CN105526714B - 远程调节燃烧功率的燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远程调节燃烧功率的燃气热水器，所述燃气热水器包括有两个热水出水口和一个冷水入水口，采用通过水阀远程控制两路热水流量的方法，依据调节灵敏度调节燃气热水器的燃烧功率；由冷水进水口的入口冷水温度控制调节灵敏度的大小，当冷水进水口的入口冷水温度降低时，增大调节灵敏度；当冷水进水口的入口冷水温度增高时，减小调节灵敏度；由冷水进水口的入口冷水流量控制调节灵敏度的大小，当冷水进水口的入口冷水流量减小时，减小调节灵敏度；当冷水进水口的入口冷水流量增大时，增大调节灵敏度。所述装置无需有线或者无线遥控器，能够实现燃气热水器燃烧功率的远程调节，调节结果稳定可靠。

Description

远程调节燃烧功率的燃气热水器

技术领域

本发明涉及一种燃气热水器，尤其是一种远程调节燃烧功率的燃气热水器。

背景技术

燃气热水器如果温度设定不合适，将给人带来不便，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烧功率的燃气热水器。

为了实现上述目的，本发明提供了一种远程调节燃烧功率的燃气热水器，包括：

所述燃气热水器包括有控制器、热交换器、第一霍尔水流量传感器、第二霍尔水流量传感器、冷水温度传感器、燃气流量控制驱动模块、第一热水出水口、第二热水出水口、冷水进水口以及冷水管、主热水管、第一热水管、第二热水管。

所述冷水管连接在冷水进水口和热交换器之间；所述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；所述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；所述主热水管的入水端连接至热交换器。

所述第一霍尔水流量传感器安装在冷水管上，或者是安装在主热水管主热水管上，用于检测冷水入水口的入口冷水流量；所述第二霍尔水流量传感器安装在第一热水管上，用于检测第一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管上，用于检测冷水进水口的入口冷水温度。

所述第一霍尔水流量传感器设有第一脉冲信号输出端，第二霍尔水流量传感器设有第二脉冲信号输出端；所述控制器设有第一脉冲信号输入端和第二脉冲信号输入端，所述第一脉冲信号输入端、第二脉冲信号输入端分别连接至第一脉冲信号输出端、第二脉冲信号输出端。

所述冷水温度传感器设有冷水温度信号输出端，燃气流量控制驱动模块设有燃气阀驱动信号输入端；所述控制器还设有冷水温度信号输入端、燃气阀驱动信号输出端；所述冷水温度信号输入端连接至冷水温度信号输出端，燃气阀驱动信号输出端连接至燃气阀驱动信号输入端。

所述燃气热水器由第一热水出水口的出口热水流量与冷水入水口的入口冷水流量之间的比值依据调节灵敏度计算燃气阀门的开度控制值，由燃气阀门的开度控制值控制燃气阀门的开度，由燃气阀门的开度来调节燃烧功率；由冷水进水口的入口冷水温度控制调节灵敏度的大小，当冷水进水口的入口冷水温度降低时，增大调节灵敏度；当冷水进水口的入口冷水温度增高时，减小调节灵敏度；由冷水进水口的入口冷水流量控制调节灵敏度的大小，当冷水进水口的入口冷水流量减小时，减小调节灵敏度；当冷水进水口的入口冷水流量增大时，增大调节灵敏度。

所述第一热水出水口的出口热水流量与冷水入水口的入口冷水流量之间的比值由混水阀调节改变；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的出口热水流量与冷水入水口的入口冷水流量之间的比值或者由第一调节阀、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。

所述调节灵敏度按照式

进行计算，其中，K是调节灵敏度；Q1是冷水入水口的入口冷水流量，单位为L/min；T1是冷水进水口的入口冷水温度；T0是补偿基准温度值，取值区间为30～40，典型值为35；T1、T0的单位是℃；K0是基准灵敏度系数，取值区间为0.4～1，典型值为0.5；K1是灵敏度调整系数，取值区间为0～0.003，典型值为0.0015。

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，或者按照式

进行计算，其中，P为燃气阀门的开度控制值；Q2是第一热水出水口的出口热水流量，单位为L/min；Pmin为燃气阀门的最小开度控制值，取值区间为0～0.5。

所述控制器调节燃烧功率的步骤是：

步骤S1，初始化；

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

步骤S3，计算调节灵敏度；

步骤S4，计算燃气阀门的开度控制值；

步骤S5，根据燃气阀门的开度控制值改变燃气阀门的开度，调节燃气热水器的燃烧功率；

步骤S6，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电源模块、热水温度检测模块、燃气流量控制驱动模块、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的方法，实现燃气热水器燃烧功率的远程调节，调节结果稳定可靠。

附图说明

图1为远程调节燃烧功率的燃气热水器实施例1结构框图。

图2为远程调节燃烧功率的燃气热水器实施例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为控制器计算调节燃烧功率的流程图。

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。

远程调节燃烧功率的燃气热水器实施例1结构框图如图1所示，其中，燃气热水器包括热交换器101、第一霍尔水流量传感器201、第二霍尔水流量传感器202、冷水温度传感器206、第一热水出水口203、第二热水出水口204、冷水进水口205、冷水管401、主热水管402、第一热水管403、第二热水管404，以及与燃气热水器共同实现远程调节燃烧功率的混水阀301、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。

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。第一霍尔水流量传感器201安装在冷水管401上，或者安装在主热水管402。第二霍尔水流量传感器202安装在第一热水管403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。冷水温度传感器206安装在冷水管401上。

远程调节燃烧功率的燃气热水器实施例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。第一霍尔水流量传感器201设有第一脉冲信号输出端OUT1，用于检测冷水入水口205的入口冷水流量，第一脉冲信号的信号类型是脉冲频率。第二霍尔水流量传感器202设有第二脉冲信号输出端OUT2，用于检测第一热水出水口203的出口热水流量，第二脉冲信号的信号类型是脉冲频率。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设有第一脉冲信号输入端IN1、第二脉冲信号输入端IN2；第一脉冲信号输入端IN1、第二脉冲信号输入端IN2分别连接至第一脉冲信号输出端OUT1、第二脉冲信号输出端OUT2。

控制器 210还设有冷水温度信号输入端IN3、燃气阀驱动信号输出端OUT4；冷水温度信号输入端IN3连接至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。

所述远程调节燃烧功率的燃气热水器的工作原理是：

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，冷水入水口205的入口冷水流量为第一热水出水口203与第二热水出水口204的出口热水流量之和。由第一热水出水口203的出口热水流量与冷水入水口205的入口冷水流量之间的比值依据调节灵敏度控制燃气阀门的开度；由冷水进水口205的入口冷水温度控制调节灵敏度的大小；当冷水进水口205的入口冷水温度降低时，控制调节灵敏度增大；反之，控制调节灵敏度减小；由冷水进水口205的入口冷水流量控制调节灵敏度的大小；当冷水进水口205的入口冷水流量减小时，控制调节灵敏度减小；反之，控制调节灵敏度增大。

设第一热水出水口203的出口热水流量是Q2，冷水入水口205的入口冷水流量是Q1，冷水进水口205的入口冷水温度是T1，则调节灵敏度K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；K0是基准灵敏度系数，取值区间为0.4～1，典型值为0.5；K1是灵敏度调整系数，取值区间为0～0.003，典型值为0.0015。

调节燃烧功率的方法有两种，第一种方法是，增大第一热水出水口203的相对出口热水流量，则增大燃烧功率，具体有，当第一热水出水口203的出口热水流量Q2与冷水入水口205的入口冷水流量Q1之间的比值增大时，控制燃气阀门的开度增大，燃烧功率增大；反之，燃烧功率减小。燃气阀门的开度控制值P按照式

进行计算，其中，Pmin为燃气阀门的最小开度控制值，取值区间为0～0.5。

第二种方法是，增大第一热水出水口203的相对出口热水流量，则减小燃烧功率，具体有，当第一热水出水口203的出口热水流量Q2与冷水入水口205的入口冷水流量Q1之间的比值增大时，控制燃气阀门的开度减小，燃烧功率减小；反之，燃烧功率增大。燃气阀门的开度控制值P按照式

进行计算，其中，Pmin为燃气阀门的最小开度控制值，取值区间为0～0.5。

所述流量Q1、Q2的单位为L/min；入口冷水温度T1、补偿基准温度值T0的单位为℃。

流量Q1、Q2分别与第一霍尔水流量传感器201、第二霍尔水流量传感器202输出的脉冲频率成正比例关系。

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。第一脉冲信号输入端IN1、第二脉冲信号输入端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；当冷水温度信号为模拟信号，即为电压，或者是电流时，冷水温度信号输入端IN3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，燃气阀驱动信号为PWM脉冲，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、第一霍尔水流量传感器201、第二霍尔水流量传感器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计算调节燃烧功率的流程如图4所示，其步骤是：

步骤S1，初始化；

步骤S2，对第一热水出水口203的出口热水流量Q2、冷水入水口205的入口冷水流量Q1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，计算调节灵敏度K；

步骤S4，计算燃气阀门的开度控制值P；

步骤S5，根据P改变燃气阀门的开度，调节燃气热水器的燃烧功率；

步骤S6，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除控制燃气热水器的燃烧功率外，还要进行燃气热水器的其他控制。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。

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

所述第一霍尔水流量传感器201、第二霍尔水流量传感器202优选同一量程范围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 (10)

1.一种远程调节燃烧功率的燃气热水器，其特征在于：

所述燃气热水器包括有控制器、热交换器、第一霍尔水流量传感器、第二霍尔水流量传感器、冷水温度传感器、燃气流量控制驱动模块、第一热水出水口、第二热水出水口、冷水进水口以及冷水管、主热水管、第一热水管、第二热水管；

所述冷水管连接在冷水进水口和热交换器之间；所述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；所述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；所述主热水管的入水端连接至热交换器；

所述第一霍尔水流量传感器安装在冷水管上，用于检测冷水入水口的入口冷水流量；所述第二霍尔水流量传感器安装在第一热水管上，用于检测第一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管上，用于检测冷水进水口的入口冷水温度；

所述第一霍尔水流量传感器设有第一脉冲信号输出端，第二霍尔水流量传感器设有第二脉冲信号输出端；所述控制器设有第一脉冲信号输入端和第二脉冲信号输入端，所述第一脉冲信号输入端、第二脉冲信号输入端分别连接至第一脉冲信号输出端、第二脉冲信号输出端；

所述冷水温度传感器设有冷水温度信号输出端，燃气流量控制驱动模块设有燃气阀驱动信号输入端；所述控制器还设有冷水温度信号输入端、燃气阀驱动信号输出端；所述冷水温度信号输入端连接至冷水温度信号输出端，燃气阀驱动信号输出端连接至燃气阀驱动信号输入端；

所述燃气热水器由第一热水出水口的出口热水流量与冷水入水口的入口冷水流量之间的比值依据调节灵敏度计算燃气阀门的开度控制值，由燃气阀门的开度控制值控制燃气阀门的开度，由燃气阀门的开度来调节燃烧功率；由冷水进水口的入口冷水温度控制调节灵敏度的大小，当冷水进水口的入口冷水温度降低时，增大调节灵敏度；当冷水进水口的入口冷水温度增高时，减小调节灵敏度；由冷水进水口的入口冷水流量控制调节灵敏度的大小，当冷水进水口的入口冷水流量减小时，减小调节灵敏度；当冷水进水口的入口冷水流量增大时，增大调节灵敏度。

2.如权利要求1所述的远程调节燃烧功率的燃气热水器，其特征在于：所述第一热水出水口的出口热水流量与冷水入水口的入口冷水流量之间的比值由混水阀调节改变；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。

3.如权利要求1所述的远程调节燃烧功率的燃气热水器，其特征在于：所述第一热水出水口的出口热水流量与冷水入水口的入口冷水流量之间的比值由第一调节阀、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。

4.如权利要求1所述的远程调节燃烧功率的燃气热水器，其特征在于：所述调节灵敏度按照式

K＝K0+K1·(T0-T1)·Q1

进行计算，其中，K是调节灵敏度；Q1是冷水入水口的入口冷水流量，T1是冷水进水口的入口冷水温度；T0是补偿基准温度值，取值区间为30～40℃；K0是基准灵敏度系数，取值区间为0.4～1；K1是灵敏度调整系数，取值区间为0～0.003。

5.如权利要求4所述的远程调节燃烧功率的燃气热水器，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为燃气阀门的开度控制值；Q2是第一热水出水口的出口热水流量；Pmin为燃气阀门的最小开度控制值，取值区间为0～0.5。

6.如权利要求4所述的远程调节燃烧功率的燃气热水器，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为燃气阀门的开度控制值；Q2是第一热水出水口的出口热水流量；Pmin为燃气阀门的最小开度控制值，取值区间为0～0.5。

7.如权利要求1所述的远程调节燃烧功率的燃气热水器，其特征在于：所述控制器调节燃烧功率的步骤是：

步骤S1，初始化；

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

步骤S3，计算调节灵敏度；

步骤S4，计算燃气阀门的开度控制值；

步骤S5，根据燃气阀门的开度控制值改变燃气阀门的开度，调节燃气热水器的燃烧功率；

步骤S6，其他处理及等待；下一次采样时刻到时，转到步骤S2。

8.如权利要求1所述的远程调节燃烧功率的燃气热水器，其特征在于：所述第一霍尔水流量传感器、第二霍尔水流量传感器为同一量程范围的霍尔水流量传感器。

9.如权利要求1所述的远程调节燃烧功率的燃气热水器，其特征在于：所述燃气热水器还包括电源模块、热水温度检测模块、燃气流量控制驱动模块、风机控制驱动模块、点火控制与火焰检测模块。

10.如权利要求1所述的远程调节燃烧功率的燃气热水器，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。