CN105841353B - 一种宽适应范围的燃气热水器及其控制方法 - Google Patents

一种宽适应范围的燃气热水器及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种宽适应范围的燃气热水器及其控制方法，燃气热水器包括燃烧火排、火排调节阀、燃气比例阀、总燃气开关阀、风机、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；所述压力传感器设置在所述火排调节阀和燃气比例阀之间的燃气管路上；所述控制器分别与所述火排调节阀、燃气比例阀、总燃气开关阀、风机和压力传感器的控制端呈电连接；本发明使热水器能够自动修正比例阀偏差，能够感知燃气压力的变化情况并进行调节，增加了燃气热水器的适应性，实现燃气热水器自动调节点火二次压力、小负荷二次压力和大负荷二次压力，提高生产效率。

Description

一种宽适应范围的燃气热水器及其控制方法
技术领域
本发明属于热水器技术领域，具体涉及一种宽适应范围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，燃气热水器实现恒温的核心部件是燃气比例阀，热水器的控制器通过控制燃气比例阀的开度大小来调节进入燃烧片的燃气量，以实现对火力大小的控制。
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；严重时，会出现熄火，燃烧工况恶化等现象。
在实际的应用过程中，如果用户家中的燃气压力偏低，也会导致比例阀的输出燃气压力(二次压)偏低，致使出现燃烧工况恶化，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。
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宽适应范围的燃气热水器及其控制方法，使热水器能够自动修正比例阀偏差，能够感知燃气压力的变化情况并进行调节，增加了燃气热水器的适应性，实现燃气热水器自动调节点火二次压力、小负荷二次压力和大负荷二次压力，提高生产效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种宽适应范围的燃气热水器包括燃气压力传感器、总燃气开关阀、燃气比例阀、燃烧火排、火排调节阀、控制器、风机和燃气管路；
所述燃气压力传感器设置在所述火排调节阀和燃气比例阀之间的燃气管路上，燃气压力传感器检测燃气二次压力；所述燃气管路连通所述燃烧火排至燃气进气口，且在所述燃气管路上由上到下依次设置所述火排调节阀、燃气比例阀和总燃气开关阀；所述控制器的输入端连接燃气压力传感器，且所述控制器分别与所述火排调节阀、燃气比例阀、总燃气开关阀和风机的控制端呈电连接，所述控制器通过调节输出给燃气比例阀的控制电流大小来调节二次压力的大小。
进一步的是，所述燃气管路包括主燃气管和多路火排支管，且每路火排支管的进气端并列连通于所述主燃气管的出气端，每路火排支管的出气端通至燃烧火排，主燃气管的进气端连通燃气进气口。
进一步的是，每路火排支管在和主燃气管的连接处设置火排调节阀。
进一步的是，所述火排支管分为两路，两路火排支管为大段火气管和小段火气管。
进一步的是，火排调节阀包括大段火开关阀和小段火开关阀，所述大段火开关阀设置在主燃气管和大段火气管连接处，所述小段火开关阀设置在主燃气管和小段火气管连接处。
进一步的是，所述控制器上配置有显示器和触控开关。
另一方面，本发明还提供了一种宽适应范围的燃气热水器的控制方法，通过在燃气比例阀输出端设置压力传感器采集燃气二次压力；控制器根据燃气二次压力控制火排调节阀、燃气比例阀、总燃气开关阀的开度以及风机运行工况，以实现点火控制、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，所述点火控制的控制方法：当燃气二次压力在正常点火范围内，采用正常点火程序点火，如果点不燃火，则由控制器发出点火系统故障信号；当燃气二次压力高于正常点火范围，控制器减小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，防止爆燃；当燃气二次压力低于正常点火范围，先采用正常点火程序点火，若不成功，则由控制器增加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；
所述精确控制燃烧工况的控制方法：燃气热水器进入恒温阶段时，控制器通过分析燃气二次压力与热水器的产水能力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，从而使热水器保持最佳燃烧空燃比；实现精确控制火焰燃烧状况和低CO排放的目标；
所述低气压判断与处理的控制方法：当控制器检测到点火及进入恒温阶段的燃气二次压力均低于正常值时，控制器进入低气压处理模式工作；
所述自动调节热水器的大小负荷的控制方法：当热水器工作在最大或最小负荷时，控制器根据实时采集燃气二次压力与产水能力，自动调节燃气比例阀，从而调节燃气二次压力的大小，使热水器工作在额定的产水能力范围内。
进一步的是，所述低气压处理模式时，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后，若点火失败，则根据燃气二次压力调整风机的转速，使风机的转速与二次压力值相匹配，从而再次点火；所述低气压处理模式时，点火成功后，控制器控制小段火工作，并根据燃气二次压力调整风机的转速使其能正常燃烧而不熄火；当热水器最大产水能力达到4kg/min时，则控制器控制大段火工作，并根据燃气二次压力调整风机的转速使其能正常燃烧而不熄火；当热水器最大产水能力达到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调整风机的转速使其能正常燃烧而不熄火。燃烧顺序为从最小数量的燃烧片到最大数量的燃烧片，防止由于热水器负荷过大，导致的燃气二次压力减低导致的熄火。
采用本技术方案的有益效果：本发明所提出一种宽适应范围的燃气热水器及其控制方法，通过在燃气热水器的燃气比例阀输出端增加压力传感器检测燃气的二次压力，使热水器对燃气比例阀的控制形成一个闭环回路，自动修正比例阀偏差，使燃烧工况稳定良好；增加了燃气压力传感器后，使热水器能够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，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；实现燃气热水器自动调节点火二次压力、小负荷二次压力和大负荷二次压力，提高生产效率。
附图说明
图1 为本发明的一种宽适应范围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 为本发明中一种宽适应范围的燃气热水器的工作示意图；
其中，1是压力传感器，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是风机，11是主燃气管，12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-图2所示，一种宽适应范围的燃气热水器，包括燃气压力传感器1、总燃气开关阀2、燃气比例阀3、燃烧火排8、火排调节阀、控制器9、风机10和燃气管路；
所述燃气压力传感器1设置在所述火排调节阀和燃气比例阀3之间的燃气管路上，燃气压力传感器1检测燃气二次压力；所述燃气管路连通所述燃烧火排至燃气进气口，且在所述燃气管路上由上到下依次设置所述火排调节阀、燃气比例阀3和总燃气开关阀2；所述控制器9的输入端连接燃气压力传感器1，且所述控制器9分别与所述火排调节阀、燃气比例阀3、总燃气开关阀2和风机10的控制端呈电连接，所述控制器9通过调节输出给燃气比例阀3的控制电流大小来调节二次压力的大小。
作为上述方案的优化方案，所述燃气管路包括主燃气管11和多路火排支管，且每路火排支管的进气端并列连通于所述主燃气管11的出气端，每路火排支管的出气端通至燃烧火排8，主燃气管11的进气端连通燃气进气口。
其中，每路火排支管在和主燃气管11的连接处设置火排调节阀。
其中，所述燃烧火排8分为大段火和小段火，所述大段火连通大段火气管7，所述小段火连通小段火气管6。
其中，火排调节阀包括大段火开关阀5和小段火开关阀4，所述大段火开关阀5设置在主燃气管11和大段火气管7连接处，所述小段火开关阀4设置在主燃气管11和小段火气管6连接处。
具体实施时，选用产水能力为12kg/min的强鼓式恒温燃气热水器，该热水器一共有12个燃烧片，每个燃烧片的产水能力约为0.5 ~1kg/min；将该热水器有两个分段阀，小段火开关阀4同时控制1~4号燃烧片气路通断；大段火开关阀5同时控制5~12号燃烧片气路通断；
因此，该热水器可以有3种燃烧方式：1.小段火开关阀4单独打开，1-4号燃烧片同时工作，此时产水能力范围为2~4kg/min；2. 大段火开关阀5单独打开，5-12号燃烧片同时工作，此时产水能力范围为4~8kg/min；3. 小、大段火开关阀5同时打开，1-12号燃烧片同时工作，此时产水能力范围为6~12kg/min。
作为上述方案的优化方案，所述控制器9上配置有显示器12和触控开关。
为配合本发明方法的实现，基于相同的发明构思，本发明还提供了一种宽适应范围的燃气热水器的控制方法，如图3所示，通过在燃气热水器的燃气比例阀输出端设置压力传感器1采集燃气二次压力；控制器9根据燃气二次压力控制火排调节阀、燃气比例阀3、总燃气开关阀2的开度以及风机10运行工况，以实现点火控制、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。
所述点火控制的控制方法：当燃气二次压力在正常点火范围内，采用正常点火程序点火，如果点不燃火，则由控制器9发出点火系统故障信号；当燃气二次压力高于正常点火范围，控制器9减小对燃气比例阀3的控制电流，使二次压力恢复到正常点火范围内，防止爆燃；当燃气二次压力低于正常点火范围，先采用正常点火程序点火，若不成功，则由控制器9增加对燃气比例阀3的控制电流，使二次压力恢复到正常点火范围内。
所述精确控制燃烧工况的控制方法：燃气热水器进入恒温阶段时，控制器9通过分析燃气二次压力与热水器的产水能力从而调节风机10的功率，使风机10的氧气供给量与燃气的流量相匹配，从而使热水器保持最佳燃烧空燃比。
所述低气压判断与处理的控制方法：当控制器9检测到点火及进入恒温阶段的燃气二次压力均低于正常值时，控制器9进入低气压处理模式工作。
所述自动调节热水器的大小负荷的控制方法：当热水器工作在最大或最小负荷时，控制器9根据实时采集燃气二次压力与产水能力，自动调节燃气比例阀3，从而调节燃气二次压力的大小，使热水器工作在额定的产水能力范围内。
其中，所述低气压处理模式时，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后，若点火失败，则根据燃气二次压力调整风机10的转速，使风机10的转速与二次压力值相匹配，从而再次点火；所述低气压处理模式时，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调整风机10的转速使其能正常燃烧而不熄火；当热水器最大产水能力达到4kg/min时，则控制器9控制大段火工作，并根据燃气二次压力调整风机10的转速使其能正常燃烧而不熄火；当热水器最大产水能力达到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调整风机10的转速使其能正常燃烧而不熄火。燃烧顺序为从最小数量的燃烧片到最大数量的燃烧片，防止由于热水器负荷过大，导致的燃气二次压力减低导致的熄火。
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)

1.一种宽适应范围的燃气热水器的控制方法，其特征在于，包括燃气压力传感器(1)、总燃气开关阀(2)、燃气比例阀(3)、燃烧火排(8)、火排调节阀、控制器(9)、风机(10)和燃气管路；
所述燃气压力传感器(1)设置在所述火排调节阀和燃气比例阀(3)之间的燃气管路上，燃气压力传感器(1)检测燃气二次压力；所述燃气管路连通所述燃烧火排至燃气进气口，且在所述燃气管路上由上到下依次设置所述火排调节阀、燃气比例阀(3)和总燃气开关阀(2)；所述控制器(9)的输入端连接燃气压力传感器(1)，且所述控制器(9)分别与所述火排调节阀、燃气比例阀(3)、总燃气开关阀(2)和风机(10)的控制端呈电连接，所述控制器(9)通过调节输出给燃气比例阀(3)的控制电流大小来调节二次压力的大小；
燃气热水器的控制方法：通过在燃气比例阀输出端设置压力传感器(1)采集燃气二次压力；控制器(9)根据燃气二次压力控制火排调节阀、燃气比例阀(3)、总燃气开关阀(2)的开度以及风机(10)运行工况，以实现点火控制、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；
所述点火控制的控制方法：当燃气二次压力在正常点火范围内，采用正常点火程序点火，如果点不燃火，则由控制器(9)发出点火系统故障信号；当燃气二次压力高于正常点火范围，控制器(9)减小对燃气比例阀(3)的控制电流，使二次压力恢复到正常点火范围内；当燃气二次压力低于正常点火范围，先采用正常点火程序点火，若不成功，则由控制器(9)增加对燃气比例阀(3)的控制电流，使二次压力恢复到正常点火范围内；
所述精确控制燃烧工况的控制方法：燃气热水器进入恒温阶段时，控制器(9)通过分析燃气二次压力与热水器的产水能力从而调节风机(10)的功率，使风机(10)的氧气供给量与燃气的流量相匹配，从而使热水器保持最佳燃烧空燃比；
所述低气压判断与处理的控制方法：当控制器(9)检测到点火及进入恒温阶段的燃气二次压力均低于正常值时，控制器(9)进入低气压处理模式工作；
所述自动调节热水器的大小负荷的控制方法：当热水器工作在最大或最小负荷时，控制器(9)根据实时采集燃气二次压力与产水能力，自动调节燃气比例阀(3)，从而调节燃气二次压力的大小，使热水器工作在额定的产水能力范围内。
2.根据权利要求1所述的一种宽适应范围的燃气热水器的控制方法，其特征在于，所述燃气管路包括主燃气管(11)和多路火排支管，且每路火排支管的进气端并列连通于所述主燃气管(11)的出气端，每路火排支管的出气端通至燃烧火排(8)，主燃气管(11)的进气端连通燃气进气口。
3.根据权利要求2所述的一种宽适应范围的燃气热水器的控制方法，其特征在于，每路火排支管在和主燃气管(11)的连接处设置火排调节阀。
4.根据权利要求3所述的一种宽适应范围的燃气热水器的控制方法，其特征在于，所述火排支管分为两路，两路火排支管为大段火气管(7)和小段火气管(6)。
5.根据权利要求4所述的一种宽适应范围的燃气热水器的控制方法，其特征在于，火排调节阀包括大段火开关阀(5)和小段火开关阀(4)，所述大段火开关阀(5)设置在主燃气管(11)和大段火气管(7)连接处，所述小段火开关阀(4)设置在主燃气管(11)和小段火气管(6)连接处。
6.根据权利要求5所述的一种宽适应范围的燃气热水器的控制方法，其特征在于，所述控制器(9)上配置有显示器(12)和触控开关。
7.根据权利要求6所述的一种宽适应范围的燃气热水器的控制方法，其特征在于，
所述低气压处理模式时，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后，若点火失败，则根据燃气二次压力调整风机(10)的转速，使风机(10)的转速与二次压力值相匹配，从而再次点火；
所述低气压处理模式时，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调整风机(10)的转速使其能正常燃烧而不熄火；当热水器最大产水能力达到4kg/min时，则控制器(9)控制大段火工作，并根据燃气二次压力调整风机(10)的转速使其能正常燃烧而不熄火；当热水器最大产水能力达到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调整风机(10)的转速使其能正常燃烧而不熄火。
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