CN107091531A - 一种上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统 - Google Patents

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张航
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2035—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using fluid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0261—Surge control by varying driving speed

Abstract

本发明公开一种上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统，包括：主控制器，设置在燃气热水器排烟口部位与主控制连接的直流风机；其特征在于，在主控制器和直流风机之间还连接有用来检测直流风机转速变换的电机转速检测装置，所述主控制器根据电机转速检测装置反馈的信号改变直流风机的工作功率。本发明在提高抗风能力的同时，尽量维持烟气状况在较好的程度。相较于以前的200Pa抗风能力，采用本发明的调速控制系统可以提升至360Pa左右。通过实验证明，采用本发明的调速控制系统还能降烟气恶化的点延后，恒电流控制方式的上抽型热水器在外界风压升至80Pa以上时烟气情况就比较恶劣，而本发明可以达到200Pa左右。

Description

一种上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统
技术领域
本发明涉及燃气热水器控制技术领域，尤其涉及一种上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统。
背景技术
现有的上抽型燃气热水器一般采用0-36V调压型直流风机，在没有外界风压影响的情况下，根据燃气比例阀电流(比例阀开度)的最大(PH)最小(PL)值，等比例调节直流风机风速的大小(FH、FL)。
当外界风压作用时，风机负载变轻，风机工作电流会降低，此时通过提高电压，对风机电流补偿，使其维持在没有外界风压作用时的大小，进而提升风机转速，抵抗外界风压对热水器燃烧工况带来的影响。
现有的这种控制方式存在的缺点是：受热水器上抽型非密闭燃烧结构的影响，外界风压不能有效作用于腔体内部，风机风速的提升主要靠负载减轻后电流的补偿实现，实际运用时提升在1/3左右，因此抗风压能力不是很高，并且没有目的性的对风量和气量进行匹配，外界风压影响情况下的燃烧工况也比较差。通常抗风压能力在200Pa左右，80Pa时烟气值已经超过国标规定范围，没有真正发挥直流调速风机的优势。加上成本无优势，只有少数厂家在个别机型上采用，效果也不理想。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种抗风压能力强且避免烟气恶化的上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统，包括：主控制器，设置在燃气热水器排烟口部位与主控制连接的直流风机；其特征在于，在主控制器和直流风机之间还连接有用来检测直流风机转速变换的电机转速检测装置，所述主控制器根据电机转速检测装置反馈的信号改变直流风机的工作功率。
作为上述方案的进一步说明，所述电机转速检测装置为直流电机转速检测仪。
作为上述方案的进一步说明，所述电机转速检测装置集成在主控制器的电路板上。
作为上述方案的进一步说明，所述主控制器控制直流风机恒功率工作，在主控制器中存储有若干提速点；当直流风机转速随外界风压增加而增长某一提速点时，主控制器控制直流风机功率增大，使直流风机转速提高一个台阶，并以增大后的功率控制直流风机恒功率工作。
作为上述方案的进一步说明，所述提速点的设定范围为1-4r/s，每个台阶提升的速率为3-10r/s。
作为上述方案的进一步说明，所述提速点的设定范围为4r/s，每个台阶提升的速率为10r/s。
作为上述方案的进一步说明，在主控制器中存储有直流风机转速保护值，当直流风机转速超过保护值时，主控制器发出停机指令。
作为上述方案的进一步说明，在主控制器上连接有操作显示器，在操作显示器上设有风压过大报警图标；当直流风机转速超过保护值时，主控制器控制操作显示器上的风压过大图标闪烁报警。
本发明的有益效果是：
通过设置用来检测直流风机转速的电机转速检测装置，实际工作时，主控制器能根据在外界风压变换情况主动提升直流风机的转速，对抗外界增大的风压，在提高抗风能力的同时，尽量维持烟气状况在较好的程度。相较于以前的200Pa抗风能力，采用本发明的调速控制系统可以提升至360Pa左右。通过实验证明，采用本发明的调速控制系统还能降烟气恶化的点延后，恒电流控制方式的上抽型热水器在外界风压升至80Pa以上时烟气情况就比较恶劣，而本发明可以达到200Pa左右。
附图说明
图1所示为本发明提供的调速控制系统结构框图。
图2所示为本发明提供的调速控制系统工作流程图。
具体实施方式
在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
下面结合说明书的附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，一种上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统，包括：主控制器，设置在燃气热水器排烟口部位与主控制连接的直流风机；其特征在于，在主控制器和直流风机之间还连接有用来检测直流风机转速变换的电机转速检测装置，所述主控制器根据电机转速检测装置反馈的信号改变直流风机的工作功率。
其中，所述电机转速检测装置为集成在主控制器的电路板上的直流电机转速检测仪。
如图2所示，上述调速控制系统的工作原理为：所述主控制器控制直流风机恒功率工作，在主控制器中存储有若干提速点。
初始阶段：在外界风压作用时，随着风压逐渐加大，风机负载变轻，受恒功率控制影响，风机转速逐渐缓慢提升，当转速变化量累积至一个提速点时，控制器控制直流风机主动提速，增大直流风机的工作功率，直接将直流风机转速提高一个台阶，以对抗已经较大的外界风压。
中间阶段：提速后直流风机再次进入恒功率控制，随着外界风压继续增大，直流风机转速缓慢提升，当转速变化量再次累积至一个提速点时，再次将直流风机转速提高一个台阶，进入更高转速水平。这样根据外界风压情况，逐级递增，抗风能力明显提升。
提速点确定及提速方式：
提速点的设置遵循的原则是，热水器在外界风压作用下依旧能够保持较好的烟气情况，从而保证热水器工作在较好的燃烧工况下。提速的上限由直流风机自身功率和控制器输出功率决定。以一台热水产率为12L的冷凝机型为例，说明提速点的设置和提速方式。
1)使热水器工作在最大负荷，外界风压为0Pa，此时记录直流风机转速为55r/s，热水器燃烧工况良好，烟气符合要求。
2)采用外接电源直接控制直流风机，并采集实时的转速反馈数值。同时用烟气分析设备实时检测热水器燃烧烟气状况。
3)用风压箱从烟管对热水器施加正压(表示外界风压)，分别设置20Pa、40Pa、60Pa、……、300Pa，在每次施加风压时根据当时的烟气情况用直流电源调节风机转速，使热水器烟气保持在要求范围内，记录调节后的风机转速。通过试验测得，外界风压80Pa时，风机转速为65r/s；外界风压为180Pa时，风机转速为78r/s；外界风压为280Pa时，风机转速为85r/s。因为直流风机功率限制，85r/s已接近直流风机最大输出功率。
4)根据不同外界风压下，风机转速与初始转速的变化量得知：外界风压每增加100Pa，转速需提升10r/s。
5)保持电源输出功率不变，增加外界风压至80Pa、180Pa、280Pa时，记录转速提升分别为59r/s、63r/s、67r/s，每个阶段提升量为4r/s。
本实施例中，将提速插入点设置在外界风压作用使风机转速被动提升量为4r/s的点，即外界风压达到80Pa、180Pa和280Pa左右，风速提升台阶为6r/s，以保证燃烧工况在较好的状态下，烟气也控制在要求范围。在其他实施方式中，根据燃气热水器机型的不同，提速点、提升台阶的具体值可以通过实验重新测定，或，提速点的设定范围为1-4r/s，每个台阶提升的速率为3-10r/s；不限于本实施例。
通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项限定之。

Claims (8)

1.一种上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统，包括：主控制器，设置在燃气热水器排烟口部位与主控制连接的直流风机；其特征在于，在主控制器和直流风机之间还连接有用来检测直流风机转速变换的电机转速检测装置，所述主控制器根据电机转速检测装置反馈的信号改变直流风机的工作功率。
2.根据权利要求1所述的一种上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统，其特征在于，所述电机转速检测装置为直流电机转速检测仪。
3.根据权利要求1所述的一种上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统，其特征在于，所述电机转速检测装置集成在主控制器的电路板上。
4.根据权利要求1所述的一种上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统，其特征在于，所述主控制器控制直流风机恒功率工作，在主控制器中存储有若干提速点；当直流风机转速随外界风压增加而增长某一提速点时，主控制器控制直流风机功率增大，使直流风机转速提高一个台阶，并以增大后的功率控制直流风机恒功率工作。
5.根据权利要求4述的一种上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统，其特征在于，所述提速点的设定范围为1-4r/s，每个台阶提升的速率为3-10r/s。
6.根据权利要求4或5所述的一种上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统，其特征在于，所述提速点的设定范围为4r/s，每个台阶提升的速率为10r/s。
7.根据权利要求1所述的一种上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统，其特征在于，在主控制器中存储有直流风机转速保护值，当直流风机转速超过保护值时，主控制器发出停机指令。
8.根据权利要求7所述的一种上抽型直流风机燃气热水器调速控制系统，其特征在于，在主控制器上连接有操作显示器，在操作显示器上设有风压过大报警图标；当直流风机转速超过保护值时，主控制器控制操作显示器上的风压过大图标闪烁报警。
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