CN110131895B - 燃烧装置、壁挂炉及分段燃烧控制方法 - Google Patents

燃烧装置、壁挂炉及分段燃烧控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种燃烧装置、壁挂炉及分段燃烧控制方法。其中一种燃烧装置，包括燃烧火排，所述燃烧火排包括N个子段火排，所述N个子段火排分别独立的与燃气供应管可选择贯通连接，所述N个子段火排分别对应设置有点火装置，所述点火装置用于点燃与之对应的子段火排，其中N≥2。根据本发明的一种燃烧装置、壁挂炉及分段燃烧控制方法，有利于壁挂炉火排在使用强度上保持均衡，有效防止壁挂炉使用寿命的短板效应，提升壁挂炉使用寿命，降低售后维修成本。

Description

燃烧装置、壁挂炉及分段燃烧控制方法
技术领域
本发明属于家用电器技术领域，具体涉及一种燃烧装置、壁挂炉及分段燃烧控制方法。
背景技术
壁挂炉又称燃气采暖热水炉，是能实现采暖和卫生热水两用功能的燃气具。常规大气式壁挂炉多采用单段式燃烧，即全排燃烧，负荷比最高达1：3，但随着壁挂炉在各地区广泛使用，由于局部地区自来水温度、水压等高度不同因素导致壁挂炉在夏季供卫生热水时存在过热现象，从而降低用户沐浴的舒适度，甚至可能烫伤用户。为了解决前述不足，现有市面上有部分产品采用了分段燃烧技术，即在夏天时燃烧器仅使用部分火排工作，冬天时则全排工作，但是，现有技术中的燃气分段装置往往是固定一部分火排燃烧，导致只要壁挂炉运行这部分火排便处于工作状态，而另一部分则只有火排全开时才工作，由此导致壁挂炉火排各段在工作时间不均衡，在壁挂炉的整体寿命上形成短板效应，壁挂炉使用寿命变短，售后维修更换成本高。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种燃烧装置、壁挂炉及分段燃烧控制方法，有利于壁挂炉火排在使用强度上保持均衡，有效防止壁挂炉使用寿命的短板效应，提升壁挂炉使用寿命，降低售后维修成本。
为了解决上述问题，本发明提供一种燃烧装置，包括燃烧火排，所述燃烧火排包括N个子段火排，所述N个子段火排分别独立的与燃气供应管可选择贯通连接，所述N个子段火排分别对应设置有点火装置，所述点火装置用于点燃与之对应的子段火排，其中N≥2。
优选地，所述燃烧装置还包括检火装置，所述检火装置具有N个，N个所述检火装置与所述N个子段火排分别一一对应设置。
优选地，所述燃气供应管包括总气管及与之贯通连接的N根支气管，所述N根支气管的末端分别与所述N个子段火排连接，且，所述N根支气管上分别设置有截止阀。
优选地，所述总气管上设置有比例阀，所述比例阀用于控制所述总气管中的燃气流量。
本发明还提供一种壁挂炉，包括上述的燃烧装置。
优选地，所述壁挂炉还包括第一换热器、第二换热器，所述第一换热器处于燃烧室中，所述第一换热器具有的采暖用水输出管路与所述第二换热器的第一管路贯通连接，所述第二换热器中还具有第二管路，所述第二管路的两端分别与生活用水输入管路及生活用水输出管路贯通连接，所述第一管路与所述第二管路实现热交换。
本发明还提供一种分段燃烧控制方法，用于控制上述的燃烧装置，包括如下步骤：
获取用户的设定温度；
当所述设定温度低于第一温度时，点燃N个子段火排中的任意一个，记为第一火排；
当所述第一火排燃烧时间达到预设燃烧时长时，熄灭所述第一火排，并同时点燃剩余N-1个子段火排中的任意一个，记为第二火排；
当所述第二火排燃烧时间达到预设燃烧时长时，熄灭所述第二火排，并同时点燃剩余N-2个子段火排中的任意一个，记为第三火排；
···；
当所述第N-1火排燃烧时间达到预设燃烧时长时，熄灭所述第N-1火排，并同时点燃剩余的1个子段火排，记为第N火排；
当所述第N火排燃烧时间达到预设燃烧时长时，熄灭所述第N火排，并同时点燃所述第一火排，形成循环。
优选地，当所述设定温度不低于所述第一温度时，同时点燃所述N个子段火排。
优选地，所述控制方法还包括编号赋予步骤，以实时记录与所述N个子段火排对应设置的N个截止阀的使用频次。
本发明提供的一种燃烧装置、壁挂炉及分段燃烧控制方法，将N个点火装置一一对应于N个子段火排设置，从而使对所述N个子段火排进行单独的状态(燃烧或者不燃烧)控制成为可能，这样通过对所述壁挂炉的控制系统的适应性设计，即可保证所述N个子段火排之间按照一定的顺序进行燃烧，防止现有技术中在负荷需求小时只能选择固定位置上的火排燃烧所导致的壁挂炉寿命的短板效应，有利于提升壁挂炉的使用寿命、降低售后维修成本。
附图说明
图1为本发明实施例的壁挂炉的结构示意图(右侧子段火排燃烧时的水路状态)；
图2为本发明实施例的壁挂炉的结构示意图(左侧子段火排燃烧时的水路状态)；
图3为本发明实施例的壁挂炉的结构示意图(全部子段火排同时燃烧时的水路状态)。
附图标记表示为：
11、子段火排；12、点火装置；21、总气管；22、支气管；31、截止阀；32、比例阀；41、第一换热器；42、第二换热器；51、泵水装置；52、膨胀水箱；101、采暖用水输入管路；102、采暖用水输出管路；103、生活用水输入管路；104、生活用水输出管路；200、壳体；201、气流驱动装置；202、风压传感装置。
具体实施方式
结合参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，提供一种壁挂炉，包括壳体200，所述壳体200构造有燃烧室，所述燃烧室中设置有燃烧装置，所述燃烧装置包括燃烧火排，所述燃烧火排包括N个子段火排11，所述N个子段火排11分别独立的与燃气供应管可选择贯通连接，所述N个子段火排11分别对应设置有点火装置12，所述点火装置12用于点燃与之对应的子段火排11，其中N≥2。该技术方案中，将N个点火装置12(可以采用常用的脉冲点火针)一一对应于N个子段火排11设置，从而使对所述N个子段火排进行单独的状态(燃烧或者不燃烧)控制成为可能，这样通过对所述壁挂炉的控制系统的适应性设计，即可保证所述N个子段火排11之间按照一定的顺序进行燃烧，防止现有技术中在负荷需求小时只能选择固定位置上的火排燃烧所导致的壁挂炉寿命的短板效应，有利于提升壁挂炉的使用寿命、降低售后维修成本。
为了能够实时检测所述各个子段火排11的燃烧状态(也即检测点火是够成功)，优选地，所述燃烧装置还包括检火装置(图中未示出，例如检火针)，所述检火装置具有N个，N个所述检火装置与所述N个子段火排11分别一一对应设置。
所述燃气供应管包括总气管21及与之贯通连接的N根支气管22，所述N根支气管22的末端分别与所述N个子段火排11连接，且，所述N根支气管22上分别设置有截止阀31。该技术方案中，采用截止阀31例如常见的电磁截止阀实现对各个支气管22中燃气的通断，进而控制与支气管22对应的子段火排11的燃烧与否，可以理解的是，所述电磁截止阀受控于所述壁挂炉具有的控制系统例如控制主板，也即所述电磁截止阀与控制主板电连接。进一步地，所述总气管21上设置有比例阀32，所述比例阀32用于控制所述总气管21中的燃气流量，所述比例阀32例如采用电磁比例阀，所述电磁比例阀与所述控制主板电连接。
为了防止生活用水的温度过高可能带来的安全隐患，优选地，所述壁挂炉还包括第一换热器41及第二换热器42，所述第一换热器41处于所述燃烧室中，优选地，所述第一换热器41处于所述燃烧火排的上方位置，所述第一换热器41具有的采暖用水输出管路102与所述第二换热器42的第一管路贯通连接，所述第二换热器42中还具有第二管路，所述第二管路的两端分别与生活用水输入管路103及生活用水输出管路104贯通连接，所述第一管路与所述第二管路实现热交换。该技术方案中，采用设置于所述燃烧室之外的第二换热器42将所述采暖用水输出管路102中加热的高温水与生活用水输入管路103及生活用水输出管路104中的生活用水进行热交换，防止采用燃烧火排直接与生活用水管路热交换可能产生的高温滚烫热水的情况出现，进而能够有效防止生活用水在设置失控时可能带来的对用户的伤害。所述第二换热器42例如可以采用常见的板式换热器即可。前述的采暖用水输出管路102上设置有三通阀，所述三通阀的一个出口与所述第一管路连接，所述三通阀的另一个出口则与暖气散热末端连接。所述燃烧室中还设置有气流驱动装置201，用于将燃烧火排燃烧后的尾气及时排出所述壁挂炉，进而经由相应的排气道排出室内。为了及时检测排气道堵塞或畅通情况，进而保证壁挂炉的使用安全，优选地是，在所述排气道处还设置风压传感装置202(例如风压开关)，所述风压传感装置202与所述控制主板电连接。
由于所述采暖管路一般情况下为独立于生活用水的独立系统，为了提高采暖时的采暖末端的换热效率，优选地，所述第一换热器41具有的采暖用水输入管路101中设有泵水装置51，例如水泵。所述壁挂炉还包括膨胀水箱52，所述膨胀水箱52与所述采暖用水输入管路101贯通连接，所述膨胀水箱52能够防止采暖用水循环系统水被加热后提及膨胀导致的系统内压力过大，进而带来给管路安全带来的隐患发生。
本发明还提供一种分段燃烧控制方法，用于控制上述的燃烧装置也即壁挂炉，包括如下步骤：
获取用户的设定温度；此处的设定温度例如可以采用壁挂炉壳体200上具有的温度设定面板设定，此时可以通过设定温度的高低对用户的负荷需求进行判断；例如，当所述设定温度低于第一温度时，假定设定温度为40℃，此时，可以认为此时的负荷需求较小，因此无需将所有的子段火排11点燃，而仅需要点燃其中的一个或者几个，具体的，例如点燃N个子段火排11中的任意一个，记为第一火排；当所述第一火排燃烧时间达到预设燃烧时长时，熄灭所述第一火排，并同时点燃剩余N-1个子段火排11中的任意一个，记为第二火排；当所述第二火排燃烧时间达到预设燃烧时长时，熄灭所述第二火排，并同时点燃剩余N-2个子段火排11中的任意一个，记为第三火排；···；当所述第N-1火排燃烧时间达到预设燃烧时长时，熄灭所述第N-1火排，并同时点燃剩余的1个子段火排11，记为第N火排；当所述第N火排燃烧时间达到预设燃烧时长时，熄灭所述第N火排，并同时点燃所述第一火排，形成循环。也即此时的燃烧火排被划分成为多段可以独立控制的子段火排，这些子段火排之中的任意一个可以被选择点燃，然后依次循环下去，如此保证了在一个预设燃烧时长内，所有的N个子段火排11皆被点燃一次，使各个子段火排11的使用频次均衡，壁挂炉的整体使用寿命得到延长；当然，还可以单次控制所述N个子段火排11中的至少两个同时点燃，同时点燃的子段火排11的个数与负荷需求相适应即可。例如，在设定温度为50℃时，选择同时点燃三个子段火排11点燃，而可以理解的是，所述N最好为3的倍数，也即所述N最好为同时点燃几个子段火排11的个数的整数倍。此时更好理解的，前述的N个子段火排11可以被称为N组子段火排，每组子段火排中具有多个子段火排子体。
优选地，当所述设定温度不低于所述第一温度时，同时点燃所述N个子段火排11。此处的所述第一温度往往设定的较高，例如第一温度的设定值大致应该为70℃-80℃之间，此时采暖需求较大，应同时点燃所述N个子段火排11。
可以理解的是，所述子段火排11的燃烧控制直接将受制于与之对应设置的N个截止阀31，具体的，当截止阀31被控制导通一次，则证明与之对应的子段火排11被点燃过一次，基于此，可以通过对所述截止阀31的导通次数(频率)进行计数或者对具体的截止阀31进行编号记录，从而使前述的循环控制各个子段火排11，也即所述控制方法还包括编号赋予步骤，以实时记录与所述N个子段火排11对应设置的N个截止阀31的使用频次。
为方便说明具体实施例，本发明仅以两分段(也即N＝2，左侧火排、右侧火排)的运行过程进行说明：
当控制主板接收到机组运行负荷小(例如设定温度低于40度时)，需分段燃烧的信号时，首先所述气流驱动装置201(风机)启动，当所述风压传感装置202检测到风机气流在文丘里管上产生的压差信号，将信号反馈给控制主板，控制所述点火装置12进行点火，比例阀32开启向截止阀31输送燃气，截止阀31贯通向右侧火排输送燃气，此时，仅右侧火排燃烧(如图1所示)，此时，控制主板记录此次开启截止阀31的编号1；当下一次控制主板接收到机组运行负荷小(例如设定温度低于40度时)，需分段燃烧的信号时，同样道理，仅左侧火排燃烧(如图2所示)，此时，控制主板记录此次开启电磁阀的编号2。为保证每一段火排燃烧时间相同，再下一次需要分段燃烧时，截止阀31开启向右侧火排输送燃气，此时仅右侧火排燃烧。控制主板记录此次开启电磁阀的编号1，如此循环往复进行交替燃烧。
当控制主板接收到机组需满负荷运行，无需分段燃烧的信号时(例如设定温度高于40度时)，首先气流驱动装置201(风机)启动，当风压传感装置202检测到风机气流在文丘里管上产生的压差信号，将信号反馈给控制主板，控制所述点火装置12点火，比例阀32开启向截止阀31处输送燃气，全部的截止阀31同时开启向整个燃烧火排输送燃气，此时火排全部燃烧(如图3所示)，控制主板不记录此次开启截止阀31的编号。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种分段燃烧控制方法，用于控制燃烧装置，所述燃烧装置包括燃烧火排，所述燃烧火排包括N个子段火排(11)，所述N个子段火排(11)分别独立的与燃气供应管可选择贯通连接，所述N个子段火排(11)分别对应设置有点火装置(12)，所述点火装置(12)用于点燃与之对应的子段火排(11)，其中N≥2，其特征在于，所述分段燃烧控制方法包括如下步骤：
获取用户的设定温度；
当所述设定温度低于第一温度时，点燃N个子段火排(11)中的任意一个，记为第一火排；
当所述第一火排燃烧时间达到预设燃烧时长时，熄灭所述第一火排，并同时点燃剩余N-1个子段火排(11)中的任意一个，记为第二火排；
当所述第二火排燃烧时间达到预设燃烧时长时，熄灭所述第二火排，并同时点燃剩余N-2个子段火排(11)中的任意一个，记为第三火排；
···；
当所述第N-1火排燃烧时间达到预设燃烧时长时，熄灭所述第N-1火排，并同时点燃剩余的1个子段火排(11)，记为第N火排；
当所述第N火排燃烧时间达到预设燃烧时长时，熄灭所述第N火排，并同时点燃所述第一火排，形成循环。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述设定温度不低于所述第一温度时，同时点燃所述N个子段火排(11)。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括编号赋予步骤，以实时记录与所述N个子段火排(11)对应设置的N个截止阀(31)的使用频次。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述燃烧装置还包括检火装置，所述检火装置具有N个，N个所述检火装置与所述N个子段火排(11)分别一一对应设置。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述燃气供应管包括总气管(21)及与之贯通连接的N根支气管(22)，所述N根支气管(22)的末端分别与所述N个子段火排(11)连接，且，所述N根支气管(22)上分别设置有截止阀(31)。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述总气管(21)上设置有比例阀(32)，所述比例阀(32)用于控制所述总气管(21)中的燃气流量。
7.一种壁挂炉，包括燃烧装置，其特征在于，用以执行权利要求1至6中任一项所述分段燃烧控制方法，所述燃烧装置为权利要求1至6中任一项所述的分段燃烧控制方法中的所述燃烧装置。
8.根据权利要求7所述的壁挂炉，其特征在于，还包括第一换热器(41)、第二换热器(42)，所述第一换热器(41)处于燃烧室中，所述第一换热器(41)具有的采暖用水输出管路(102)与所述第二换热器(42)的第一管路贯通连接，所述第二换热器(42)中还具有第二管路，所述第二管路的两端分别与生活用水输入管路(103)及生活用水输出管路(104)贯通连接，所述第一管路与所述第二管路实现热交换。
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分段燃烧技术在燃气采暖热水炉上的应用;朱高涛;徐赛锋;;供热制冷(第08期);全文 *

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