CN105526713B - 一种燃气热水器温度调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气热水器温度调节方法，所述燃气热水器包括有一个冷水入水口和两个热水出水口，采用由水阀控制两路热水流量相对差值比例的方法控制燃气阀门的开度；当第一热水出水口的出口热水流量相对增大、第二热水出水口的出口热水流量相对减小时，燃气阀门的开度增大，反之，燃气阀门的开度减小。同时由冷水进水口的入口冷水温度叠加补偿燃气阀门的开度，当冷水进水口的入口冷水温度降低时，燃气阀门的开度增大，反之，燃气阀门的开度减小。所述方法无需有线或者无线遥控器，能够实现燃气热水器热水温度的远程调节，控制结果稳定可靠。

Description

一种燃气热水器温度调节方法

技术领域

本发明涉及一种燃气热水器控制技术，尤其是一种燃气热水器温度调节方法。

背景技术

燃气热水器如果温度设定不合适，给人带来很大不便，特别是在淋浴时，不带无线遥控或者远距离线控的燃气热水器温度无法调节，用混水阀添加冷水又容易导致燃气热水器熄火。采用无线遥控调节燃气热水器温度，受安装位置的限制，很多场合遥控器信号无法传送至燃气热水器。采用远距离线控方式时，专用的防水有线遥控器成本高，需要预先埋线，长期在浴室等潮湿环境下工作，电子式的有线遥控器故障率高。

发明内容

本发明的目的是为远距离控制燃气热水器的热水温度提供一种解决方案，即能够远距离调节燃气热水器的温度的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种燃气热水器温度调节方法，包括：

所述燃气热水器包括有控制器、第一流量传感器、第二流量传感器、第一热水出水口、第二热水出水口、冷水进水口、冷水温度传感器、燃气流量控制驱动模块。所述燃气热水器由冷水管连接在冷水进水口和热交换器之间；第一热水管的一端连接至第一热水出水口，另外一端连通至主热水管出水端；第二热水管的一端连接至第二热水出水口，另外一端连通至主热水管出水端；主热水管的入水端连接至热交换器。

所述第一流量传感器安装在第一热水出水口之前，用于检测第一热水出水口的出口热水流量；所述第二流量传感器安装在第二热水出水口之前，用于检测第二热水出水口的出口热水流量；所述冷水温度传感器安装在冷水进水口之后，用于检测冷水进水口的入口冷水温度。

所述第一流量传感器与控制器之间有电连接，用于将第一热水出水口的出口热水流量信号传递至控制器；所述第二流量传感器与控制器之间有电连接，用于将第二热水出水口的出口热水流量信号传递至控制器；所述冷水温度传感器与控制器之间有电连接，用于将冷水进水口的入口冷水温度信号传递至控制器；所述燃气流量控制驱动模块与控制器之间有电连接，用于控制器通过燃气流量控制驱动模块控制改变燃气阀门的开度。

所述温度调节方法是，由第一热水出水口、第二热水出水口的出口热水流量的相对大小控制燃气阀门的开度；当第一热水出水口的出口热水流量相对增大、第二热水出水口的出口热水流量相对减小时，控制燃气阀门的开度增大，反之，控制燃气阀门的开度减小；由冷水进水口的入口冷水温度叠加补偿燃气阀门的开度，当冷水进水口的入口冷水温度降低时，控制燃气阀门的开度增大，反之，控制燃气阀门的开度减小。

所述第一热水出水口、第二热水出水口的出口热水流量的相对大小由混水阀调节改变；所述混水阀的2个进水口分别由水管连接至燃气热水器的第一热水出水口、第二热水出水口。

所述第一热水出水口、第二热水出水口的出口热水流量的相对大小或者由第一调节阀、第二调节阀共同调节改变；所述第一调节阀的入水口经水管连接至燃气热水器的第一热水出水口，第二调节阀的入水口经水管连接至燃气热水器的第二热水出水口；所述第一调节阀、第二调节阀的出水口连通为一个出水端。

所述燃气阀门的开度由燃气阀门的开度控制值控制；所述燃气阀门的开度控制值按照式

进行计算，其中，P是燃气阀门的开度控制值，Q1、Q2分别是第一热水出水口、第二热水出水口的出口热水流量，T1是入口冷水温度，T0是补偿基准温度值，K1是叠加补偿系数，K2是灵敏度系数，Pmin是燃气阀门的最小开度控制值。

所述温度调节方法的步骤是：

步骤S1，初始化；

步骤S2，对第一热水出水口、第二热水出水口的出口热水流量进行采样；对冷水进水口的入口冷水温度进行采样；

步骤S3，计算燃气阀门的开度控制值；

步骤S4，根据燃气阀门的开度控制值改变燃气阀门的开度，控制燃气热水器温度；

步骤S5，其他处理及等待；下一次采样时刻到时，转到步骤S2。

所述燃气热水器还包括热交换器和水管，以及电源模块、风机控制驱动模块、点火控制与火焰检测模块。

本发明的有益效果是，无需有线或者无线遥控器，采用通过水阀控制两路热水流量、结合入口冷水温度补偿的方法，实现燃气热水器热水温度的远程调节，控制结果稳定可靠。

附图说明

图1为燃气热水器温度调节方法的系统实施例1结构框图。

图2为燃气热水器温度调节方法的系统实施例2结构框图。

图3为燃气热水器检测控制电路原理框图。

图4为温度调节控制流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

燃气热水器温度调节方法的系统实施例1结构框图如图1所示，由热交换器101、第一流量传感器201、第二流量传感器202、第一热水出水口203、第二热水出水口204、冷水进水口205、冷水温度传感器206、混水阀301以及冷水管401、主热水管402、第一热水管403、第二热水管404、第一连接水管405、第二连接水管406、混合热水管407、出水喷头302组成。

所述燃气热水器有1个冷水进水口和2个热水出水口，冷水管401连接在冷水进水口205和热交换器101之间；第一热水管403的一端连接至第一热水出水口203，另外一端连通至主热水管402出水端；第二热水管404的一端连接至第二热水出水口204，另外一端连通至主热水管402出水端；主热水管402的入水端连接至热交换器101。

所述第一流量传感器201安装在第一热水出水口203之前，用于检测第一热水出水口的出口热水流量；所述第二流量传感器202安装在第二热水出水口204之前，用于检测第二热水出水口的出口热水流量；所述冷水温度传感器206安装在冷水进水口205之后。具体来说，第一流量传感器201安装在第一热水管403上，第二流量传感器202安装在第二热水管404上，冷水温度传感器206安装在冷水管401上。

混水阀301的2个进水口分别由第一连接水管405、第二连接水管406连接至燃气热水器的第一热水出水口203、第二热水出水口204；混水阀301的出水口由混合热水管407连接至出水喷头302。混水阀301为冷水、热水混水阀时，第一连接水管405连接至混水阀301的热水进水口，第二连接水管406连接至混水阀301的冷水进水口。

燃气热水器温度调节方法的系统实施例2结构框图如图2所示，与实施例1的不同之处在于，使用第一调节阀303、第二调节阀304代替混水阀301；第一调节阀303的入水口经第一连接水管405连接至燃气热水器的第一热水出水口203，第二调节阀304的入水口经第二连接水管406连接至燃气热水器的第二热水出水口204。第一调节阀303、第二调节阀304的出水口连通为一个出水端与混合热水管407相连接。

所述燃气热水器还包括有控制器210、燃气流量控制驱动模块211，燃气热水器检测控制电路原理框图如图3所示。第一流量传感器201设有第一流量信号输出端OUT1，用于检测第一热水出水口203的出口热水流量，第一流量信号为电信号，信号类型是脉冲频率，或者是电压，又或者是电流。第二流量传感器202设有第二流量信号输出端OUT2，用于检测第二热水出水口204的出口热水流量，第二流量信号为电信号，信号类型是脉冲频率，或者是电压，又或者是电流。冷水温度传感器206设有冷水温度信号输出端OUT3，用于检测冷水进水口205的入口冷水温度，冷水温度信号为电信号，信号类型是数字信号，或者是电压，又或者是电流。

燃气流量控制驱动模块211设有燃气阀驱动信号输入端IN4，用于驱动控制燃气阀门的开度，燃气阀驱动信号为电信号，信号类型是PWM脉冲，或者是电压，又或者是电流。

控制器210设有第一流量信号输入端IN1、第二流量信号输入端IN2、冷水温度信号输入端IN3、燃气阀驱动信号输出端OUT4；第一流量信号输入端IN1、第二流量信号输入端IN2、冷水温度信号输入端IN3分别连接至第一流量信号输出端OUT1、第二流量信号输出端OUT2、冷水温度信号输出端OUT3，燃气阀驱动信号输出端OUT4连接至燃气阀驱动信号输入端IN4。

所述燃气热水器温度调节的原理是：

调节混水阀301，或者是调节第一调节阀303、第二调节阀304改变第一热水出水口203、第二热水出水口204的出口热水流量。由第一热水出水口203、第二热水出水口204的出口热水流量的相对大小控制燃气阀门的开度；当第一热水出水口203的出口热水流量相对增大、第二热水出水口204的出口热水流量相对减小时，控制燃气阀门的开度增大；反之，控制燃气阀门的开度减小。由冷水进水口205的入口冷水温度叠加补偿燃气阀门的开度；当冷水进水口205的入口冷水温度降低时，控制燃气阀门的开度增大；反之，控制燃气阀门的开度减小。

所述燃气阀门的开度增大，则燃气热水器燃烧功率增大，热水器出口热水温度增高；所述燃气阀门的开度减小，则燃气热水器燃烧功率减小，热水器出口热水温度降低。

设第一热水出水口203、第二热水出水口204的出口热水流量分别是Q1、Q2，冷水进水口205的入口冷水温度是T1，则燃气阀门的开度控制值P按照式

进行计算，其中，T0是补偿基准温度值，取值区间为30～40℃，典型值为35℃；K1是叠加补偿系数，取值区间为0～0.03，典型值为0.02；K2是灵敏度系数，取值区间为0.4～1，典型值为0.5；Pmin为燃气阀门的最小开度控制值，取值区间为0～0.5。所述入口冷水温度T1、补偿基准温度值T0的单位是℃，所述流量Q1、Q2的单位是L/min。

所述控制器210由微控制器和外围电路组成。微控制器优选单片机，或者选择ARM、DSP等其他器件。

当第一流量信号、第二流量信号的信号类型为脉冲频率时，第一流量信号输入端IN1、第二流量信号输入端IN2为微控制器内部计数器的计数输入端。

当冷水温度传感器206输出的冷水温度信号为数字信号时，冷水温度信号输入端IN3为微控制器内部与冷水温度传感器206输出接口匹配的相应接口。

当第一流量信号、第二流量信号、冷水温度信号中的部分或者全部为模拟信号，即为电压，或者是电流时，第一流量信号输入端IN1、第二流量信号输入端IN2、冷水温度信号输入端IN3中相应的端口为A/D转换器的模拟信号输入端。所述A/D转换器受微控制器控制并由微控制器读取数据，优选地，所述A/D转换器包括在微控制器内部。

所述燃气流量控制驱动模块211由燃气比例阀和相关驱动电路组成，燃气阀驱动信号优选PWM脉冲。当燃气流量控制驱动模块211由PWM脉冲控制燃气阀门的开度时，PWM脉冲的占空比即为燃气阀门的开度控制值P；P＝1时，PWM脉冲的占空比为100％；P＝0.5时，PWM脉冲的占空比为50％。前述Pmin的作用一是避开燃气比例阀的控制死区；二是维持燃气的最小流量，避免燃气热水器熄火。

所述燃气热水器还包括风机控制驱动模块、点火控制与火焰检测模块等。进一步地，所述燃气热水器还选择性地包括热水温度检测模块、温度值显示模块、风压检测模块、蜂鸣器模块中的部分模块或者全部模块。

所述恒温燃气热水器还包括有电源模块，用于向控制器210、第一流量传感器201、第二流量传感器202、冷水温度传感器206、燃气流量控制驱动模块211以及其他模块供电。

控制器210进行温度调节控制的流程如图4所示，温度调节方法的步骤是：

步骤S1，初始化；

步骤S2，对第一热水出水口203、第二热水出水口204的出口热水流量Q1、Q2进行采样；对冷水进水口205的入口冷水温度T1进行采样；

步骤S3，计算燃气阀门的开度控制值P；

步骤S4，根据P改变燃气阀门的开度，控制燃气热水器温度；

步骤S5，其他处理及等待；下一次采样时刻到时，转到步骤S2。

控制器210除控制燃气热水器温度外，还要进行其他控制。所述其他处理及等待，包括控制器210需要完成的风机控制驱动、点火控制等，以及等待。

所述下一次采样时刻到时的控制，控制器210采用软件延时，或者是定时器定时实现。

所述第一流量传感器201、第二流量传感器202优选同一类型、同一量程范围的水流量传感器。进一步地，所述第一流量传感器201、第二流量传感器202优选采用低成本的、输出信号类型为脉冲频率的霍尔水流量传感器。

所述冷水温度传感器206优选带数字信号输出接口的集成一体化传感器。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种燃气热水器温度调节方法，其特征在于：

所述燃气热水器包括有控制器、第一流量传感器、第二流量传感器、第一热水出水口、第二热水出水口、冷水进水口、冷水温度传感器、燃气流量控制驱动模块；

所述燃气热水器由冷水管连接在冷水进水口和热交换器之间；第一热水管的一端连接至第一热水出水口，另外一端连通至主热水管出水端；第二热水管的一端连接至第二热水出水口，另外一端连通至主热水管出水端；主热水管的入水端连接至热交换器；

所述第一流量传感器安装在第一热水出水口之前，用于检测第一热水出水口的出口热水流量；所述第二流量传感器安装在第二热水出水口之前，用于检测第二热水出水口的出口热水流量；所述冷水温度传感器安装在冷水进水口之后，用于检测冷水进水口的入口冷水温度；

所述第一流量传感器与控制器之间有电连接，用于将第一热水出水口的出口热水流量信号传递至控制器；所述第二流量传感器与控制器之间有电连接，用于将第二热水出水口的出口热水流量信号传递至控制器；所述冷水温度传感器与控制器之间有电连接，用于将冷水进水口的入口冷水温度信号传递至控制器；所述燃气流量控制驱动模块与控制器之间有电连接，用于控制器通过燃气流量控制驱动模块控制改变燃气阀门的开度；

所述温度调节方法是，由第一热水出水口、第二热水出水口的出口热水流量的相对大小控制燃气阀门的开度；当第一热水出水口的出口热水流量相对增大、第二热水出水口的出口热水流量相对减小时，控制燃气阀门的开度增大，反之，控制燃气阀门的开度减小；由冷水进水口的入口冷水温度叠加补偿燃气阀门的开度，当冷水进水口的入口冷水温度降低时，控制燃气阀门的开度增大，反之，控制燃气阀门的开度减小；

所述第一热水出水口、第二热水出水口的出口热水流量的相对大小由混水阀调节改变，混水阀的2个进水口分别由水管连接至燃气热水器的第一热水出水口、第二热水出水口；所述第一热水出水口、第二热水出水口的出口热水流量的相对大小或者是由第一调节阀、第二调节阀共同调节改变，第一调节阀的入水口经水管连接至燃气热水器的第一热水出水口，第二调节阀的入水口经水管连接至燃气热水器的第二热水出水口，第一调节阀、第二调节阀的出水口连通为一个出水端。

2.如权利要求1所述的燃气热水器温度调节方法，其特征在于：所述燃气阀门的开度由燃气阀门的开度控制值控制；所述燃气阀门的开度控制值按照式

进行计算，其中，P是燃气阀门的开度控制值，Q1、Q2分别是第一热水出水口、第二热水出水口的出口热水流量，T1是入口冷水温度，T0是补偿基准温度值，K1是叠加补偿系数，K2是灵敏度系数，Pmin是燃气阀门的最小开度控制值。

3.如权利要求2所述的燃气热水器温度调节方法，其特征在于：所述T0的取值区间为30～40℃；K1的取值区间为0～0.03；K2的取值区间为0.4～1；Pmin的取值区间为0～0.5。

4.如权利要求2所述的燃气热水器温度调节方法，其特征在于：所述温度调节方法的步骤是：

步骤S1，初始化；

步骤S2，对第一热水出水口、第二热水出水口的出口热水流量进行采样；对冷水进水口的入口冷水温度进行采样；

步骤S3，计算燃气阀门的开度控制值；

步骤S4，根据燃气阀门的开度控制值改变燃气阀门的开度，控制燃气热水器温度；

步骤S5，其他处理及等待；下一次采样时刻到时，转到步骤S2。

5.如权利要求4所述的燃气热水器温度调节方法，其特征在于：所述其他处理及等待，是控制器除进行燃气热水器的温度调节外，还要进行的燃气热水器的其他控制，以及等待。

6.如权利要求1所述的燃气热水器温度调节方法，其特征在于：所述燃气热水器还包括热交换器和水管，以及电源模块、风机控制驱动模块、点火控制与火焰检测模块。

7.如权利要求1所述的燃气热水器温度调节方法，其特征在于：所述第一流量传感器、第二流量传感器为同一类型、同一量程范围的水流量传感器。

8.如权利要求1所述的燃气热水器温度调节方法，其特征在于：所述燃气流量控制驱动模块由燃气比例阀和相关驱动电路组成；所述燃气流量控制驱动模块的驱动信号类型是PWM脉冲。