CN110486947A - 一种双风机燃气热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双风机燃气热水器，包括机壳、设置在机壳内的燃烧器和换热器，还包括：鼓风风机，设置在所述燃烧器的进风口处，用于将空气从机壳外部吸入至燃烧器中；引风风机，设置在换热器和排烟管之间，用于将换热器中的烟气经排烟管抽排至外部；进风压力传感器，用于采集进风压力信号并反馈至控制单元；排风压力传感器，用于采集排风压力信号并反馈至控制单元；控制单元，用于控制所述引风风机和鼓风风机的转速。本发明的双风机燃气热水器，通过设置鼓风风机和引风风机双风机，以及分别采集进风压力和排风压力，根据进风压力和排风压力控制引风风机和鼓风风机的转速，保证燃烧室压力稳定，从而燃烧器稳定高效燃烧。

Description

一种双风机燃气热水器
技术领域
本发明涉及燃气热水器技术领域，具体地说，是涉及一种双风机燃气热水器。
背景技术
强排式燃气热水器采用强制排风或者强制鼓风的方式将燃烧烟气排出室外，强排式燃气热水器根据排风结构不同又分为鼓风型（下鼓式）和引风型（上抽式），鼓风型燃气热水器排气能力强，在遇到室外风力大的情况下，如果发生烟气倒灌，鼓风型燃气热水器的供风系统会自动判断故障，关机保护，但对于调节风量保证燃烧正常有滞后性，这种滞后会造成燃烧异常，烟气CO超标，且电机靠近高温，需做散热设计。引风型燃气热水器在燃烧室的位置有分配气体的结构，风机能根据火力的大小同步无极调节速度，实现稳定燃烧，热效率高，电机在下温度低电机不易坏，但是排气能力稍差，烟管堵塞有时不能判断或滞后判断，这种滞后会造成回火的危险。
发明内容
本发明为了解决现有单风机的燃气热水器当室内环境或者室外环境发生变化时，容易出现燃烧异常、发生回火危险的技术问题，提出了一种双风机燃气热水器，可以解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种双风机燃气热水器，包括机壳、设置在机壳内的燃烧器和换热器，还包括：
鼓风风机，设置在所述燃烧器的进风口处，用于将空气从机壳外部吸入至燃烧器中；
引风风机，设置在换热器和排烟管之间，用于将换热器中的烟气经排烟管抽排至外部；
进风压力传感器，用于采集进风压力信号并反馈至控制单元；
排风压力传感器，用于采集排风压力信号并反馈至控制单元；
控制单元，用于根据所述进风压力传感器和排风压力传感器所反馈的采集信号生成控制信号控制所述引风风机和鼓风风机的转速。
进一步的，所述鼓风风机的出风口处设置有进风取压口，所述进风取压口通过管道与所述进风压力传感器的感应部件相连接。
进一步的，所述引风风机的出风口处设置有排风取压口，所述排风取压口通过管道与所述排风压力传感器的感应部件相连接。
进一步的，所述换热器位于所述燃烧器的上方，所述燃烧器的进风口设置在所述燃烧器的底部。
进一步的，还包括用于检测进水温度的进水温度传感器、用于检测出水温度的出水温度传感器以及用于检测进水流量的流量传感器，所述控制单元执行以下控制步骤：
（1）、所述控制单元根据用户设置温度、进水温度以及进水流量，计算所需热量；
（2）、根据所需热量计算出燃气进气量；
（3）、根据所述燃气进气量计算出燃烧所需空气量；
（4）、根据燃烧所需空气量计算进风和排风的标准压差，并以此调节所述鼓风风机和引风风机的转速，使得进风和排风之间的压差与标准压差之间的差值不大于设定阈值。
进一步的，步骤（4）之后，还包括监测进风压力和排风压力的步骤，周期性的采集进风压力和排风压力，并计算两者之间的实际压差，并将该实际压差与标准压差进行比较，根据比较结果调节所述鼓风风机和/或引风风机的转速。
进一步的，监测进风压力和排风压力的步骤中，当实际压差与标准压差之间的差值超过设定阈值时，查找出是进风压力还是排风压力发生变化引起的实际压差变化：
a、若是进风压力发生变化引起的实际压差变化，则调节鼓风风机的转速，直至实际压差与标准压差之间的差值不大于设定阈值；
b、若是排风压力发生变化引起的实际压差变化，则调节引风风机的转速，直至实际压差与标准压差之间的差值不大于设定阈值。
进一步的，步骤a中当调节鼓风风机的转速后实际压差仍然无法满足要求时，配合调节引风风机的转速，直至实际压差满足要求。
进一步的，步骤b中当调节引风风机的转速后实际压差仍然无法满足要求时，配合调节鼓风风机的转速，直至实际压差满足要求。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的双风机燃气热水器，首先，通过设置鼓风风机和引风风机双风机，以及分别采集进风压力和排风压力，根据进风压力和排风压力控制引风风机和鼓风风机的转速，保证燃烧室压力稳定，从而燃烧器稳定高效燃烧。其次，当外界气压发生变化时，进风压力能够直接反应室内环境气压的变化，此时优先调节鼓风风机，保证燃烧室压力稳定，进而充分燃烧，排风压力能够直接反应室外环境气压的变化，此时优先调节引风风机，引风风机能够快速感应到室外环境压力的变化，可以防止室外倒灌的风压发生回火危险。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所提出的双风机燃气热水器的一种实施例结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，本实施例提出了一种双风机燃气热水器，如图1所示，包括机壳11、设置在机壳11内的燃烧器12和换热器13，还包括：
鼓风风机14，设置在所述燃烧器12的进风口处，用于将空气从机壳11外部吸入至燃烧器12中；机壳11上开设有与燃烧器12的进风口相联通的口部，鼓风风机14将机壳11外部的空气吸入至燃烧器12中，燃烧器12中具有火排、燃气口、点火针等燃烧组件，燃气口通过连接管与燃气管连接，用于提供燃气，燃气充分燃烧需要足够的空气，鼓风风机14即是将空气从机壳11外部吸入至燃烧器12中为燃烧提供空气，同时，燃烧产生的高温气体进入换热器13中，换热器13上固定有盘管，水从盘管中流过时，与换热器13中的高温气体换热，换热后的废气在压力的作用下朝向排烟管方向运动。由于鼓风风机14直接作用为燃烧提供空气，其提供调节风量可靠保证燃气充分燃烧。
引风风机15，设置在换热器13和排烟管16之间，用于将换热器13中的烟气经排烟管16抽排至外部；一般情况下，根据燃烧后高温气体的流动方向，排烟管16设置在换热器13的上方，鼓风风机可以直接为燃烧器提供燃烧所需空气，但是由于气体流通通道较长，当排烟管16发生堵塞或者室外大风造成烟气倒灌时，鼓风风机的反应较为滞后，且若单纯靠增加鼓风风机的风量解决上述问题的话，将会造成高温气体中较大部分热量无法充分换热即被排出，能效比较低，因此，通过在换热器13和排烟管16之间设置引风风机15，其可以直接将换热器13中的废气经排烟管排出，能够及时抵抗室外大风造成烟气倒灌问题。
进风压力传感器17，用于采集进风压力信号并反馈至控制单元；
排风压力传感器18，用于采集排风压力信号并反馈至控制单元；
控制单元（图中未示出），用于根据进风压力传感器和排风压力传感器所反馈的采集信号生成控制信号控制引风风机和鼓风风机的转速。其中，控制单元为燃气热水器的总控单元，用于控制燃烧以及各电控器件的工作状态。
对于燃气热水器而言，当所设定的出水温度一定、进水温度一定以及进水流量一定时，其从进水温度加热至出水温度所需的能量是固定的，因此，根据燃气热水器的能效比即可得到燃气供应量，进而可以计算出满足所供应的燃气充分燃烧时所需要的最低空气供应量，根据空气供应量可以计算出整机的进风与排风的压差，根据压差以及进风与出风的实际压力调节鼓风风机和引风风机的转速，本实施例的双风机燃气热水器，首先，通过设置鼓风风机和引风风机双风机，以及分别采集进风压力和排风压力，根据进风压力和排风压力同时控制引风风机和鼓风风机的转速，满足燃烧器和换热器中各处压力的动态平衡，既能够保证燃烧室压力稳定，又能够保证燃烧器稳定高效燃烧。其次，当外界气压发生变化时，进风压力能够直接反应室内环境气压的变化，此时优先调节鼓风风机，保证燃烧室压力稳定，进而充分燃烧，排风压力能够直接反应室外环境气压的变化，此时优先调节引风风机，引风风机能够快速感应到室外环境压力的变化，可以防止室外倒灌的风压发生回火危险。
由于高温气体的流动方向是向上，因此优选换热器13位于燃烧器12的上方，燃烧器12的进风口设置在燃烧器12的底部。各部件的设置位置顺着空气自然流动方向设置。
鼓风风机14的出风口处设置有进风取压口20，进风取压口20通过管道19与进风压力传感器17的感应部件相连接。进风取压口20处的压力与鼓风风机14的出风口的压力成正相关，进风取压口20将鼓风风机14的出风口的压力通过管道19传递至进风压力传感器17，由其转换为电信号并发送至控制单元，本实施例中进风压力采集方式不是唯一的，还可以将进风压力传感器17直接设置在鼓风风机14的出风口处同样可以实现进风压力的采集。
由于经换热器换热后的废气温度仍然很高，若直接将排风压力传感器设置在引风风机的出风口处，排风压力传感器长期处于高温环境中，大大折损其使用寿命，本实施例中优选在引风风机15的出风口处设置有排风取压口21，排风取压口21通过管道22与排风压力传感器18的感应部件相连接。排风取压口21处的压力与引风风机的出风口的压力成正相关，排风取压口21将引风风机的出风口的压力通过管道22传递至排风压力传感器18，由其转换为电信号并发送至控制单元，既可以精确采集排风压力，又能够延长排风压力传感器18的使用寿命。
燃气热水器初始工作时需要获取进水温度以及进水流量信息，还包括用于检测进水温度的进水温度传感器、用于检测出水温度的出水温度传感器以及用于检测进水流量的流量传感器，进水温度传感器可以设置在进水管中，出水温度传感器设置在出水管中，流量传感器可以设置在进水管中或者出水管中，用于检测水管中的流量，优选设置在进水管中，水温较低，有利于延长其使用寿命。
控制单元执行以下控制步骤：
（1）、控制单元根据用户设置温度、进水温度以及进水流量，计算所需热量；
（2）、根据所需热量计算出燃气进气量；
燃气口与燃气管之间的连接管中设置有比例阀，比例阀接受控制单元的控制，控制单元根据所计算出的燃气进气量调节比例阀的开度。
（3）、根据燃气进气量计算出燃烧所需空气量；所供空气至少保证燃气进行充分燃烧。
（4）、根据燃烧所需空气量计算进风和排风的标准压差，并以此调节所述鼓风风机和引风风机的转速，使得进风和排风之间的压差与标准压差之间的差值不大于设定阈值。
由于风量与两端的压差以及横截面积有关，燃气热水器的内部结构固定，因此面积是一定的，故可以根据向热水器提供燃烧所需空气量计算出进风和排风的标准压差，燃气热水器的排气口和进气口保持该标准压差时，可以满足燃烧器和换热器的气压平衡。由于进风压力和排风压力的实际压力可以测得，进风压力大小、排风压力大小与鼓风风机和引风风机的转速有关，因此，可分别计算出鼓风风机和引风风机的转速，以使得进风压力和排风压力满足上述标准压差。
由于随着外部环境的变化以及进水温度、进水流量的变化，整机内部压力是动态变化的，步骤（4）之后，还包括监测进风压力和排风压力的步骤，周期性的采集进风压力和排风压力，并计算两者之间的实际压差，并将该实际压差与标准压差进行比较，根据比较结果调节所述鼓风风机和/或引风风机的转速，以维持燃烧器和换热器的气压平衡。保证燃烧器既能够实现充分燃烧，又能够及时将废气排出，防止烟气倒灌。
由于压力差是进风压力与排风压力之间的差值，监测进风压力和排风压力的步骤中，当压力差与标准压差相比出现波动时，也即实际压差与标准压差之间的差值超过设定阈值时，肯定是至少其中一个参数发生了变化，查找出是进风压力或者排风压力发生变化引起的实际压差变化，
a、若是进风压力发生变化引起的实际压差变化，则调节鼓风风机的转速，直至实际压差与标准压差之间的差值不大于设定阈值；
b、若是排风压力发生变化引起的实际压差变化，则调节引风风机的转速，直至实际压差与标准压差之间的差值不大于设定阈值。
若在外界压力变化的情况下，鼓风风机能够快速感应到室内环境压力的变化，引风风机能够快速感应到室外倒灌的风压；当室内环境压力变化时，，进风压力能够直接反应室内环境气压的变化，此时优先调节鼓风风机，保证燃烧室压力稳定，进而充分燃烧。当室外有大风倒灌时，引风风机能够快速感应到室外环境压力的变化，因此引风风机优先调速，可以防止室外倒灌的风压发生回火危险，保证燃烧室压力稳定。本实施例的双风机燃烧系统，即保证了燃烧的稳定高效，同时也保证了燃烧系统的安全可靠，避免了燃烧异常、CO超标和回火的安全隐患。
步骤a中当调节鼓风风机的转速后实际压差仍然无法满足要求时，例如鼓风风机的转速调节至最大仍无法满足压差要求，此时需要配合调节引风风机的转速，直至满足进风和排风之间的压差与标准压差之间的差值不大于设定阈值，保证系统安全稳定运行。
同样道理的，步骤b中当调节引风风机的转速后实际压差仍然无法满足要求时，配合调节鼓风风机的转速，直至满足进风和排风之间的压差与标准压差之间的差值不大于设定阈值。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种双风机燃气热水器，包括机壳、设置在机壳内的燃烧器和换热器，其特征在于，还包括：
鼓风风机，设置在所述燃烧器的进风口处，用于将空气从机壳外部吸入至燃烧器中；
引风风机，设置在换热器和排烟管之间，用于将换热器中的烟气经排烟管抽排至外部；
进风压力传感器，用于采集进风压力信号并反馈至控制单元；
排风压力传感器，用于采集排风压力信号并反馈至控制单元；
控制单元，用于根据所述进风压力传感器和排风压力传感器所反馈的采集信号生成控制信号控制所述引风风机和鼓风风机的转速。
2.根据权利要求1所述的双风机燃气热水器，其特征在于，所述鼓风风机的出风口处设置有进风取压口，所述进风取压口通过管道与所述进风压力传感器的感应部件相连接。
3.根据权利要求1所述的双风机燃气热水器，其特征在于，所述引风风机的出风口处设置有排风取压口，所述排风取压口通过管道与所述排风压力传感器的感应部件相连接。
4.根据权利要求1所述的双风机燃气热水器，其特征在于，所述换热器位于所述燃烧器的上方，所述燃烧器的进风口设置在所述燃烧器的底部。
5.根据权利要求1-4任一项所述的双风机燃气热水器，其特征在于，还包括用于检测进水温度的进水温度传感器、用于检测出水温度的出水温度传感器以及用于检测进水流量的流量传感器，所述控制单元执行以下控制步骤：
（1）、所述控制单元根据用户设置温度、进水温度以及进水流量，计算所需热量；
（2）、根据所需热量计算出燃气进气量；
（3）、根据所述燃气进气量计算出燃烧所需空气量；
（4）、根据燃烧所需空气量计算进风和排风的标准压差，并以此调节所述鼓风风机和引风风机的转速，使得进风和排风之间的压差与标准压差之间的差值不大于设定阈值。
6.根据权利要求5所述的双风机燃气热水器，其特征在于，步骤（4）之后，还包括监测进风压力和排风压力的步骤，周期性的采集进风压力和排风压力，并计算两者之间的实际压差，并将该实际压差与标准压差进行比较，根据比较结果调节所述鼓风风机和/或引风风机的转速。
7.根据权利要求6所述的双风机燃气热水器，其特征在于，监测进风压力和排风压力的步骤中，当实际压差与标准压差之间的差值超过设定阈值时，查找出是进风压力还是排风压力发生变化引起的实际压差变化：
a、若是进风压力发生变化引起的实际压差变化，则调节鼓风风机的转速，直至实际压差与标准压差之间的差值不大于设定阈值；
b、若是排风压力发生变化引起的实际压差变化，则调节引风风机的转速，直至实际压差与标准压差之间的差值不大于设定阈值。
8.根据权利要求7所述的双风机燃气热水器，其特征在于，步骤a中当调节鼓风风机的转速后实际压差仍然无法满足要求时，配合调节引风风机的转速，直至实际压差满足要求。
9.根据权利要求7所述的双风机燃气热水器，其特征在于，步骤b中当调节引风风机的转速后实际压差仍然无法满足要求时，配合调节鼓风风机的转速，直至实际压差满足要求。
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