CN105605796B - 一种燃气自适应式的燃气热水器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃气自适应式的燃气热水器及其控制方法，燃气热水器包括燃烧火排、火排开关阀、燃气比例阀、总燃气开关阀、风机、一次压力传感器、二次压力传感器、控制器和燃气管路；所述火排开关阀、燃气比例阀、总燃气开关阀由上到下依次设置在所述燃气管路上；所述一次压力传感器设置在所述总燃气开关阀和燃气进气口之间的燃气管路上，所述二次压力传感器设置在所述燃气比例阀和火排开关阀之间的燃气管路上；所述控制器上配置有显示器。本发明使热水器能够自主感知燃气压力的变化情况，能够自动修正比例阀偏差使燃烧工况更加稳定，能够自动调节点火和大、小负荷压力，保证用户在高、低气压时使用热水器，增加了燃气热水器的适应性。
Description
技术领域
本发明属于热水器技术领域，具体涉及一种燃气自适应式的燃气热水器及其控制方法。
背景技术
燃气热水器已经成了家庭生活中的生活必须品。尤其是具有恒温功能的燃气热水器，为我们提供了各种温度恒定的热水：睡前，让我们能够舒舒服服的洗一个热水澡，解除一身疲劳；寒冷的冬季，不会让我们用冰凉的水洗菜；清晨，让我们能够用温水舒适的洗漱；饭后，用合适热水洗涤餐具。
然而，就在我们越来越离不开它的时候，它却偏偏给我们带来一系列的问题：当燃气压力高于或低于国标压力时，热水器就会出现各种故障，例如熄火、排放超标和燃烧效率降低等。严重时，还会导致无法使用热水器，给我们的生活带来了不便。
国内现有燃气热水器，无法实现燃气压力的自动检测和调节，从而造成当燃气压力较低时，热水器无法感知，而依然按照燃气压力正常时的程序运行。一方面由于燃气压力低，使燃气供给不足，导致热水器熄火；另一方面由于空气供给量相对偏多，使热水器产生离焰现象，导致排放超标；另外空气供给量偏多时，还会使热水器燃烧效率降低，使热水器产水能力下降，导致出水温度更加不热。
在实际的应用过程中，一方面燃气比例阀本身存在的一定的偏差，导致火力大小的偏差；另一方面燃气比例阀在使用一段时间后，也会出现一定的偏差，导致火力大小的偏差，出现熄火，燃烧工况恶化，烟气排放超标，热效率降低等现象。
在热水器的生产过程中，每台热水器都要调整其点火二次压力、小负荷二次压力、大负荷二次压力到规定的范围内，而这些压力的调节都是靠人工调节，生产效率低下。
当燃气二次压力发生改变时，控制器无法感知，而依然按照正常压力时的程序运行，会出现熄火、排放超标等现象，尤其是工作在小负荷时，如果二次压力偏低，很容易导致热水器熄火；用户家中的天然气、液化气、人工煤气的供气压力偏低时，导致比例阀的输出燃气压力(二次压力)偏低，导致热水器熄火，不能使用；热水器的点火二次压力、小负荷二次压力、大负荷二次压力的调节靠人工调节，生产效率低下。
发明内容
为了克服现有技术方法的不足，本发明的目的在于提出一种燃气自适应式的燃气热水器及其控制方法，使热水器能够自主感知燃气压力的变化情况，根据燃气的压力变化快速地做出响应，能够自动修正比例阀偏差使燃烧工况更加稳定，能够自动调节点火和大、小负荷压力，保证用户在高、低气压时也能使用热水器，最大程度地增加了燃气热水器的适应性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种燃气自适应式的燃气热水器，包括一次压力传感器、二次压力传感器、总燃气开关阀、燃气比例阀、火排开关阀、燃烧火排、风机、控制器、燃气主管和燃气支管；
所述燃气主管连通所述燃气支管和燃气进气口，所述燃气支管连通至所述燃烧火排；在所述燃气主管上由上到下依次设置燃气比例阀和总燃气开关阀，所述火排开关阀设置在所述燃气支管上；所述一次压力传感器设置在所述总燃气开关阀和燃气进气口之间的燃气主管上，所述二次压力传感器设置在所述燃气比例阀和火排开关阀之间的燃气主管上；所述火排开关阀、燃气比例阀、总燃气开关阀和风机的控制端与所述控制器的信号输出端相连，所述一次压力传感器和二次压力传感器连接至所述控制器的信号输入端；所述控制器上配置有显示器。
进一步的是，所述燃烧火排分为大段火火排和小段火火排。
进一步的是，所述燃气支管包括大段火支管和小段火支管，大段火支管连通燃气主管至所述大段火火排，小段火支管连通燃气主管至所述小段火火排。
进一步的是，在所述大段火支管和小段火支管上均设置有火排开关阀，大段火支管上的为大段火开关阀，小段火支管上的为小段火开关阀。
进一步的是，所述燃烧火排包括12个燃烧片，所述大段火包括8个燃烧片，所述小段火包括4个燃烧片。
另一方面，本发明还提供了一种燃气自适应式的燃气热水器的控制方法，包括：
（1）当一次压力传感器检测到没有燃气压力时，控制器控制显示器显示提示信息，提示信息包括停气、燃气一次压力值显示为0Pa或热水器不能工作，以提示用户此时不能使用热水器；
（2）当一次压力传感器检测的一次压力值过高或过低时，控制器控制显示器提示燃气气压偏高或偏低，并使燃气的压力值显示为实际的检测的一次压力值；如果此时热水器不能正常工作，那么显示器显示热水器不能工作，提示用户此时不能用热水器；
（3）当一次压力传感器检测的一次压力值在正常工作范围时，通过二次压力传感器采集燃气的二次压力值，控制器根据二次压力值控制火排开关阀、燃气比例阀、总燃气开关阀的开度以及风机工况，从而实现点火控制、精确控制燃烧工况、低气压判断与处理和自动调节热水器的大小负荷的控制。
进一步的是，所述点火控制包括：A.检测到的燃气二次压力值在正常点火范围内，如果未点燃火，则由控制器控制显示器提示点火系统出现故障；B.检测到的燃气二次压力值高于正常点火范围时，控制器减小对燃气比例阀的控制电流，使二次压力值恢复到正常点火范围内；C.检测到燃气二次压力值低于正常点火范围时，先采用正常点火程序点火，如果不成功，控制器加大对燃气比例阀的控制电流，使二次压力恢复到正常点火范围内；
精确控制燃烧工况：燃气热水器进入恒温阶段时，控制器实时采集燃气二次压力值与热水器的实际产水能力；经过控制器对比分析从而调节风机的功率，使风机的氧气供给量与燃气的流量相匹配，让热水器始终保持最佳燃烧空燃比；
低气压判断与处理：控制器检测到点火及进入恒温阶段的燃气二次压力值都低于正常值，且实际产水能力也同时偏低时，控制器进入低气压处理模式工作；
自动调节热水器的大小负荷：当热水器工作在最大或最小负荷时，控制器根据实时采集的燃气二次压力值与实际产水能力，通过调节比例阀的开度和风机的转速自动调节二次压力值和实际产水能力的大小，使其能工作在额定的产水能力范围内。
进一步的是，所述气压处理模式下：点火时，控制器关闭大段火开关阀并且打开小段火开关阀和总燃气开关阀，以增加低气压时点火的成功率；运行正常的点火程序点火，若点火失败，则通过实际检测的燃气二次压力值调整风机的转速，使风机的转速与二次压力值相匹配，从而再次点火；点火成功后，控制器控制小段火工作，并根据燃气二次压力值调整风机的转速使其能正常燃烧而不熄火；如果最大产水能力达到4kg/min时，则控制器控制大段火工作，并根据燃气二次压力值调整风机的转速使其能正常燃烧而不熄火；如果最大产水能力达到8kg/min时，则控制器控制大段火和小段火共同工作，并根据燃气二次压力值调整风机的转速使其能正常燃烧而不熄火。
采用本技术方案的有益效果：本发明所提出一种燃气自适应式的燃气热水器及其控制方法，使热水器能够自主感知燃气压力的变化情况，根据燃气的压力变化快速地做出响应；通过一次压力传感器和二次压力传感器的检测，并通过控制器控制燃气比例阀，能够自动修正燃气比例阀的偏差，使燃烧工况更加稳定；采集二次压力值通过控制器控制火排开关阀、燃气比例阀、总燃气开关阀以及风机，能够自动调节点火和大、小负荷压力；保证用户在高、低气压时也能使用热水器，最大程度地增加了燃气热水器的适应性。
附图说明
图1 为本发明的一种燃气自适应式的燃气热水器结构示意图；
图2 为本发明中控制器的连接关系示意图；
图3 为本发明中一种燃气自适应式的燃气热水器的工作示意图；
其中，1是二次压力传感器，2是总燃气开关阀，3是燃气比例阀，4是小段火开关阀，5是大段火开关阀，6是小段火气管，7是大段火气管，8是燃烧火排，9是控制器，10是一次压力传感器，11是风机，12是主燃气管，13是显示器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
在实施例中，参见图1和图2所示，一种燃气自适应式的燃气热水器，包括一次压力传感器10、二次压力传感器1、总燃气开关阀2、燃气比例阀3、火排开关阀、燃烧火排8、风机11、控制器9、燃气主管12和燃气支管；
所述燃气主管12连通所述燃气支管和燃气进气口，所述燃气支管连通至所述燃烧火排8；在所述燃气主管12上由上到下依次设置燃气比例阀3和总燃气开关阀2，所述火排开关阀设置在所述燃气支管上；所述一次压力传感器10设置在所述总燃气开关阀2和燃气进气口之间的燃气主管12上，所述二次压力传感器1设置在所述燃气比例阀3和火排开关阀之间的燃气主管12上；所述火排开关阀、燃气比例阀3、总燃气开关阀2和风机11的控制端与所述控制器9的信号输出端相连，所述一次压力传感器10和二次压力传感器1连接至所述控制器9的信号输入端；所述控制器9上配置有显示器13。
作为上述方案的优化方案，所述燃烧火排8分为大段火火排和小段火火排。
所述燃气支管包括大段火支管7和小段火支管6，大段火支管7连通燃气主管12至所述大段火火排，小段火支管7连通燃气主管12至所述小段火火排。
在所述大段火支管7和小段火支管6上均设置有火排开关阀，大段火支管7上的为大段火开关阀5，小段火支管6上的为小段火开关阀4。
优选的是，所述燃烧火排8包括12个燃烧片，所述大段火包括8个燃烧片，所述小段火包括4个燃烧片。
为配合本发明方法的实现，基于相同的发明构思，如图3所示，本发明还提供了一种燃气自适应式的燃气热水器的控制方法，包括：
（1）当一次压力传感器10检测到没有燃气压力时，控制器9控制显示器13显示提示信息，提示信息包括停气、燃气一次压力值显示为0Pa或热水器不能工作，以提示用户此时不能使用热水器；
（2）当一次压力传感器10检测的一次压力值过高或过低时，控制器9控制显示器13提示燃气气压偏高或偏低，并使燃气的压力值显示为实际检测的一次压力值；如果此时热水器不能正常工作，那么显示器13显示“热水器不能工作”等提示信息，提示用户此时不能用热水器；
（3） 当一次压力传感器10检测的一次压力值在正常工作范围时，通过二次压力传感器1采集燃气的二次压力值，控制器9根据二次压力值控制火排开关阀、燃气比例阀3、总燃气开关阀2的开度以及风机11工况，从而实现点火控制、精确控制燃烧工况、低气压判断与处理和自动调节热水器的大小负荷的控制。
其中，所述点火控制包括：A.检测到的燃气二次压力值在正常点火范围内，如果未点燃火，则由控制器9控制显示器13提示点火系统出现故障；B.检测到的燃气二次压力值高于正常点火范围时，控制器9减小对燃气比例阀3的控制电流，使二次压力值恢复到正常点火范围内；C.检测到燃气二次压力值低于正常点火范围时，先采用正常点火程序点火，如果不成功，控制器9加大对燃气比例阀3的控制电流，使二次压力恢复到正常点火范围内。
其中，精确控制燃烧工况：燃气热水器进入恒温阶段时，控制器9实时采集燃气二次压力值与热水器的实际产水能力；经过控制器9对比分析从而调节风机11的功率，使风机11的氧气供给量与燃气的流量相匹配，让热水器始终保持最佳燃烧空燃比。
其中，低气压判断与处理：控制器9检测到点火及进入恒温阶段的燃气二次压力值都低于正常值，且实际产水能力也同时偏低时，控制器9进入低气压处理模式工作。
其中，自动调节热水器的大小负荷：当热水器工作在最大或最小负荷时，控制器9根据实时采集的燃气二次压力值与实际的产水能力，通过调节比例阀的开度和风机的转速自动调节二次压力值和实际产水能力的大小，使其能工作在额定的产水能力范围内。
当运行在所述气压处理模式时，点火时，控制器9关闭大段火开关阀5并且打开小段火开关阀4和总燃气开关阀2，以增加低气压时点火的成功率；运行正常的点火程序点火，若点火失败，则通过实际检测的燃气二次压力值，调整风机11的转速，使风机11的转速与二次压力值相匹配，从而再次点火；点火成功后，控制器9控制小段火工作，并根据燃气二次压力值调整风机11的转速使其能正常燃烧而不熄火；如果最大产水能力达到4kg/min时，则控制器9控制大段火工作，并根据燃气二次压力值调整风机11的转速使其能正常燃烧而不熄火；如果最大产水能力达到8kg/min时，则控制器9控制大段火和小段火共同工作，并根据燃气二次压力值调整风机11的转速使其能正常燃烧而不熄火。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本实发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种燃气自适应式的燃气热水器的控制方法，其特征在于，包括一次压力传感器(10)、二次压力传感器(1)、总燃气开关阀(2)、燃气比例阀(3)、火排开关阀、燃烧火排(8)、风机(11)、控制器(9)和燃气主管(12)和燃气支管；
所述燃气主管(12)连通所述燃气支管和燃气进气口，所述燃气支管连通至所述燃烧火排(8)；在所述燃气主管(12)上由上到下依次设置燃气比例阀(3)和总燃气开关阀(2)，所述火排开关阀设置在所述燃气支管上；所述一次压力传感器(10)设置在所述总燃气开关阀(2)和燃气进气口之间的燃气主管(12)上，所述二次压力传感器(1)设置在所述燃气比例阀(3)和火排开关阀之间的燃气主管(12)上；所述火排开关阀、燃气比例阀(3)、总燃气开关阀(2)和风机(11)的控制端与所述控制器(9)的信号输出端相连，所述一次压力传感器(10)和二次压力传感器(1)连接至所述控制器(9)的信号输入端；所述控制器(9)上配置有显示器(13)；
当一次压力传感器(10)检测到没有燃气压力时，控制器(9)控制显示器(13)显示提示信息，提示信息包括停气、燃气一次压力值显示为0Pa或热水器不能工作，以提示用户此时不能使用热水器；
当一次压力传感器(10)检测的一次压力值过高或过低时，控制器(9)控制显示器(13)提示燃气气压偏高或偏低，并使燃气的压力值显示为实际检测的一次压力值；如果此时热水器不能正常工作，那么显示器(13)显示热水器不能工作，提示用户此时不能用热水器；
当一次压力传感器(10)检测的一次压力值在正常工作范围时，通过二次压力传感器(1)采集燃气的二次压力值，控制器(9)根据二次压力值控制火排开关阀、燃气比例阀(3)、总燃气开关阀(2)的开度以及风机(11)工况，从而实现点火控制、精确控制燃烧工况、低气压判断与处理和自动调节热水器的大小负荷的控制。
2.根据权利要求1所述的一种燃气自适应式的燃气热水器的控制方法，其特征在于，所述燃烧火排(8)分为大段火火排和小段火火排。
3.根据权利要求2所述的一种燃气自适应式的燃气热水器的控制方法，其特征在于，所述燃气支管包括大段火支管(7)和小段火支管(6)，大段火支管(7)连通燃气主管(12)至所述大段火火排，小段火支管(6)连通燃气主管(12)至所述小段火火排。
4.根据权利要求3所述的一种燃气自适应式的燃气热水器的控制方法，其特征在于，在所述大段火支管(7)和小段火支管(6)上均设置有火排开关阀，大段火支管(7)上的为大段火开关阀(5)，小段火支管(6)上的为小段火开关阀(4)。
5.根据权利要求4所述的一种燃气自适应式的燃气热水器的控制方法，其特征在于，所述燃烧火排(8)包括12个燃烧片，所述大段火包括8个燃烧片，所述小段火包括4个燃烧片。
6.根据权利要求5所述的一种燃气自适应式的燃气热水器的控制方法，其特征在于，
所述点火控制包括：A.检测到的燃气二次压力值在正常点火范围内，如果未点燃火，则由控制器(9)控制显示器(13)提示点火系统出现故障；B.检测到的燃气二次压力值高于正常点火范围时，控制器(9)减小对燃气比例阀(3)的控制电流，使二次压力值恢复到正常点火范围内；C.检测到燃气二次压力值低于正常点火范围时，先采用正常点火程序点火，如果不成功，控制器(9)加大对燃气比例阀(3)的控制电流，使二次压力恢复到正常点火范围内；
精确控制燃烧工况：燃气热水器进入恒温阶段时，控制器(9)实时采集燃气二次压力值与热水器的实际产水能力；经过控制器(9)对比分析从而调节风机(11)的功率，使风机(11)的氧气供给量与燃气的流量相匹配，让热水器始终保持最佳燃烧空燃比；
低气压判断与处理：控制器(9)检测到点火及进入恒温阶段的燃气二次压力值都低于正常值，且实际产水能力也同时偏低时，控制器(9)进入低气压处理模式工作；
自动调节热水器的大小负荷：当热水器工作在最大或最小负荷时，控制器(9)根据实时采集的燃气二次压力值与实际产水能力，通过调节比例阀的开度和风机的转速自动调节二次压力值和实际产水能力的大小，使其能工作在额定的产水能力范围内。
7.根据权利要求6所述的一种燃气自适应式的燃气热水器的控制方法，其特征在于，低气压处理模式下：
点火时，控制器(9)关闭大段火开关阀(5)并且打开小段火开关阀(4)和总燃气开关阀(2)，以增加低气压时点火的成功率；运行正常的点火程序点火，若点火失败，则通过实际检测的燃气二次压力值调整风机(11)的转速，使风机(11)的转速与二次压力值相匹配，从而再次点火；
点火成功后，控制器(9)控制小段火工作，并根据燃气二次压力值调整风机(11)的转速使其能正常燃烧而不熄火；如果最大产水能力达到4kg/min时，则控制器(9)控制大段火工作，并根据燃气二次压力值调整风机(11)的转速使其能正常燃烧而不熄火；如果最大产水能力达到8kg/min时，则控制器(9)控制大段火和小段火共同工作，并根据燃气二次压力值调整风机(11)的转速使其能正常燃烧而不熄火。
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