CN105674572A - 具备自适应风机的燃气热水设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃气热水设备，其包括外壳、用于燃烧空气和燃气的混合物以产生热量的燃烧器、用于吸收燃烧器产生的热量并将热量传递给通过的水流的热交换器、用于向燃烧器送风并排出燃烧产生的烟气的风机、以及与风机连通以监测风机的运行状态的风压开关。一控制器与上述风机和风压开关电性连接，用于控制风机运行并检测风压开关的开启状态。该控制器在点火燃烧前的前清扫阶段会先控制风机以第一转速运行第一时间段并检测风压开关是否开启，如果风压开关未开启，则控制器还会控制风机以大于第一转速的第二转速运行第二时间段。由于采用了自适应风机，即当工况条件发生变化后，风机的转速可自动升高以适应工况条件，从而避免设备因工况条件发生变化而频繁误报故障。

Description

具备自适应风机的燃气热水设备

技术领域

本发明属于燃烧设备领域，具体涉及燃气热水设备的风机控制。

背景技术

燃气热水设备，如燃气热水器，其内通常设置有燃烧器、热交换器、风机、风压开关、控制器以及管路系统。风机用于向燃烧器输送燃烧所需的空气，并将燃烧产生的废烟气通过烟道排出。风压开关是用来确保风机的正常运作，并且可在排烟不畅的情况下能及时触发燃气关闭，以保证燃气不外泄，从而保护人身安全。热水器工作时，在点火燃烧前会有个前清扫阶段，就是风机会先高速运转一段时间，用于将设备内少量泄露的燃气预先排出。风机运转时，控制器会检测风压开关是否开启，如果开启，表明风机运转正常，这时会启动点火；而当风机排风不畅，如烟道堵塞时，风压开关无法开启，则控制器会控制风机停止运转。

然而，在前清扫阶段风压开关未开启并不一定表示烟道堵塞，也有可能是设定的工况条件发生了变化，如为适应用户家中的特殊安装条件，烟道被加长了；或者是设备安装在了高海拔地区；也有可能是由于季节交替等因素而导致气压的变化。显然，这些情况并不是设备真正发生了故障，而在现有的控制中，前清扫阶段风压未开启会促使设备停机并显示故障，从而需要厂家维修人员的出动，如此，一方面带来了不必要的麻烦，另一方面也影响了用户的正常使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃气热水设备，其提供自适应的风机，使设备可适用于较为广泛的工况条件，从而避免设备频繁误报故障，进而确保用户具有良好的使用体验。

为实现上述发明目的，本发明提供一种燃气热水设备，其包括：

外壳；

燃烧器，设置在外壳内，用于燃烧空气和燃气的混合物以产生热量；

热交换器，设置在外壳内，用于吸收燃烧器产生的热量并将热量传递给通过热交换器的水流；

风机，设置在外壳内，用于驱动供给燃烧器的空气；

风压开关，与风机连通以监测风机的运行状态；

控制器，与上述风机和风压开关电性连接，用于控制风机运行并检测风压开关的开启状态；所述控制器在点火燃烧前的前清扫阶段会先控制风机以第一转速运行第一时间段并检测风压开关是否开启，如果风压开关未开启，则控制器还会控制风机以大于第一转速的第二转速运行第二时间段。

作为本发明的进一步改进，风机以第二转速运行第二时间段后，控制器如果检测到风压开关还未开启，则进一步控制风机以大于第二转速的第三转速运行第三时间段。

作为本发明的进一步改进，风机以第三转速运行第三时间段后，控制器如果检测到风压开关仍旧未开启，则停止风机运转。

作为本发明的进一步改进，所述第一时间段、第二时间段和第三时间段均相同。

作为本发明的进一步改进，风机以第一转速运行第一时间段后，控制器如果检测到风压开关开启，则储存所述第一转速信息。

作为本发明的进一步改进，风机以第二转速运行第二时间段后，控制器如果检测到风压开关开启，则储存所述第二转速信息。

作为本发明的进一步改进，风机以第三转速运行第三时间段后，控制器如果检测到风压开关开启，则储存所述第三转速信息。

作为本发明的进一步改进，在前清扫阶段，控制器在驱动风机运转前先读取储存的转速信息，然后根据获取的转速信息控制风机在相应转速下运行，并检测风压开关是否开启。

作为本发明的进一步改进，当设备处于燃烧工作阶段，如果断电或发生故障导致风机停止运转，则储存的转速信息被重置为第一转速信息。

作为本发明的进一步改进，在特定时长后，所述储存的转速信息被重置为第一转速信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于采用了自适应风机，即当工况条件发生变化后，风机的转速可自动升高以适应工况条件，从而避免设备因工况条件发生变化而频繁误报故障；此外，为适应工况条件的变化，提升以后的转速会被储存以备下次开机可直接以该转速运行，不需要逐步提升转速进行尝试(如果风机需要在第三转速下工作)，从而避免设备前清扫时间的增加，进而确保用户具有良好的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的燃气热水设备一具体实施方式中的结构平面示意图；

图2是图1所示的燃气热水设备启动控制流程图；

图3是图1所示的燃气热水设备另一实施方式中的启动控制流程图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

燃气热水器和燃气锅炉都是以可燃气体为燃料，如天燃气、城市煤气、液化气、沼气等，通过燃烧可燃气体来加热热水以满足用户生活用水和/或中央供暖的需求。下述实施方式中将均以燃气热水器为例来对本发明进行说明，但本发明同样可应用于燃气锅炉。

首先参照图1所示的燃气热水器，该燃气热水热水器1包括外壳10，收容在外壳10中的燃烧器11、热交换器12、风机13、风压开关14、以及延伸出外壳10的进水管101、出水管102、和燃气输送管路103等。

外壳10可由若干面板拼接而成，以在其内形成收容空间以容纳各部件。适用于燃气热水器的燃烧器11通常包括燃烧器壳体，其内通常设置有燃烧器单元，如并排设置的若干火排片(未图示)。每一火排片上会设置有燃气-空气的混合通道，通过燃气输送管路103输送的燃气和一次空气在该混合通道内混合、并传递给位于火排片顶部的火孔以燃烧并生成热量。由于火排片的构造及布置为本领域技术人员所熟知，所以申请人在此不再予以赘述。

热交换器12安装在燃烧器11的上部，本实施方式中，热交换器可采用翅片管式热交换器，即热交换器壳体内设置有多个翅片，一吸热水管(未标示)迂回地穿过这些翅片，其两头分别与进水管101和出水管102连通。燃气-空气混合物在燃烧器壳体和热交换器壳体拼接后形成的燃烧室内燃烧，产生的热量被翅片所吸收，并进一步传递给流经吸热水管中的水，加热后的水通过出水管12传递给生活用水的水管，从而为用户提供饮用、洗浴等生活用水。

本实施方式中，风机13设置在燃烧器11下方，用于促进气体对流，以提供燃烧所需的空气，并促使燃烧产生的烟气通过排烟系统排出。风压开关14设置在外壳10内，其通常具有一负压检测口和一正压检测口。其中，负压检测口通过一通气管路与风机13连通，用于检测风机运行时产生的负压。本领域技术人员所熟知的是，风压开关是利用气体的静压来推动微动开关以实现电流的通断。风压开关内具有正压腔和负压腔，分别与正压检测口和负压检测口连通。两腔之间用皮膜隔离，当有压力源时皮膜移动以触动微动开关从而达到开/关目的。

一电控盒15设置在外壳10内以用于检测和控制燃气热水器内各电路器件的工作，如控制燃烧器11的点火单元(未图示)的点火、风机13的启动和关闭、燃气比例阀(未标示)的开度、以及风压开关14的开启状态等。控制盒15内设有包含控制器的控制电路，其中控制器可以是由若干电子元件按照一定布线方式连接而成的逻辑控制电路；也可以是存储有程序指令的微控制器(MCU)；或者是具有专有用途的集成芯片，如现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)等。由于控制器对燃气热水器内各电路器件的控制为本领域技术人员所熟知，所以申请人在此不再予以赘述。

下面结合图2所示的流程图来说明燃气热水器在一具体实施方式中的启动控制。燃气热水器1处于通电待机状态(步骤201)，当用户想要使用热水时会直接拧开水龙头，这时热水器内的水流传感器(未标示)能检测到水流的通过并反馈信号给控制器(步骤202)。控制器获取水流信号后进入自检环节，该自检环节包括检测风压开关14是否开启(步骤203)。正常情况下，风压开关14的初始状态应该是断开的，所以如果检测到风压开关开启，则表明风压开关14可能存在故障，则控制器会控制显示屏(未图示)显示相应的故障代码(步骤216)。如果检测到风压开关14未开启，则进入前清扫环节，此时，控制器会先控制风机13以第一转速V1运行第一时间段T1以用于排出设备内部气体(步骤204)。本实施方式中，第一转速V1为4800rpm(转/分)，第一时间段T1为7秒。然后，控制器检测风压开关14是否开启(步骤205)，如果风压开关开启，表明热水器可以正常工作，则控制器会控制燃烧器11点火燃烧(步骤206)，风机13会以第一转速V1持续工作，此外，控制器会储存该第一转速V1的信息(步骤207)。所存储的第一转速信息可以是V1的值，即4800rpm，也可以是V1的倍数系数，此时该系数为1。

如果风压开关14未开启，则可能是排烟系统被堵塞导致排烟不畅，当然，也有可能是预先设定的工况条件发生了改变，例如，烟道被加长了，或者设备被安装在高海拔地区等。为消除因工况条件的变化而引发误报故障，控制器会控制风机13以第二转速V2运行第二时间段T2(步骤208)。该第二转速V2高于第一转速V1，如V2可以是V1的1.05倍，即5100rpm。第二时间段T2可以与第一时间段T1相同，也可以不同，在本实施方式中，T2和T1相同，均为7秒。接下来，控制器会再次检测风压开关14是否开启(步骤209)，如果风压开关开启，则控制器会控制燃烧器11点火燃烧(步骤210)，风机13会以第二转速V2持续工作，同样，控制器会储存该第二转速V2的信息(步骤211)。所存储的第二转速信息可以是V2的值，即5100rpm，也可以是V1的倍数系数，此时该系数为1.05。如果风压开关14未开启，则可能是排烟系统被堵塞导致排烟不畅，也有可能是工况条件的变化。由于两次都无法使风压开关14开启，控制器此时可以选择停止风机运转，并通过显示屏显示相应故障代码。当然，控制器也可以再做一次尝试，即如本实施方式中，控制器进一步以高于第二转速V2的第三转速V3运行第三时间段T3(步骤212)。该第三转速V3是V1的1.08倍，即5300rpm。第二时间段T3可以与第一、二时间段T1、T2相同，也可以不同，在本实施方式中，T3和T1、T2相同，均为7秒。

控制器会进一步检测风压开关14是否开启(步骤213)，如果风压开关开启，则控制器会控制燃烧器11点火燃烧(步骤214)，风机13会以第三转速V3持续工作，同样，控制器会储存该第三转速V3的信息(步骤215)；所存储的第三转速信息可以是V3的值，即5300rpm，也可以是V1的倍数系数，此时该系数为1.08。如果风压开关14未开启，则基本上可以确定是排烟系统被堵塞导致排烟不畅，此时，控制器停止风机运转，并通过显示屏显示相应故障代码(步骤216)。当然，在其他实施方式中，控制器可以进一步提高风机转速来做更多的尝试。

由于采用了自适应风机，即当工况条件发生变化后，风机的转速可自动升高以适应工况条件，从而避免设备因工况条件发生变化而频繁误报故障。为适应工况条件的变化，提升以后的转速会被储存以备下次开机可直接以该转速运行，具体将结合图3所示的实施方式做详细说明。

如图3所示，相比图2所示的实施方式，设备在完成自检环节(步骤203)并确认风压开关14不存在故障，控制器会读取所储存的转速信息，并判断所储存的转速信息是否为第一转速V1(步骤301)。如果是V1，则可能是上次风机运转的速度为V1，也可能是转速信息被重置了(稍后详述)，不管怎样，风机会以第一转速V1运转(步骤204)。如果所储存的转速信息不是第一转速V1，则控制器会进一步判断所储存的转速信息是第二转速V2还是第三转速V3(步骤302)。如果是第二转速V2，则转入步骤208；如果是第三转速V3，则转入步骤212。由于设备开启后可以迅速以上次的风机转速进行工作，不需要逐步提升转速进行尝试(如果风机需要在第三转速下工作)，从而避免设备前清扫时间的增加，进而确保用户具有良好的使用体验。

当设备处于燃烧工作状态，如果断电或发生故障导致风机停止运转，则储存的转速信息会被重置为第一转速信息。另外，当设备工作比较长的时间后，工况条件可能发生变化，例如季节变化，这时储存的转速信息已经不适应改变后的工况条件，如工况改变后风机以第一转速V1运行即可适应工作，而风机还是一直以储存的第二转速V2或第三转速V3进行工作，为此，可以设置在特定时长后，例如一个月，将储存的转速信息重置为第一转速信息。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种燃气热水设备，其特征在于，该设备包括：

外壳；

燃烧器，设置在外壳内，用于燃烧空气和燃气的混合物以产生热量；

热交换器，设置在外壳内，用于吸收燃烧器产生的热量并将热量传递给通过热交换器的水流；

风机，设置在外壳内，用于驱动供给燃烧器的空气；

风压开关，与风机连通以监测风机的运行状态；

控制器，与上述风机和风压开关电性连接，用于控制风机运行并检测风压开关的开启状态；所述控制器在点火燃烧前的前清扫阶段会先控制风机以第一转速运行第一时间段并检测风压开关是否开启，如果风压开关未开启，则控制器还会控制风机以大于第一转速的第二转速运行第二时间段。

2.根据权利要求1所述的燃气热水设备，其特征在于：风机以第二转速运行第二时间段后，控制器如果检测到风压开关还未开启，则进一步控制风机以大于第二转速的第三转速运行第三时间段。

3.根据权利要求2所述的燃气热水设备，其特征在于：风机以第三转速运行第三时间段后，控制器如果检测到风压开关仍旧未开启，则停止风机运转。

4.根据权利要求3所述的燃气热水设备，其特征在于：所述第一时间段、第二时间段和第三时间段均相同。

5.根据权利要求1所述的燃气热水设备，其特征在于：风机以第一转速运行第一时间段后，控制器如果检测到风压开关开启，则储存所述第一转速信息。

6.根据权利要求1所述的燃气热水设备，其特征在于：风机以第二转速运行第二时间段后，控制器如果检测到风压开关开启，则储存所述第二转速信息。

7.根据权利要求2所述的燃气热水设备，其特征在于：风机以第三转速运行第三时间段后，控制器如果检测到风压开关开启，则储存所述第三转速信息。

8.根据权利要求5、6、或7所述的燃气热水设备，其特征在于：在前清扫阶段，控制器在驱动风机运转前先读取储存的转速信息，然后根据获取的转速信息控制风机在相应转速下运行，并检测风压开关是否开启。

9.根据权利要求8所述的燃气热水设备，其特征在于：当设备处于燃烧工作阶段，如果断电或发生故障导致风机停止运转，则储存的转速信息被重置为第一转速信息。

10.根据权利要求8所述的燃气热水设备，其特征在于：在特定时长后，所述储存的转速信息被重置为第一转速信息。