CN110425744A - 一种自适应的全预混燃气采暖热水炉风压控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种全预混燃气采暖热水炉风压控制系统及控制方法，其特征在于，包括燃气阀、混合器、风机、燃烧器、换热器、主控制器和操作显示器，燃气阀为气动比例式燃气阀，混合器为前预混型文丘里混合器；风机为无刷直流风机，设有转速传感器，用于采集风机转速；主控制器用于控制燃气阀启闭、风机转速调节和检测以及运行状态监控；操作显示器用于操控壁挂炉的工作状态及显示壁挂炉的出水温度运行信息。有效监测全预混壁挂炉在最大目标状态下的外界风阻情况及燃烧换热腔内压力情况。本发明确保用户使用安全，可消除壁挂炉风压性能变化，自适应安装环境，提高了壁挂炉的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及燃气炉具技术领域，尤其涉及一种全预混燃气采暖热水炉。
背景技术
全预混壁挂炉工作原理是根据壁挂炉的供热负荷需求，利用频率一定的矩形波，通过调节矩形波的占空比(即PWM值)来调节直流风机的转速，进而控制风机的风量，利用文丘里混合器保证燃气和空气在风机入口进行充分混合，并实现燃气流量和空气流量的同步调节，且保持恒定比例。
当壁挂炉排烟管堵塞或外界风压较大时，为保持目标转速不变，而将驱动电压PWM值降低，进而燃气进气量和空气进气量减小，负荷降低；为达到需求负荷，风机慢慢提速直至最大目标转速，燃烧换热腔内压力也会慢慢增大。堵塞严重或外界风压过大时，燃烧换热腔内压力过大，压迫水封内的水排出，烟气从冷凝水排水管中溢出，泄漏到室内，存在安全隐患。
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能保证壁挂炉的风压性能不变，提高了壁挂炉的适用性，消除安全隐患的自适应的全预混燃气采暖热水炉风压控制系统。
本发明的另一目的是提供一种能保证壁挂炉的风压性能不变，提高了壁挂炉的适用性，消除安全隐患的自适应的全预混燃气采暖热水炉风压控制方法。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种全预混燃气采暖热水炉风压控制系统，其特征在于，包括燃气阀、混合器、风机、燃烧器、换热器、主控制器和操作显示器，燃气阀为气动比例式燃气阀，混合器为前预混型文丘里混合器；风机为无刷直流风机，设有转速传感器，用于采集风机转速；主控制器用于控制燃气阀启闭、风机转速调节和检测以及运行状态监控；操作显示器用于操控壁挂炉的工作状态及显示壁挂炉的出水温度运行信息。
作为上述方案的进一步说明，所述在主控制器控制参数中添加一项PWM偏差极限值设置项dL，采用千分制，可提高精度；其范围是0-ff(十六进制)，数据越大，表示允许偏差值越大，可通过操作显示器进行查看和设置。
一种全预混燃气采暖热水炉风压控制方法，其特征在于，它是通过对比风机最大目标转速时的实时驱动电压PWM值与标准状态下的基准PWM值，依此判定燃烧换热腔内压力情况，在燃烧换热腔内压力超过水封可承受压力前，强制壁挂炉关阀熄火，并预警提醒用户。
进一步的，在产品安装调试阶段，自动校正基准PWM值，消除由于安装环境导致的壁挂炉运行工况较设计使用工况的偏离量，保证壁挂炉的风压性能不变，提高了壁挂炉的适用性。
进一步的，在系统的出厂设置中，令风机最大目标转速时的基准PWM值为F0(F0小于1)，dL值设定为L0。
在用户家安装完毕后，强制进入风机最大目标转速状态下，连续燃烧工作时间t0，记录该段时间内PWM值的算术平均值为F1，此数作为最新的基准PWM值覆盖原始数值F0，并保存到系统的EEPROM中。
在燃烧状态，风机最大目标转速时的实时PWM值为FPWM，若风机以最大转速输出时连续t1时间段内FPWM与F1的差值即(F1-FPWM)大于L0‰，则强制壁挂炉关阀熄火，操作显示器显示故障代码，并声音报警。
本发明的有益效果是：
1、有效监测全预混壁挂炉在最大目标状态下的外界风阻情况及燃烧换热腔内压力情况。
2、可杜绝燃烧换热腔内压力过大导致水封失效烟气外溢现象，确保用户使用安全。
3、可消除不同地区因海拔、天气、安装条件等不同与实验室环境引起的壁挂炉风压性能变化，自适应安装环境，提高了壁挂炉的适用性。
附图说明
图1为整个控制系统的自适应流程图；
图2为本发明的整个控制系统的判定流程图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
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。
在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
下面结合说明书的附图，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-图2所示，一种全预混燃气采暖热水炉风压控制系统，包括燃气阀、混合器、风机、燃烧器、换热器、主控制器和操作显示器，燃气阀为气动比例式燃气阀，混合器为前预混型文丘里混合器；风机为无刷直流风机，设有转速传感器，用于采集风机转速；主控制器用于控制燃气阀启闭、风机转速调节和检测以及运行状态监控；操作显示器用于操控壁挂炉的工作状态及显示壁挂炉的出水温度运行信息。在主控制器控制参数中添加一项PWM偏差极限值设置项dL，采用千分制，可提高精度；其范围是0-ff(十六进制)，数据越大，表示允许偏差值越大，可通过操作显示器进行查看和设置。为实现壁挂炉的风压监测，根据产品设计条件设定一个风机最大目标转速时的基准PWM值，同时监控壁挂炉风机最大目标转速时的实时驱动电压PWM值，比较两者的偏差值；为避免出现燃烧换热腔内压力过大导致水封失效烟气外溢现象，设定一个偏差极限值，当偏差值大于偏差极限值时，强制关阀熄火，并预警提醒用户；为满足壁挂炉最大功率调整或水封高度变更引起的风压性能变化，偏差极限值可在一定范围内自由设定，由设计人员根据实际设计需求，灵活调整；为消除不同地区因海拔、天气、安装条件等不同与实验室环境对壁挂炉风压性能的影响，壁挂炉在安装调试阶段可自动校正基准PWM值并保存，自适应安装环境。
以下是与所述的全预混燃气采暖热水炉风压控制系统对应的全预混燃气采暖热水炉风压控制方法，它是通过对比风机最大目标转速时的实时驱动电压PWM值与标准状态下的基准PWM值，依此判定燃烧换热腔内压力情况，在燃烧换热腔内压力超过水封可承受压力前，强制壁挂炉关阀熄火，并预警提醒用户。同时在产品安装调试阶段，可自动校正基准PWM值，消除由于安装环境导致的壁挂炉运行工况较设计使用工况的偏离量，保证壁挂炉的风压性能不变，提高了壁挂炉的适用性。出厂设置：令风机最大目标转速时的基准PWM值为F0(F0小于1)，dL值设定为L0。
整个控制系统的自适应流程如图1，判定流程如图2。
自适应流程：全预混壁挂炉在用户家安装完毕后，强制进入风机最大目标转速状态下，连续燃烧工作时间t0，记录该段时间内PWM值的算术平均值为F1，此数作为最新的基准PWM值覆盖原始数值F0，并保存到EEPROM中。
判定流程：在燃烧状态，风机最大目标转速时的实时PWM值为FPWM，风机以最大转速输出时连续t1时间段内FPWM与F1的差值即(F1-FPWM)大于L0‰，则强制壁挂炉关阀熄火，操作显示器显示故障代码，并声音报警。
与现有技术相比，本实施例有效监测全预混壁挂炉在最大目标状态下的外界风阻情况及燃烧换热腔内压力情况；可杜绝燃烧换热腔内压力过大导致水封失效烟气外溢现象，确保用户使用安全；可消除不同地区因海拔、天气、安装条件等不同与实验室环境引起的壁挂炉风压性能变化，自适应安装环境，提高了壁挂炉的适用性。
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及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。
Claims (7)
1.一种全预混燃气采暖热水炉风压控制系统，其特征在于，包括燃气阀、混合器、风机、燃烧器、换热器、主控制器和操作显示器，燃气阀为气动比例式燃气阀，混合器为前预混型文丘里混合器；风机为无刷直流风机，设有转速传感器，用于采集风机转速；主控制器用于控制燃气阀启闭、风机转速调节和检测以及运行状态监控；操作显示器用于操控壁挂炉的工作状态及显示壁挂炉的出水温度运行信息。
2.根据权利要求1所述的全预混燃气采暖热水炉风压控制系统，其特征在于，所述在主控制器控制参数中添加一项PWM偏差极限值设置项dL；并设置一定的范围，数据越大，表示允许偏差值越大，可通过操作显示器进行查看和设置。
3.一种与权利要求1或2所述的全预混燃气采暖热水炉风压控制系统对应的全预混燃气采暖热水炉风压控制方法，其特征在于，它是通过对比风机最大目标转速时的实时驱动电压PWM值与标准状态下的基准PWM值，依此判定燃烧换热腔内压力情况，在燃烧换热腔内压力超过水封可承受压力前，强制壁挂炉关阀熄火，并预警提醒用户。
4.根据权利要求3所述的全预混燃气采暖热水炉风压控制方法，其特征在于，在产品安装调试阶段，自动校正基准PWM值，消除由于安装环境导致的壁挂炉运行工况较设计使用工况的偏离量。
5.根据权利要求3所述的全预混燃气采暖热水炉风压控制方法，其特征在于，在系统的出厂设置中，令风机最大目标转速时的基准PWM值为F0，F0小于1，dL值设定为L0。
6.根据权利要求3所述的全预混燃气采暖热水炉风压控制方法，其特征在于，在用户家安装完毕后，强制进入风机最大目标转速状态下，连续燃烧工作时间t0，记录该段时间内PWM值的算术平均值为F1，此数作为最新的基准PWM值覆盖原始数值F0，并保存到系统的EEPROM中。
7.根据权利要求3所述的全预混燃气采暖热水炉风压控制方法，其特征在于，在燃烧状态，风机最大目标转速时的实时PWM值为FPWM，若风机以最大转速输出时连续t1时间段内FPWM与F1的差值即(F1-FPWM)大于L0‰，则强制壁挂炉关阀熄火，操作显示器显示故障代码，并声音报警。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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