CN110873466A - 采暖炉制热系统超温保护控制方法及采暖炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采暖炉制热系统超温保护控制方法及采暖炉，所述超温保护控制方法，包括以下步骤：（11）、点火判断步骤，判断是否具有加热需求，当具有加热需求时，检测换热器出水温度T0，控制点火以及控制水泵启动；（12）、点火成功检测步骤，检测判断是否具有火焰，若有火焰，则点火成功，执行步骤（13）；（13）、再次检测换热器出水温度T1，计算出水温度T1与T0的差值，若两者的差值大于设定阈值M，则判断为水泵工作正常，控制继续燃烧，否则，判断为水泵工作疑似异常，停止燃烧。本发明的控制方法，可以在温控器检测到异常之前执行保护控制，避免了由于温控器检测的滞后性而造成的损失以及可能带来的危害。

Description

采暖炉制热系统超温保护控制方法及采暖炉

技术领域

本发明涉及制热控制技术领域，具体地说，是涉及一种采暖炉制热系统超温保护控制方法及采暖炉。

背景技术

采暖炉整机系统启动工作时需要同时水泵启动，以使水能够循环流动，目前常规使用的水泵不能反馈其工作状态，而带有反馈工作状态的水泵成本较高，将会降低采暖炉产品的市场竞争力，目前检测水泵是否启动的方式是在与换热器连接的管路上设置温控器，用于检测换热器的温度，当温度超过设定阈值时，则控制停止燃烧加热，若水泵故障无法启动，则相应水静止不流动，由于开机点火燃烧后，热水气化的时间是20s～30s，速度很快，在这很短的时间内，热量不能很快速的传递到超温温控器处，主控制板难以接收到超温信号进而无法控制停止燃烧，最终造成介质水汽化，损坏系统器件等情况发生，甚至威胁生命安全。有些通过采取调低超温温控器温度限值的方式，以提高检测响应速度，但是在系统正常运行时很容易出现误报警的情况。

发明内容

本发明为了解决现有低成本采暖炉无法获取水泵的工作状态，通过温控器检测换热器的温度进行超温保护，检测具有滞后性存在极大安全隐患的技术问题，提出了一种采暖炉制热系统超温保护控制方法，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：

一种采暖炉制热系统超温保护控制方法，包括以下步骤：

（11）、点火判断步骤，判断是否具有加热需求，当具有加热需求时，检测换热器出水温度T0，控制点火以及控制水泵启动；

（12）、点火成功检测步骤，检测判断是否具有火焰，若有火焰，则点火成功，执行步骤（13）；

（13）、再次检测换热器出水温度T1，计算出水温度T1与T0的差值，若两者的差值大于设定阈值M，则判断为水泵工作正常，控制继续燃烧，否则，判断为水泵工作疑似异常，停止燃烧。

进一步的，步骤（13）中若判断为水泵工作疑似异常，风机在停止燃烧后继续保持运行设定时间t1进行清扫，其中，t1＞0。

进一步的，步骤（13）中若判断为水泵工作疑似异常，停止燃烧后开始计时，满足设定时间t2后，再次执行超温保护控制步骤，返回步骤（11）。

进一步的，自完成第一轮超温保护控制步骤并且判断为水泵工作疑似异常之后，再次执行超温保护控制步骤循环的次数不超过N次，其中N为正整数。

进一步的，在执行超温保护控制步骤期间，温控器周期性检测当前换热器温度，并将当前换热器温度与设定阈值比较，若当前换热器温度不小于设定阈值，则进行超温报警，若当前换热器温度小于设定阈值，继续执行超温保护控制步骤循环，直至循环满足设定次数。

进一步的，在执行完超温保护控制步骤的设定循环次数之后，若当前换热器温度仍小于设定阈值，则进行燃烧故障报警。

进一步的，步骤（11）之前，还包括以下步骤：

（01）、用水模式判断步骤，所述用水模式包括采暖热水模式和生活热水模式；采暖热水模式下加热需求的判断方法为：检测室内温度，并将室内温度与设定温度进行比较，若室内温度小于设定温度，则判断为具有加热需求，或者，检测换热器出水温度，并将换热器出水温度与设定温度进行比较，若换热器出水温度小于设定温度，则判断为具有加热需求；

生活热水模式加热需求的判断方法为：检测是否具有水流，若具有水流，则判断为具有加热需求。

进一步的，在采暖热水模式下，仍然周期性检测是否具有水流，若具有水流，则关闭采暖水入口，并切换至生活热水模式。

进一步的，步骤（13）之后，若判断为水泵工作正常，控制继续燃烧，并周期性判断是否具有加热需求，一旦加热需求条件不再成立，则停止燃烧。

一种采暖炉，包括燃烧器、换热器、燃烧风机，所述换热器的进水端连接有进水管，出水端连接有出水管，所述进水管或者出水管的管路中设置有水泵，所述换热器上设置有温控器，用于检测换热器的温度，所述出水管中设置有温度传感器，用于检测换热器出水温度，所述采暖炉按照权利要求1-9任一项所述的超温保护控制方法执行保护控制。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的采暖炉制热系统超温保护控制方法，通过检测判断换热器出水温度的方式，间接判断水泵是否正常工作，若换热器出水温度在设定时间内产生变化且变化量小于设定阈值，则判断为水泵工作疑似异常，而此时温控器还无法检测到异常，通过控制停止燃烧的方式执行保护，满足一定时间后换热器的温度传递至温控器，若温控器检测到温度异常，说明水泵确定工作异常，执行报警提示，本方案可以在温控器检测到异常之前执行保护控制，避免了由于温控器检测的滞后性而造成的损失以及可能带来的危害，而且在温控器检测到异常报警之前，仅通过停止燃烧处理，不做报警处理，可以防止误报警的情况发生。

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是本发明所提出的采暖炉制热系统超温保护控制方法的一种实施例流程图；

图2是本发明所提出的采暖炉的一种实施例流程图。

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

对于采暖炉而言，其通过燃气燃烧加热换热器，在管道中流经换热器的冷水进行换热升温，流出热水供用户使用，具有制热水快的优点，其可向用户提供采暖热水以及生活热水，采暖炉由于是直接燃烧，所以要求系统的稳定性更高，否则容易发生危险，在制热时，管道中的水流经换热器时可以快速换热，需要同时水泵配合工作，及时将热水循环流出，然后补充上冷水继续加热并以此循环，否则，若水泵故障无法正常工作，则导致管道中的水持续在换热器中加热，直至热水气化，压力增加，轻则损坏系统器件，重则发生爆管威胁生命安全，因此水泵是否正常工作对于系统的安全稳定性及其重要，对于高端采暖炉而且，水泵带有反馈系统，可以向控制系统反馈水泵的工作状态，控制系统并以此控制燃烧，保障系统运行安全，但是这将会极大增加产品成本，不利于市场竞争，对于不带有水泵状态反馈系统的采暖炉而言，目前采用设定温控器的方式，用于检测换热器的温度，通过为温控器设定超温保护温度，当检测的换热器的温度大于所设定的超温保护温度时，执行相应的保护控制，如停止燃烧、报警提示等，但是由于温控器受到安装位置的限制，换热器的温度传递至温控器需要一定的时间，因此，在此时间段内主控制板难以接收到超温信号进而无法控制停止燃烧，最终造成介质水汽化，对系统造成损坏或者存在危险，基于此，本实施例提出了一种采暖炉制热系统超温保护控制方法，如图1所示，包括以下步骤：

S11、点火判断步骤，判断是否具有加热需求，当具有加热需求时，检测换热器出水温度T0，控制点火以及控制水泵启动；具有加热需求是点火燃烧的必要条件，因此需要首先进行加热需求的判断。加热需求也即用户具有制热需求，该制热需求可以是用于采暖，也可以是需要使用生活热水。当具有加热需求时，首先检测当前换热器出水温度，也即换热器的出水温度在点火之前的初始温度，其用于后续步骤判断。在当具有加热需求时，系统按照正常程序启动并控制点火，当然在启动之前还可以执行硬件自检、软件自检等程序。

S12、点火成功检测步骤，检测判断是否具有火焰，若有火焰，则点火成功，执行步骤S13；点火是否成功的检测可以采用火焰传感器等实现，成功点火是后续判断检测步骤的基础。

S13、再次检测换热器出水温度T1，计算出水温度T1与T0的差值，若两者的差值大于设定阈值M，则判断为水泵工作正常，控制继续燃烧，否则，判断为水泵工作疑似异常，停止燃烧。当再次检测换热器出水温度T1时，已经距离点火、水泵启动一定的时间间隔，若系统一切正常的情况下，也即正常点火、水泵正常运转，水管中的水已经开始循环，且所检测的出水温度T1与初始出水温度T0应该是不一致的，本方案中通过判断两次所检测的出水温度的差值来初步判断水泵的运转是否正常。本方案中通过多次检测换热器出水温度并比较差值的方式，类似于“排除法”，其不能直接判断出水泵异常，但是可以排除水泵异常的状况，主要针对在点火之后、温控器能够检测到异常之前的这一段时间内，能够保证该时间段内的安全运行。

本实施例中可以采用计算出水温度T1与T0的差值的绝对值的方式，其中所设定的阈值M大于0，若出水温度T1与T0的差值的绝对值大于设定阈值M，则判断为水泵工作正常。该种方式出现在非首次加热循环时，所检测到的换热器的初始的出水温度T0存在大于点火后所检测到的出水温度T1的情况，也即T1-T0的差值会出现负数，只要两者差值的绝对值大于设定阈值，则可说明水泵已启动，并且水已开始流动。

本实施例的采暖炉制热系统超温保护控制方法，通过检测判断换热器出水温度的方式，间接判断水泵是否正常工作，若换热器出水温度在设定时间内产生变化且变化量小于设定阈值，则判断为水泵工作疑似异常，而此时温控器还无法检测到异常，通过控制停止燃烧的方式执行保护，满足一定时间后换热器的温度传递至温控器，若温控器检测到温度异常，说明水泵确定工作异常，执行报警提示，本方案可以在温控器检测到异常之前执行保护控制，避免了由于温控器检测的滞后性而造成的损失以及可能带来的危害，而且在温控器检测到异常报警之前，仅通过停止燃烧处理，不做报警处理，可以防止误报警的情况发生。

步骤S13中若判断为水泵工作疑似异常，风机在停止燃烧后继续保持运行设定时间t1进行清扫，其中，t1＞0。本步骤在停止燃烧后继续保持风机运转一定时间，以保证及时将燃烧腔室中的有毒烟气排出至室外。

步骤S13中若判断为水泵工作疑似异常，停止燃烧后开始计时，满足设定时间t2后，再次执行超温保护控制步骤，返回步骤S11。由于一些故障可能是偶发性的，因此，当步骤S13中判断出水泵工作疑似异常时，首先通过立即停止燃烧的方式保护系统，当燃烧停止设定时间t2后，可以返回步骤S11，再次进行启动点火以及水温检测，其中t2＞0。该方式可以排除偶发性故障的可能，因为偶发性的故障不会多次连续偶发。

自完成第一轮超温保护控制步骤并且判断为水泵工作疑似异常之后，再次执行超温保护控制步骤循环的次数不超过N次，其中N为正整数。若首次执行判断为水泵工作疑似异常之后，为了排除偶发性故障，需要隔一定时间再次进行点火判断，当然也不能进行无限次的返回循环，防止若真正存在故障总是返回判断容易造成能源浪费，本步骤中通过设定返回循环的上限次数，连续多次循环都无法进入正常燃烧程序，则不再返回循环，本步骤中设定不超过五次，用户或者厂家也可以根据实际需要以及每次循环所需的时间进行调整。一般情况下，执行完该设定次数的返回循环后，换热器的温度就能够传递至温控器，后续由温控器检测判断是否执行超温保护。

在执行超温保护控制步骤期间，温控器周期性检测当前换热器温度，并将当前换热器温度与设定阈值比较，若当前换热器温度不小于设定阈值，则进行超温报警，此时已经被超温器检测出超温，则不再返回循环，直接进行停机保护即可，若当前换热器温度小于设定阈值，继续执行超温保护控制步骤循环，直至循环满足设定次数。

在执行完超温保护控制步骤的设定循环次数之后，若当前换热器温度仍小于设定阈值，则进行燃烧故障报警。造成该种情况可能原因具有多种，由于温控器故障、燃烧器故障或者出水温度传感器故障等造成，因此需要进行报警检修，以保障系统的稳定可靠。

采暖炉可向用户提供采暖热水以及生活热水，根据用户的需求不同应执行相应的控制模式，步骤S11之前，还包括以下步骤：

S01、用水模式判断步骤，所述用水模式包括采暖热水模式和生活热水模式；采暖热水模式下加热需求的判断方法为：检测室内温度，并将室内温度与设定温度进行比较，若室内温度小于设定温度，则判断为具有加热需求，或者，检测换热器出水温度，并将换热器出水温度与设定温度进行比较，若换热器出水温度小于设定温度，则判断为具有加热需求；当采暖热水模式时，可以根据经验设定加热水温，加热后的热水用于采暖，也可以直接通过设定目标室内温度的方式，直至将室内温度加热至设定温度。

生活热水模式加热需求的判断方法为：检测是否具有水流，若具有水流，则判断为具有加热需求。本实施例中采用水流传感器检测水流，当然，水流传感器需要设置在生活用水端，以避免正常的采暖热水循环对其判断造成干扰。

对于一些采暖炉的采暖热水与生活热水采用不同的水流路径，对于采暖季节，热水需流经采暖管路路径，为了同时满足采暖季的生活热水需求，因此在采暖热水模式下，仍然周期性检测是否具有水流，若具有水流，则关闭采暖水入口，并切换至生活热水模式。当然，本步骤中所指的水流仍然是指生活用水端的水流状况，当检测到水流时，判断用户开启了水龙头，也即具有生活热水需求。

步骤S13之后，若判断为水泵工作正常，控制继续燃烧，并周期性判断是否具有加热需求，一旦加热需求条件不再成立，则停止燃烧。采暖炉燃烧条件本来就是有加热需求才触发，因此，一旦加热需求条件不再成立，也即在采暖热水模式下已经将热水加热至设定温度或者将室内温度加热至设定温度，在生活热水模式下用户已经关闭水龙头，不再检测到有水流，则说明加热需求条件不再成立，相应停止燃烧，同时，风机在停止燃烧后保持运行一定时间，以便及时排出燃烧室内的有毒气体。

实施例二

本实施例提出了一种采暖炉，如图2所示，包括燃烧器11、换热器12、燃烧风机13，换热器12的进水端连接有进水管14，出水端连接有出水管15，进水管14或者出水管15的管路中设置有水泵16，换热器12上设置有温控器17，用于检测换热器12的温度，出水管15中设置有温度传感器18，用于检测换热器出水温度，本实施例的采暖炉按照实施例一中所记载的超温保护控制方法执行保护控制，具体可参见实施例一及附图1所记载，在此不做赘述，需要说明的是，在图2中未示出的生活用水端还设置有水流传感器，用于检测水流，以判断用户是否具有生活热水需求。

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 (10)

1.一种采暖炉制热系统超温保护控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

（11）、点火判断步骤，判断是否具有加热需求，当具有加热需求时，检测换热器出水温度T0，控制点火以及控制水泵启动；

（12）、点火成功检测步骤，检测判断是否具有火焰，若有火焰，则点火成功，执行步骤（13）；

（13）、再次检测换热器出水温度T1，计算出水温度T1与T0的差值，若两者的差值大于设定阈值M，则判断为水泵工作正常，控制继续燃烧，否则，判断为水泵工作疑似异常，停止燃烧。

2.根据权利要求1所述的采暖炉制热系统超温保护控制方法，其特征在于，步骤（13）中若判断为水泵工作疑似异常，风机在停止燃烧后继续保持运行设定时间t1进行清扫，其中，t1＞0。

3.根据权利要求1所述的采暖炉制热系统超温保护控制方法，其特征在于，步骤（13）中若判断为水泵工作疑似异常，停止燃烧后开始计时，满足设定时间t2后，再次执行超温保护控制步骤，返回步骤（11）。

4.根据权利要求3所述的采暖炉制热系统超温保护控制方法，其特征在于，自完成第一轮超温保护控制步骤并且判断为水泵工作疑似异常之后，再次执行超温保护控制步骤循环的次数不超过N次，其中N为正整数。

5.根据权利要求4所述的采暖炉制热系统超温保护控制方法，其特征在于，在执行超温保护控制步骤期间，温控器周期性检测当前换热器温度，并将当前换热器温度与设定阈值比较，若当前换热器温度不小于设定阈值，则进行超温报警，若当前换热器温度小于设定阈值，继续执行超温保护控制步骤循环，直至循环满足设定次数。

6.根据权利要求5所述的采暖炉制热系统超温保护控制方法，其特征在于，在执行完超温保护控制步骤的设定循环次数之后，若当前换热器温度仍小于设定阈值，则进行燃烧故障报警。

7.根据权利要求1-6任一项所述的采暖炉制热系统超温保护控制方法，其特征在于，步骤（11）之前，还包括以下步骤：

（01）、用水模式判断步骤，所述用水模式包括采暖热水模式和生活热水模式；采暖热水模式下加热需求的判断方法为：检测室内温度，并将室内温度与设定温度进行比较，若室内温度小于设定温度，则判断为具有加热需求，或者，检测换热器出水温度，并将换热器出水温度与设定温度进行比较，若换热器出水温度小于设定温度，则判断为具有加热需求；

生活热水模式加热需求的判断方法为：检测是否具有水流，若具有水流，则判断为具有加热需求。

8.根据权利要求7所述的采暖炉制热系统超温保护控制方法，其特征在于，在采暖热水模式下，仍然周期性检测是否具有水流，若具有水流，则关闭采暖水入口，并切换至生活热水模式。

9.根据权利要求1-6任一项所述的采暖炉制热系统超温保护控制方法，其特征在于，步骤（13）之后，若判断为水泵工作正常，控制继续燃烧，并周期性判断是否具有加热需求，一旦加热需求条件不再成立，则停止燃烧。

10.一种采暖炉，其特征在于，包括燃烧器、换热器、燃烧风机，所述换热器的进水端连接有进水管，出水端连接有出水管，所述进水管或者出水管的管路中设置有水泵，所述换热器上或者与其连接的管路上设置有温控器，用于检测换热器的温度，所述出水管中设置有温度传感器，用于检测换热器出水温度，所述采暖炉按照权利要求1-9任一项所述的超温保护控制方法执行保护控制。

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