CN109028599B

CN109028599B - 增压燃气热水器及其控制方法

Info

Publication number: CN109028599B
Application number: CN201810752456.1A
Authority: CN
Inventors: 黄若; 吴定宸; 王腾飞; 殷鹏
Original assignee: Pingxiang Huicheng Precision Electromechanical Co ltd
Current assignee: Pingxiang Huicheng Precision Machinery & Electronic Co., Ltd.
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2021-09-10
Anticipated expiration: 2038-07-10
Also published as: CN109028599A

Abstract

本发明公开一种增压燃气热水器及其控制方法，所述热水器包括：燃气进气装置、空气进气装置、第一增压装置、第二增压装置、排气装置、燃烧室、换热器以及控制装置；所述方法包括如下步骤：步骤1：控制装置接收的冷水流量数据及换热器的出口热水的温度需求；步骤2：控制装置接收进入燃烧室的空气和燃气的压力和流量数据；步骤3：控制装置根据换热器的出口热水的温度需要的热值来计算需要的燃气量，根据需要的燃气量来进行对第一增压装置的控制；步骤4：增压空气和增压燃气进入到燃烧室进行燃烧，对换热器进行加热。本发明所述的增压燃气热水器能够实现实现燃气的高效燃烧及能够减轻排气污染，所述控制方法使增压燃气热水器输出的热水水温稳定。

Description

增压燃气热水器及其控制方法

技术领域

本发明涉及燃气热水器及其控制技术领域，具体涉及一种增压燃气热水器及其控制方法。

背景技术

燃气热水器是一种利用天然气与氧气燃烧产生的热量、经热交换器加热冷水制备热水的能量转换装置，其燃烧和传热效率、即能量转换效率高低和排气污染控制等与当代科技、工程技术水平及制造成本等紧密相关。随着天然气输送基础设施不断完善，燃气热水器的日益普及，市场前景广阔，但是，现有燃气热水器存在着出水温度不稳定、忽冷忽热的问题，主要原因是进气压力不稳定，也与进水压力波动有关系，当燃气进气压力较低时，燃气流量不足、燃烧产生的热量不足，另外，燃气热水器排放的废气具有较高的温度，其废气能量还有一定的利用价值。

废气涡轮增压技术已经广泛应用于汽车、船舶、飞机、发电等领域，它能高效利用发动机废气能量，能够实现汽油机节能10％～20％和柴油机节能20％～40％与降低排放污染的目标，应用车用涡轮增压技术，能够提高燃气热水器的热效率、提高功率密度、减轻排气污染。

鉴于现有技术中存在的如上的技术问题，本发明人提出一种增压燃气热水器及其控制方法。

发明内容

本发明提供一种增压燃气热水器及其控制方法，根据使用要求、对燃气和空气的压力、流量及其配比进行耦合控制，实现高效燃烧、减轻排气污染，解决出水温度不稳定问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种增压燃气热水器，包括：燃气进气装置、空气进气装置、第一增压装置、第二增压装置、排气装置、燃烧室、换热器以及控制装置；

燃气进气装置，连通于第二增压装置并能够向第二增压装置输入燃气；

空气进气装置，连通于第一增压装置并能够向第一增压装置输入空气；

第一增压装置，连通于燃烧室并能够将增压空气通过增压空气连通管输送至燃烧室中；

第二增压装置，连通于燃烧室并能够将增压燃气通过增压燃气连通管输送至燃烧室中；

排气装置，连通于燃烧室的废气排出口并能够将废气输出至大气；

燃烧室，为增压空气和增压燃气的燃烧空间并能够对换热器进行加热；

换热器，设有冷水的进口及热水的出口；

控制装置，连接于第一增压装置和第二增压装置。

进一步地，第一增压装置和第二增压装置均为电涡轮增压器。

进一步地，第一增压装置和第二增压装置分别为电动压气机和电涡轮增压器。

进一步地，第一增压装置和第二增压装置分别为电涡轮增压器和电动压气机。

进一步地，第一增压装置和第二增压装置均为电动压气机。

进一步地，空气进气装置上还安装有第一压力传感器；燃气进气装置上还安装有第二压力传感器，其中，第一压力传感器和第二压力传感器均连接于控制装置。

进一步地，换热器的冷水进口设有第三流量计，换热器的热水出口设有温度传感器，其中，第三流量计和温度传感器均连接于控制装置。

进一步地，增压空气连通管上还安装有第三压力传感器和第一流量计，增压燃气连通管上还安装有第四压力传感器和第二流量计，其中，第三压力传感器、第四压力传感器、第一流量计和第二流量计均连接于控制装置。

本发明还提供一种增压燃气热水器的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：控制装置接收第三流量计发送的冷水流量数据及换热器的出口热水的温度需求；

步骤2：控制装置接收进入燃烧室的空气的压力和流量数据及进入燃烧室的燃气的压力和流量数据；

步骤3：控制装置根据换热器的出口热水的温度需要的热值来计算需要的燃气量，根据燃气的量来进行对第二增压装置的控制，根据需要的燃气量来进行对第一增压装置的控制，使之达到与燃气的量的配比；

步骤4：增压空气和增压燃气进入到燃烧室进行燃烧，对换热器进行加热。

与现有技术相比，本发明的优越效果在于：

1、本发明所述的增压燃气热水器，通过配合设置燃气进气装置、空气进气装置、第一增压装置、第二增压装置、排气装置、燃烧室、换热器以及控制装置能够实现对空气和燃气进入量进行调节，实现燃气的高效燃烧及能够减轻排气污染；

2、本发明所述的增压燃气热水器的控制方法，能够根据需要燃气的热值，进行对第一增压装置和第二增压装置的控制，使所述增压燃气热水器输出的热水水温稳定。

附图说明

图1是本发明实施例1中增压燃气热水器的结构示意图；

图2是本发明实施例2中增压燃气热水器的结构示意图；

图3是本发明实施例3中增压燃气热水器的结构示意图；

图4是本发明实施例4中增压燃气热水器的结构示意图；

图5是本发明实施例1中增压燃气热水器的控制方法的控制流程示意图；

其中，附图标记如下：

1-燃气进气装置、11-第二压力传感器、2-空气进气装置、21-第一压力传感器、3-第一增压装置、31-增压空气连通管、311-第三压力传感器、312-第一流量计、4-第二增压装置、41-增压燃气连通管、411-第四压力传感器、412-第二流量计、5-排气装置、6-燃烧室、7-换热器、71-第三流量计、72-温度传感器、8-控制装置。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

如附图1和5所示，一种增压燃气热水器，包括：燃气进气装置1、空气进气装置2、第一增压装置3、第二增压装置4、排气装置5、燃烧室6、换热器7以及控制装置8；

燃气进气装置1，连通于第二增压装置4并能够向第二增压装置4输入燃气；

空气进气装置2，连通于第一增压装置3并能够向第一增压装置3输入空气；

第一增压装置3，连通于燃烧室6并能够将增压空气通过增压空气连通管31输送至燃烧室6中；

第二增压装置4，连通于燃烧室6并能够将增压燃气通过增压燃气连通管41输送至燃烧室6中；

排气装置5，连通于燃烧室6的废气排出口并能够将废气输出至大气，其中，燃烧室6中排出的含有热量的废气经排气装置5排入第一增压装置3和第二增压装置4，含有热量的废气推动涡轮旋转、涡轮带动同轴的压气机叶轮旋转对进气做功、实现燃气及空气的增压，废气通过第一增压装置3和第二增压装置4的废气排出口排出；

燃烧室6，为增压空气和增压燃气的燃烧空间并能够对换热器7进行加热；

换热器7，设有冷水的进口及热水的出口；

控制装置8，连接于第一增压装置3和第二增压装置4，在本实施例中，控制装置8能够为单片机、PLC或pc机。

在本实施例中，第一增压装置3和第二增压装置4均为电涡轮增压器。

在本实施例中，燃气进气装置1为连通在第二增压装置4上的燃气进入口，空气进气装置2为连通在第一增压装置3上的空气进入口。

空气进气装置2上还安装有第一压力传感器21；燃气进气装置1上还安装有第二压力传感器11，其中，第一压力传感器21和第二压力传感器11均连接于控制装置8。

换热器7的冷水进口设有第三流量计71，换热器7的热水出口设有温度传感器72，其中，第三流量计71和温度传感器72均连接于控制装置8。

增压空气连通管31上还安装有第三压力传感器311和第一流量计312，增压燃气连通管41上还安装有第四压力传感器411和第二流量计412，其中，第三压力传感器311、第四压力传感器411、第一流量计312和第二流量计412均连接于控制装置8。

在本实施例中，燃气为天然气、液化石油气、煤气、沼气或可燃瓦斯气的一种。

本发明中增压燃气热水器的控制方法包括如下步骤：

步骤1：控制装置8接收第三流量计71发送的冷水流量数据及换热器7的出口热水的温度需求，在本实施例中，温度需求值根据实际使用需求，人为设定；

步骤2：控制装置8接收进入燃烧室6的空气的压力和流量数据及进入燃烧室6的燃气的压力和流量数据，在本实施例中，第三压力传感器311能够采集空气的压力数据，第一流量计312能够采集空气的流量数据，第四压力传感器411能够采集燃气的压力数据，第二流量计412能够采集燃气的流量数据；

步骤3：控制装置8根据换热器7的出口热水的温度需要的热值来计算需要的燃气量，根据燃气的量来进行对第二增压装置4的控制，根据需要的燃气量来进行对第一增压装置3的控制，使之达到与燃气的量的配比；

步骤4：增压空气和增压燃气进入到燃烧室6进行燃烧，对换热器7进行加热。

实施例2

如图2所示，在本实施例中，第一增压装置3和第二增压装置4分别为电动压气机和电涡轮增压器，其中，燃烧室6中排出的含有热量的废气经排气装置5排入第二增压装置4中，含有热量的废气推动涡轮旋转、涡轮带动同轴的压气机叶轮旋转对进气做功、实现燃气及空气的增压，废气通过第二增压装置4的废气排出口排出，除上述限定之外，本实施例中均与实施例1中相同。

实施例3

如图3所示，在本实施例中，第一增压装置3和第二增压装置4分别为电涡轮增压器和电动压气机，其中，燃烧室6中排出的含有热量的废气经排气装置5排入第一增压装置3中，含有热量的废气推动涡轮旋转、涡轮带动同轴的压气机叶轮旋转对进气做功、实现燃气及空气的增压，废气通过第一增压装置3的废气排出口排出，除上述限定之外，本实施例中均与实施例1中相同。

实施例4

如图4所示，在本实施例中，第一增压装置3和第二增压装置4均为电动压气机，其中，燃烧室6中排出的含有热量的废气经排气装置5排入大气中，除上述限定之外，本实施例中均与实施例1中相同。

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。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。

Claims

1.一种增压燃气热水器，其特征在于，包括：燃气进气装置、空气进气装置、第一增压装置、第二增压装置、排气装置、燃烧室、换热器以及控制装置；

燃烧室，为增压空气和增压燃气的燃烧空间并能够对换热器进行加热，其中，燃烧室中排出的含有热量的废气经排气装置排入第一增压装置和第二增压装置；

换热器，设有冷水的进口及热水的出口；

控制装置，连接于第一增压装置和第二增压装置；

其中，空气进气装置上还安装有第一压力传感器；燃气进气装置上还安装有第二压力传感器，其中，第一压力传感器和第二压力传感器均连接于控制装置；

换热器的冷水进口设有第三流量计，换热器的热水出口设有温度传感器，其中，第三流量计和温度传感器均连接于控制装置；

增压空气连通管上还安装有第三压力传感器和第一流量计，增压燃气连通管上还安装有第四压力传感器和第二流量计，其中，第三压力传感器、第四压力传感器、第一流量计和第二流量计均连接于控制装置。

2.根据权利要求1所述的增压燃气热水器，其特征在于，第一增压装置和第二增压装置均为电涡轮增压器。

3.根据权利要求1所述的增压燃气热水器，其特征在于，第一增压装置和第二增压装置分别为电动压气机和电涡轮增压器。

4.根据权利要求1所述的增压燃气热水器，其特征在于，第一增压装置和第二增压装置分别为电涡轮增压器和电动压气机。

5.根据权利要求1所述的增压燃气热水器，其特征在于，第一增压装置和第二增压装置均为电动压气机。