CN109186075A - 燃气热水炉及其运行控制方法和装置、采暖系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃气热水炉及其运行控制方法和装置、采暖系统，其中方法包括：获取所述燃气热水炉的水压力；获取所述燃气热水炉的供电电压；获取所述燃气热水炉的当前采暖水温和设定采暖水温；以及在所述水压力、所述供电电压以及所述设定采暖水温与所述当前采暖水温的温差均在各自的允许工作范围内时，启动点火流程。上述燃气热水炉的运行控制方法，在燃气热水炉的水压力、供电电压以及设定采暖水温与当前采暖水温的温差均在各自的允许工作范围内才启动点火流程，从而可以确保燃气热水炉处于较为安全的运行环境，提高了燃气热水炉的运行稳定性。

Description

燃气热水炉及其运行控制方法和装置、采暖系统

技术领域

本发明涉及燃气热水炉技术领域，特别是涉及一种燃气热水炉及其运行控制方法和装置、采暖系统。

背景技术

传统的燃气热水炉都是通过对采暖水温度的判断来控制燃气热水炉的运行，包括启动以及停机等。采用采暖水温度来控制燃气热水炉的运行的方法，不能对系统故障进行预判，从而不能有效保护燃气热水炉，导致燃气热水炉的安全性较低。

发明内容

基于此，有必要针对传统的燃气热水炉的运行控制方法不能有效保护燃气热水炉导致燃气热水炉的安全性较低的问题，提供一种燃气热水炉及其运行控制方法和装置、采暖系统。

一种燃气热水炉的运行控制方法，包括：

获取所述燃气热水炉的水压力；

获取所述燃气热水炉的供电电压；

获取所述燃气热水炉的当前采暖水温和设定采暖水温；以及

在所述水压力、所述供电电压以及所述设定采暖水温与所述当前采暖水温的温差均在各自的允许工作范围内时，启动点火流程。

上述燃气热水炉的运行控制方法，在燃气热水炉的水压力、供电电压以及设定采暖水温与当前采暖水温的温差均在各自的允许工作范围内才启动点火流程，从而可以确保燃气热水炉处于较为安全的运行环境，提高了燃气热水炉的运行稳定性。

在其中一个实施例中，在启动点火流程之前还包括：

在所述水压力、所述供电电压以及所述设定采暖水温与所述当前采暖水温的温差均在各自的允许工作范围内时，开启所述燃气热水炉的水泵；

获取所述水泵开启后的水压力变化量；

在所述水压力变化量大于预设压变化量后，控制所述水泵运行第一设定时间；

在所述水泵运行第一设定时间后启动所述燃气热水炉的风机；

获取所述风机的转速；以及

控制所述风机在设定转速内持续运行第二设定时间后，启动点火流程。

在其中一个实施例中，所述点火流程包括：

打开所述燃气热水炉的燃气阀；

控制所述燃气热水炉的点火设备对燃烧器进行放电点火；以及

在获取到火焰信号后完成点火流程；

在完成所述点火流程后进入正常运行状态。

在其中一个实施例中，所述水压力的允许工作范围为0.5bar～3bar，所述供电电压的允许工作范围为160V～240V，所述温差的允许工作范围为大于15℃。

在其中一个实施例中，在正常运行状态中：

持续监测所述燃气热水炉的运行状态；所述运行状态包括供电电压、水压力、风机转速、当前采暖水温、风压开关的开关状态以及防干烧温控器的开关状态中的至少一种工作状态；以及

在所述运行状态中存在至少一种工作状态不在允许工作状态时，控制所述燃气热水炉进入停机操作流程。

在其中一个实施例中，所述控制所述燃热水炉进入停机操作流程的步骤包括：控制所述燃气阀断开后断开所述燃气热水炉的供电；在检测不到火焰信号后控制所述水泵和风机延时关闭；或者

在正常运行状态中，当未检测到火焰信号时，控制所述燃气阀关闭并断开所述燃气热水炉的供电后，控制所述水泵和风机延时关闭。

在其中一个实施例中，在所述水压力、所述供电压力以及所述设定采暖水温与所述当前采暖水温的温差中至少一个不在工作允许范围内时，控制所述燃气热水炉待机。

一种燃气热水炉的运行控制装置，包括：

获取模块，用于获取所述燃气热水炉的水压力；

所述获取模块还用于获取所述燃气热水炉的供电电压；

所述获取模块还用于获取所述燃气热水炉的当前采暖水温和设定采暖水温；以及

控制模块，用于在所述水压力、所述供电电压以及所述设定采暖水温与所述当前采暖水温的温差均在各自的允许工作范围内时，启动点火流程。

一种燃气热水炉，包括燃烧部分、水路部分、气路部分、检测部分和控制部分；所述燃烧部分包括点火设备、燃烧器以及燃气阀；所述水路部分包括水泵和防干烧温控器；所述气路部分包括风机和风压开关；所述检测部分包括水压力检测模块、供电电压检测模块、温度检测模块、风机转速检测模块和火焰信号检测模块；所述控制部分包括处理器和存储器；所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时可用于执行如前述任一实施例所述的方法的步骤。

一种采暖系统，包括如前述实施例所述的燃气热水炉。

附图说明

图1为一实施例中的燃气热水炉的结构示意图；

图2为一实施例中的燃气热水炉的运行控制方法的流程图；

图3为另一实施例中的燃气热水炉的运行控制方法的局部流程图；

图4为又一实施例中的燃气热水炉的运行控制方法的局部流程图；

图5为一具体实施例中的燃气采暖壁挂炉的运行控制方法的流程图；

图6为一实施例中的燃气热水炉的运行控制装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一实施例中的燃气热水炉的运行控制方法，用于对燃气热水炉的启动和停机等进行控制。在一实施例中，该燃气热水炉可以应用于燃气热水器中。此时，当前采暖水温为采暖出水温度。在另一实施例中，燃气热水炉可以为壁挂式，形成燃气采暖壁挂炉，应用于其他采暖系统中。

图1为一实施例中的燃气热水炉的结构示意图。参见图1，该燃气热水炉包括燃烧部分、水路部分、气路部分、检测部分以及控制部分(图中未示)。其中，燃烧部分包括点火设备102、燃烧器104以及燃气阀106。水路部分包括水泵112和防干烧温控器114。气路部分包括风机122以及风压开关124。检测部分包括水压力检测模块、供电电压检测模块、温度检测模块、风机转速检测模块132以及火焰信号检测模块134等。可以理解，燃气热水炉中还包括其他如换热器150等必要的部件。具体地，燃气由控制部分控制开关调节的燃气阀106，再到燃烧器104的表面和风机122提供的氧气接触，在点火设备102的作用下点燃，燃烧产生的热烟气通过换热器150加热系统中的水，加热后的热水通过水泵112循环提供给需要采暖的场所采暖或通过自来水管网所具有的动力把热水输送到用水端。

风压开关124作为燃气采暖热水炉的安全保护部件，其一般包括两个取压口、皮膜、顶杆和微动开关。两个取压点必须有持续稳定的压力，使得皮膜带动形成行程开关动作，接通信号，从而用于检测烟管的通畅情况以及风机的运行情况。具体地，风压开关124有两个采样点，主要采集风机122出口中的压力与炉子内部压力或者风压内部的文丘里管与压力直管的压差值。在相同的工况下，风机122的转速变化，风压开关124的两端压力也随之变化。水压力检测模块(图中未示)用于检测燃气热水炉内的水压，供电电压检测模块(图中未示)则用于检测电源的供电电压，温度检测模块(当前未示)用于检测采暖水温，风机转速检测模块132用于检测风机的转速也即风机电机的转速。在一实施例中，风机转速检测模块132可以为霍尔传感器。火焰信号检测模块134则用于检测燃气热水炉内的火焰信号。当燃气热水炉作为燃气采暖壁挂炉时，目标调节温度是室内温度，因此还需要增设室内温控器来对室内温度进行监控。

控制部分用于对整个燃气热水炉的运行过程进行控制。具体地，控制部分包括存储器和处理器。存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可以用于执行一种燃气热水炉的运行控制方法。

图2为一实施例中的燃气热水炉的运行控制方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S210，获取燃气热水炉的水压力。

燃气热水炉的水压力是指燃气热水炉内注水后产生的水压力。燃气热水炉的水压力可以通过水压力检测模块来进行检测并输出给控制器。

步骤S220，获取燃气热水炉的供电电压。

燃气热水炉的供电电压是指电源供给燃气热水炉的电压。燃气热水炉的供电电压可以通过电压检测模块进行检测后输出给控制器。

步骤S230，获取燃气热水炉的当前采暖水温和设定采暖水温。

燃气热水炉的当前采暖水温可以通过温度传感器进行检测后输出至控制器。设定采暖水温可以预先存在系统内，也可以由用户根据当前的需求进行设定输入至控制器。

步骤S240，判断水压力、供电电压以及设定采暖水温与当前采暖水温的温差是否均在各自的允许工作范围内。

在系统运行前，会对水压力、供电电压以及设定采暖水温与当前采暖水温的温差各自的允许工作范围进行设定。例如，水压力的允许压力范围为0.5bar～3bar。只有具有一定的水压力才能够将封闭系统的燃气热水炉中的空气排掉，让系统内的水有效循环。并且水压过低，空气多，燃气热水炉的主换热器容易干烧；水压过高，高温时，容易导致管路破裂。在一实施例中，供电电压的允许电压范围为160V～240V。供电电压过高会导致燃气热水炉内的器件的损坏，而供电电压过低则会导致部分设备不能正常运转。传统的燃气热水炉并不会在启动时对供电电压进行监控，从而使得整个系统的稳定性较差。设定采暖水温和当前采暖水温的温差大于15℃且小于-5℃。通过对二者的温差范围进行监控可以有效避免燃气热水炉的反复启停造成能源上的浪费。

当水压力、供电电压以及设定采暖水温与当前采暖水温的温差均在各自的允许工作范围内时，执行步骤S250，反之执行步骤S260。

步骤S250，启动点火流程。

在确认水压力、供电电压以及设定采暖水温与当前采暖水温的温差是否均在各自的允许工作范围内时，才启动点火流程，从而可以确保燃气热水炉处于较为安全的运行环境，提高了燃气热水炉的运行稳定性。

步骤S260，进入待机状态。

只要水压力、供电电压以及设定采暖水温与当前采暖水温的温差中的至少一个不在允许工作范围内时，控制燃气热水炉进入待机状态。

通常在启动时，会先接通过燃气热水炉的电源，再打开补水阀燃气热水炉的主换热器内注水。待注满水后再进行点火启动。因此上述实施例中的方法可以在注满水后、进行点火启动之前执行。上述方法中，步骤S210～230可以同时进行也可以按照任意顺序进行。

在一实施例中，在启动点火流程之前也即步骤S240和步骤S250之间还包括步骤S310～S360，如图3所示。

步骤S310，开启燃气热水炉的水泵。

水泵可以向燃气热水炉提供循环水。通过循环水的循环流动来实现对采暖水的加热。在

步骤S320，获取水泵开启后的水压力变化量。

水压力变化量为预设时间内的变化量。预设时间可以根据实际情况进行设定。也即，在水泵开启后的预设时间内通过水压力检测模块对系统的水压力进行检测，并根据当前检测到的水压力与开启水泵前的水压力进行比较得到该水压力变化量。

步骤S330，判断水压力变化量是否大于预设值。

在本实施例中，预设值为0.1bar。也即判断水压力变化量是否大于0.1bar。当水压力变化量大于0.1bar时，可以认为水泵正常开启，执行步骤S340，否则认为水泵卡死或者未启动，则执行步骤S260。

步骤S340，在水泵运行第一设定时间后启动燃气热水炉的风机。

通过对水泵是否正常运行进行判断，并在水泵运行第一设定时间后才启动风机，可以避免水压力变化量是由波动引起的，防止水泵不转导致的燃气热水炉干烧现象，有效保护燃气热水炉以及采暖系统。第一设定时间可以根据需要进行设定，能够判断出水泵正常运行且确保燃气热水炉内的水压力满足实际使用需求即可。

步骤S350，获取风机转速。

在风机正常运转后对风机转速进行监测。风机转速即为风机的电机转速。风机转速可以通过霍尔传感器进行检测得到。

步骤S360，控制风机在设定转速内持续运行第二设定时间后启动点火流程。

通过控制风机在设定转速下持续运行第二设定时间，可以实现对燃气热水炉内的废气、泄漏的燃气等进行清扫，保证接下来的点火顺利进行。第二设定时间只需要确保风机能够完成对燃气热水炉内的废气、泄漏燃气的清扫工作即可。没有清扫直接进行点火可能会由于炉内的废气以及泄漏的燃气导致爆燃的现象发生，会降低系统的使用安全性。

在一实施例中，点火流程为，控制燃气热水炉内的点火设备对燃烧器进行放电点火，同时打开燃气热水炉内的燃气阀。点火设备可以为点火针。燃气通过燃气阀到燃烧器的表面与风机提供的氧气接触点燃。因此在检测获取到火焰信号后即可完成点火流程进入正常运行状态。火焰信号可以通过火焰信号检测模块如感应针进行检测获取。

在一实施例中，在燃气热水炉处于正常运行状态中，会执行如图4所示的步骤，具体包括：

步骤S410，持续监测燃气热水炉的运行状态。

燃气热水炉的运行状态包括供电电压、水压力、风机转速、当前采暖水温、风机开关的开关状态以及防干烧温控器的开关状态中的至少一种的工作状态。这些工作状态的异常均会引起燃气热水炉的运行异常，因此需要对其进行监控。在本实施例中，需要对上述工作状态全部进行持续监控。当燃气热水炉作为采暖系统的构成部件时，还需要对室内温控器的开关状态进行监控。室内温控器是用来设定房间温度的，到达用户设定温度就会断开并发送停机命令给控制器，到达温度了就不需要再加热提供热量了，所以需要停机。风机转速会受到供电电压的影响，供电电压低时，转速也会偏低；烟管堵塞时转速会偏高，因此需要对正常运行过程中的风机转速进行检测。

步骤S420，在运行状态中的至少一种工作状态不在允许工作状态时，控制燃气热水炉进入停机操作流程。

在正常运行过程中，风机开关处于闭合状态为允许的工作状态，而防干烧温控器处于闭合状态为允许的工作状态。当检测到上述多种工作状态中的至少一种不在允许工作状态时，例如水压力不在允许压力范围内，供电电压不在允许工作范围内、风机开关处于断开状态等等时，控制燃气热水炉进入停机操作流程，以确保燃气热水炉的使用安全。

当上述各项均处于允许工作状态时也即燃气热水炉保持正常运行状态时，燃气热水炉内的风机、水泵以及气阀等保持通电工作最终将燃烧产生的烟气由烟管强制排出。

控制燃气热水炉进入停机操作具体包括以下步骤：控制燃气阀断开后断开燃气热水炉的供电，在检测不到火焰信号后控制水泵以及风机延时关闭。控制风机延时关闭是为了尽可能排除掉燃烧室内的废气，控制水泵延时关闭是为了让热水继续循环充分散热。风机和水泵的延时关闭时长可以根据需要进行设定，确保燃气热水炉的安全性即可。

在一实施例中，在正常运行状态中，还需要持续监测火焰信号，并在未检测到火焰信号时，控制燃气阀关闭并断开燃气热水炉的供电后，控制水泵和风机延时关闭。

在前述实施例中，水泵以及风机的延时关闭是为了多采集几个数据，增加样本量以确认其过高或过低，从而避免由于波动引起的瞬间的过高或过低，水泵和风机电机经延时运行后关闭，燃气采暖壁挂炉停止运行。燃气采暖壁挂炉停止运行后，只要未断开供电则控制部分处于待机状态。

下面结合燃气采暖壁挂炉的工作过程对本案做进一步说明。当燃气热水炉正常工作时，一旦燃气热水炉发生异常情况也即其工作状态中的至少一种不在允许工作状态下时，控制燃气热水炉停机，具体包括：

(1)感应针检测不到火焰信号时，控制器关闭燃气阀，水泵和风机电机经延时运行后关闭，燃气采暖壁挂炉停止运行；

(2)当燃气采暖壁挂炉内的水压力值低于0.5bar或者高于3bar时，控制器制燃气阀断开电源而关闭，感应针检测不到火焰信号后，水泵和风机电机经延时运行后关闭，燃气采暖壁挂炉停止运行；

(3)当燃气采暖壁挂炉内的水温高于预设值或防干烧温控器自动断开时，控制器控制燃气阀断开电源而关闭，感应针检测不到火焰信号后，控制中心控制水泵一直运转，风机电机经延时运行后关闭；

(4)当燃气采暖壁挂炉的控制器检测到室内温控器断开时，控制器控制燃气阀断开电源而关闭，感应针检测不到火焰信号后，控制器控制水泵一直运转，风机电机经延时运行后关闭；

(5)电压检测模块监控到燃气采暖壁挂炉内的供电电压低于160V或者高于240V时，控制器控制燃气阀断开电源而关闭，感应针检测不到火焰信号后，水泵和风机电机经延时运行后关闭，燃气采暖壁挂炉停止运行；

(6)风机的霍尔传感器检测到风机电机的转速低于或者高于转速设定值，运行设定的延时时间后，控制器关闭燃气阀，水泵和风机电机经延时运行后关闭，燃气采暖壁挂炉停止运行；

(7)当燃气采暖壁挂炉的风压开关断开时，控制器关闭燃气阀，水泵和风机电机经延时运行后关闭，燃气采暖壁挂炉停止运行。

图5为一具体实施例中的燃气采暖壁挂炉的运行控制方法的示意图。其中，Tset是指设定采暖水温。

在一实施例中还提供一种燃气热水炉的运行控制装置，其结构框图如图6所示。参见图6，其包括获取模块510和控制模块520。其中，获取模块510用于获取燃气热水炉的水压力；获取模块510还用于获取燃气热水炉的供电电压，并用于获取燃气热水炉的当前采暖水温和设定采暖水温。控制模块520用于在水压力、供电电压以及设定采暖水温与当前采暖水温的温差均在各自的允许工作范围内时，启动点火流程。在一实施例中，控制模块520还用于在水压力、所述供电压力以及所述设定采暖水温与所述当前采暖水温的温差中至少一个不在工作允许范围内时，控制燃气热水炉待机。

在一实施例中，控制模块520还用于在所述水压力、所述供电电压以及所述设定采暖水温与所述当前采暖水温的温差均在各自的允许工作范围内时，开启燃气热水炉的水泵，并在水压力变化量大于预设压变化量后，控制水泵运行第一设定时间。控制模块520在水泵运行第一设定时间后启动燃气热水炉的风机，由获取模块510获取风机的转速。控制模块520还用于控制风机在设定转速内持续运行第二设定时间后，启动点火流程。

在一实施例中，控制模块520还用于控制燃气热水炉的点火设备对燃烧器进行放电点火，同时开启燃气热水炉的燃气阀，并在获取模块510获取到火焰信号后完成点流程并进入正常运行状态。在一实施例中，水压力的允许工作范围为0.5bar～3bar，供电电压的允许工作范围为160V～240V，温差的允许工作范围为大于15℃。

在一实施例中，在正常运行状态中，还包括监测模块530如图5所示。监测模块会持续监测所述燃气热水炉的运行状态。运行状态包括供电电压、水压力、风机转速、当前采暖水温、风机开关的开关状态以及防干烧温控器的开关状态中的至少一种工作状态。控制模块520在运行状态中存在至少一种工作状态不在允许工作状态时，控制燃气热水炉进入停机操作流程。具体地，控制燃气阀断开后断开所述燃气热水炉的供电；在检测不到火焰信号后控制水泵和风机延时关闭；或者在正常运行状态中，当监测模块530未检测到火焰信号时，控制燃气阀关闭并断开燃气热水炉的供电后，控制所水泵和风机延时关闭。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种燃气热水炉的运行控制方法，包括：

获取所述燃气热水炉的水压力；

获取所述燃气热水炉的供电电压；

获取所述燃气热水炉的当前采暖水温和设定采暖水温；以及

在所述水压力、所述供电电压以及所述设定采暖水温与所述当前采暖水温的温差均在各自的允许工作范围内时，启动点火流程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在启动点火流程之前还包括：

在所述水压力、所述供电电压以及所述设定采暖水温与所述当前采暖水温的温差均在各自的允许工作范围内时，开启所述燃气热水炉的水泵；

获取所述水泵开启后的水压力变化量；

在所述水压力变化量大于预设压变化量后，控制所述水泵运行第一设定时间；

在所述水泵运行第一设定时间后启动所述燃气热水炉的风机；

获取所述风机的转速；以及

控制所述风机在设定转速内持续运行第二设定时间后，启动点火流程。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述点火流程包括：

打开所述燃气热水炉的燃气阀；

控制所述燃气热水炉的点火设备对燃烧器进行放电点火；以及

在获取到火焰信号后完成点火流程；

在完成所述点火流程后进入正常运行状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水压力的允许工作范围为0.5bar～3bar，所述供电电压的允许工作范围为160V～240V，所述温差的允许工作范围为大于15℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在正常运行状态中：

持续监测所述燃气热水炉的运行状态；所述运行状态包括供电电压、水压力、风机转速、当前采暖水温、风压开关的开关状态以及防干烧温控器的开关状态中的至少一种工作状态；以及

在所述运行状态中存在至少一种工作状态不在允许工作状态时，控制所述燃气热水炉进入停机操作流程。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制所述燃热水炉进入停机操作流程的步骤包括：控制所述燃气阀断开后断开所述燃气热水炉的供电；在检测不到火焰信号后控制所述水泵和风机延时关闭；或者

在正常运行状态中，当未检测到火焰信号时，控制所述燃气阀关闭并断开所述燃气热水炉的供电后，控制所述水泵和风机延时关闭。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述水压力、所述供电压力以及所述设定采暖水温与所述当前采暖水温的温差中至少一个不在工作允许范围内时，控制所述燃气热水炉待机。

8.一种燃气热水炉的运行控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取所述燃气热水炉的水压力；

所述获取模块还用于获取所述燃气热水炉的供电电压；

所述获取模块还用于获取所述燃气热水炉的当前采暖水温和设定采暖水温；以及

控制模块，用于在所述水压力、所述供电电压以及所述设定采暖水温与所述当前采暖水温的温差均在各自的允许工作范围内时，启动点火流程。

9.一种燃气热水炉，包括燃烧部分、水路部分、气路部分、检测部分和控制部分；所述燃烧部分包括点火设备、燃烧器以及燃气阀；所述水路部分包括水泵和防干烧温控器；所述气路部分包括风机和风压开关；所述检测部分包括水压力检测模块、供电电压检测模块、温度检测模块、风机转速检测模块和火焰信号检测模块；其特征在于，所述控制部分包括处理器和存储器；所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时可用于执行如权利要求1～7任一所述的方法的步骤。

10.一种采暖系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的燃气热水炉。