块7，其特征在于还包括有：
连接在单片机控制器1与风机2之间的风机驱动模块5，所述风机驱动模块5在单片机控制器1控制下，输出驱动电流或驱动电压以改变风机2的转速；
连接在风机2上用于实时检测风机2转速并把信号发送给单片机控制器1来判断排风口排烟情况的风机转速检测模块6，所述风机转速检测模块6的信号输出端与单片机控制器1连接，当风机转速检测模块6检测到风机转速处在报警上限转速值以上且持续时间超过预设时间时，单片机控制器1控制燃气阀体驱动控制模块4停止送气，热水器停止工作并报警进入故障处理；在火焰检测模块7检测到热水器处于燃烧状态，当检测到风机转速处在报警上限转速值与补偿下限转速值之间时，单片机控制器1控制风机驱动模块5增大风机2的驱动电流或驱动电压，进行供风补偿，而且控制燃气阀体驱动控制模块4适当减少燃气阀体3的送气速度，以使燃气热水器能稳定安全的持续工作，而当检测到风机转速处在补偿界限转速值以下时，单片机控制器1控制风机驱动模块5降低风机2的驱动电流或驱动电压，取消供风补偿，实现热水器持续稳定工作。

Claims (8)

1.一种燃气热水器的排烟遇阻控制方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步、设定风机的工作参数：驱动电流I，驱动电压U，标准转速值V0、报警上限转速值V3、补偿下限转速值V2、预设时间T、补偿界限转速值V1，其中VO＜V1＜V2＜V3；
第二步、风机转速检测模块实时检测风机转速V；
第三步、当检测到风机转速V大于或等于当前报警上限转速值V3的持续时间超过预设时间T，即风机排烟遇阻严重时，热水器停止工作并报警处理；
第四步、热水器在燃烧状态下，当检测到风机转速V在V3与V2之间，即风机排烟遇阻时，单片机控制器控制风机驱动模块增大风机的驱动电流I或驱动电压U，提高风机转速，增加供风量，进行供风补偿；
第五步、热水器在燃烧状态下，当风机转速V小于或等于V1时，单片机控制器控制风机驱动模块降低风机的驱动电流I或驱动电压U，取消供风补偿。
2.根据权利要求1所述的一种燃气热水器的排烟遇阻控制方法，其特征在于所述的标准转速值V0的范围是1000～6000转/分。
3.根据权利要求1所述的一种燃气热水器的排烟遇阻控制方法，其特征在于所述的报警上限转速值V3为标准转速值V0的120％～140％。
4.根据权利要求1所述的一种燃气热水器的排烟遇阻控制方法，其特征在于所述的补偿下限转速值V2为标准转速值V0的112％～118％。
5.根据权利要求1所述的一种燃气热水器的排烟遇阻控制方法，其特征在于所述的补偿界限转速值V1为标准转速值V0的103％～110％。
6.根据权利要求1或5所述的一种燃气热水器的排烟遇阻控制方法，其特征在于所述的预设时间T为1～15秒。
7.根据权利要求1所述的一种燃气热水器的排烟遇阻控制方法，其特征在于在第一步中，所述的V0、V1、V2、V3的设定值随驱动电流I或驱动电压U的增大而增大，减小而减小。
8.一种燃气热水器的排烟遇阻控制系统，包括有单片机控制器(1)、风机(2)、燃气阀体(3)、燃气阀体驱动控制模块(4)、火焰检测模块(7)，其特征在于还包括有：
连接在单片机控制器(1)与风机(2)之间的风机驱动模块(5)，所述风机驱动模块(5)在单片机控制器(1)控制下，输出驱动电流或驱动电压以改变风机(2)的转速；
连接在风机(2)上用于实时检测风机(2)转速并把信号发送给单片机控制器(1)来判断排风口排烟情况的风机转速检测模块(6)，所述风机转速检测模块(6)的信号输出端与单片机控制器(1)连接，当风机转速检测模块(6)检测到风机转速处在报警上限转速值以上且持续时间超过预设时间时，单片机控制器(1)控制燃气阀体驱动控制模块(4)停止送气，热水器停止工作并报警进入故障处理；在火焰检测模块(7)检测到热水器处于燃烧状态，当检测到风机转速处在报警上限转速值与补偿下限转速值之间时，单片机控制器(1)控制风机驱动模块(5)增大风机(2)的驱动电流或驱动电压，进行供风补偿，而且控制燃气阀体驱动控制模块(4)适当减少燃气阀体(3)的送气速度，以使燃气热水器能稳定安全的持续工作，而当检测到风机转速处在补偿界限转速值以下时，单片机控制器(1)控制风机驱动模块(5)降低风机(2)的驱动电流或驱动电压，取消供风补偿，实现热水器持续稳定工作。
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