CN111664572A - 一种燃气热水器及其控制方法 - Google Patents

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CN111664572A CN202010585318.6A CN202010585318A CN111664572A CN 111664572 A CN111664572 A CN 111664572A CN 202010585318 A CN202010585318 A CN 202010585318A CN 111664572 A CN111664572 A CN 111664572A
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苏铭森
万旭杰
高民
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Abstract

本发明公开了一种燃气热水器，包括：热交换器，其在制热循环中进行燃气热量与冷水之间的热交换；增压水泵，其在制热循环中增大进水流量；以及控制部被配置为，包括：获取所述燃气热水器的当前数据信息；其中，当前数据信息包括当前进水温度以及用户设定的目标温度；响应于增压指令，根据当前进水温度和目标温度计算燃气热水器的实际最大出水流量；根据实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算增压水泵的增压水流量；根据增压水流量控制增压水泵的转速。本发明还公开一种燃气热水器控制方法。采用本发明实施例，能够自动调节增压水泵在增压时的补偿转速，使燃气热水器保持恒温和提升出水流量，降低噪音和提高使用寿命。

Description

一种燃气热水器及其控制方法
技术领域
本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种燃气热水器及其控制方法。
背景技术
燃气热水器是日常生活中应用比较广泛的一种燃气用具，它通过燃烧燃气产生高温烟气的加热方式，将热量传递到流经热交换器的冷水中，达到快速出热水的目的。目前带有增压功能的燃气热水器由于其出水流量较普通热水器大很多，受到了用户的欢迎。增压功是通过热水器中进水管路中增加小型的水泵抽水从而增大进水流量来实现的。
现有增压燃气热水器开启增压功能后，水泵维持固定功率工作，水流量增大，出水量增多，用户洗澡体验较为舒适，关闭增压功能后，水泵停止工作，水流量就恢复到启动增压功能之前的水流量。目前的燃气热水器水泵增压功能一般是以一个恒定的转速进行增压,这种算法虽然简单，但存在以下问题：当进水流量加上增压的流量超过了热水器能加热的最大加热水流量后，会造成热水器出水不能恒温。同时，由于转速过高，会产生噪音，影响用户体验。另外，水泵长时间运行在高转速会影响水泵的使用寿命。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种燃气热水器及其控制方法，能够自动调节增压水泵在增压时的补偿转速，使燃气热水器保持恒温和提升出水流量，同时降低燃气热水器的噪音和提高燃气热水器的使用寿命。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种燃气热水器，包括：
热交换器，其在制热循环中进行燃气热量与冷水之间的热交换；
增压水泵，其在制热循环中增大进水流量；以及
控制部被配置为，包括：
获取所述燃气热水器的当前数据信息；其中，所述当前数据信息包括当前进水温度以及用户设定的目标温度；
响应于增压指令，根据所述当前进水温度和所述目标温度计算所述燃气热水器的实际最大出水流量；
根据所述实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算所述增压水泵的增压水流量；
根据所述增压水流量控制所述增压水泵的转速。
作为上述方案的改进，所述当前数据信息还包括所述燃气热水器在未进行增压操作时的未增压进水流量；则，所述根据所述实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算所述增压水泵的增压水流量，包括：
当所述实际最大出水流量大于所述出水流量阈值时，获取所述出水流量阈值与所述未增压进水流量的差值为所述增压水流量；
当所述实际最大出水流量小于或等于所述出水流量阈值时，获取所述实际最大出水流量与所述未增压进水流量的差值为所述增压水流量。
作为上述方案的改进，所述响应于增压指令后，在根据所述增压水流量控制所述增压水泵的转速前，还包括：
在预设时间段内控制所述增压水泵按照预设的待增压转速运转；
判断所述未增压进水流量的流量变化是否小于预设的流量变化阈值；
当所述流量变化小于所述流量变化阈值时，执行所述根据所述增压水流量控制所述增压水泵的转速。
作为上述方案的改进，所述根据所述增压水流量控制所述增压水泵的转速后，所述控制部还被配置为，包括：
获取所述燃气热水器在进行增压操作之后的当前出水流量；
判断所述实际最大出水流量是否大于所述当前出水流量；
若是，则保持所述增压水流量不变；若否，则降低所述增压水流量。
作为上述方案的改进，所述根据所述当前进水温度和所述目标温度计算所述燃气热水器的实际最大出水流量，满足以下公式：
V出＝(T额*λ)/(T目-T进) 公式(1)；
其中，V出为所述实际最大出水流量，T额为所述燃气热水器的额定温升常数，λ为所述燃气热水器的能加热水的最大流量，T目为所述目标温度，T进为所述当前进水温度。
作为上述方案的改进，所述出水流量阈值为10L/min。
作为上述方案的改进，所述流量变化阈值为1L/min。
为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种燃气热水器控制方法，包括：
获取所述燃气热水器的当前数据信息；其中，所述当前数据信息包括当前进水温度以及用户设定的目标温度；
响应于增压指令，根据所述当前进水温度和所述目标温度计算所述燃气热水器的实际最大出水流量；
根据所述实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算增压水流量；
根据所述增压水流量控制所述燃气热水器的增压水泵的转速。
作为上述方案的改进，所述当前数据信息还包括所述燃气热水器在未进行增压操作时的未增压进水流量；则，所述根据所述实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算所述增压水流量，包括：
当所述实际最大出水流量大于所述出水流量阈值时，获取所述出水流量阈值与所述未增压进水流量的差值为所述增压水流量；
当所述实际最大出水流量小于或等于所述出水流量阈值时，获取所述实际最大出水流量与所述未增压进水流量的差值为所述增压水流量。
作为上述方案的改进，所述响应于增压指令后，在根据所述增压水流量控制所述燃气热水器的增压水泵的转速前，还包括：
在预设时间段内控制所述增压水泵按照预设的待增压转速运转；
判断所述未增压进水流量的流量变化是否小于预设的流量变化阈值；
当所述流量变化小于所述流量变化阈值时，执行所述根据所述增压水流量控制所述燃气热水器的增压水泵的转速。
与现有技术相比，本发明实施例所述的燃气热水器及其控制方法，首先获取所述燃气热水器的当前数据信息；然后在响应增压指令时，根据当前进水温度和目标温度计算燃气热水器的实际最大出水流量；最后根据实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算增压水泵的增压水流量，并根据增压水流量控制增压水泵的转速，能够自动调节增压水泵在增压时的补偿转速，使燃气热水器保持恒温和提升出水流量，同时降低燃气热水器的噪音和提高燃气热水器的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种燃气热水器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种燃气热水器的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的燃气热水器的工作流程图；
图4是本发明实施例提供的一种燃气热水器控制方法的流程图。
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作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。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
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者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参见图1，图1示出本发明第一实施例提供的燃气热水器，具备：
热交换器10，其在制热循环中进行燃气热量与冷水之间的热交换；
增压水泵30，其在制热循环中增大进水流量；以及
控制部20被配置为，包括：
获取所述燃气热水器的当前数据信息；其中，所述当前数据信息包括当前进水温度以及用户设定的目标温度；
响应于增压指令，根据所述当前进水温度和所述目标温度计算所述燃气热水器的实际最大出水流量；
根据所述实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算所述增压水泵30的增压水流量；
根据所述增压水流量控制所述增压水泵30的转速。
进一步地，参见图2，所述燃气热水器还包括：温度传感器40、进水接头50、燃气比例阀60、进气接头70、出水接头80、风机90、燃烧器100和热水器本体110。
具体地，所述燃气热水器在开机后进行预热循环，所述增压水泵30运转后将循环管路中的冷水经过所述进水接头50吸入燃气热水器中，水流从所述进水接头50处经过所述热交换器10从所述出水接头80流出。当燃气热水器感知到水流后，燃气会经过所述进气接头70通过所述燃气比例阀60进入所述燃烧器100点燃，所述风机90转动为燃烧提供必要的氧气。所述温度传感器30安装在所述进水接头50上，用于获取当前进水温度。燃气在所述燃烧器100中燃烧产生的烟气经过所述热交换器10，热量会被吸收加热流经所述热交换器10的冷水，这样冷水就变成了热水流出燃气热水器，而烟气则排出所述燃气热水器。
具体地，用户开机后燃气热水器正常运行，所述控制部20记录所述燃气热水器的当前数据信息：当前进水温度T进、用户设定的目标温度T目、未进行增压操作之前的未增压进水流量V1。然后当用户按下显示屏上的增压按键后，所述控制部20按以下公式计算在当前进水温度和目标温度下热水器能达到的实际最大出水流量：
V出＝(T额*λ)/(T目-T进) 公式(1)；
其中，V出为所述实际最大出水流量；T额为所述燃气热水器的额定温升常数，为燃气热水器出厂时设定的数值；λ为所述燃气热水器的能加热水的最大流量，为燃气热水器出厂时设定的数值，如果大于这个流量的水经过燃气热水器就无法保证加热的水是恒温的；T目为所述目标温度；T进为所述当前进水温度。
可选地，所述根据所述实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算所述增压水泵的增压水流量，包括：
当所述实际最大出水流量大于所述出水流量阈值时，即V出>Vmax，获取所述出水流量阈值与所述未增压进水流量的差值为所述增压水流量；此时，满足V泵＝Vmax-V1；
当所述实际最大出水流量小于或等于所述出水流量阈值时，即V出≤Vmax，获取所述实际最大出水流量与所述未增压进水流量的差值为所述增压水流量，此时，满足V泵＝V出-V1。
示例性的，所述出水流量阈值Vmax＝10L/min。按此算法就可以保证在用户按下增压功能按键后，所述增压水泵30可以将出水流量增加到所述燃气热水器加热能力内的最大水平。当所述燃气热水器能达到的实际最大出水流量小于或等于10L/min时，所述增压水泵30补偿的流量直接等于实际最大出水流量和未增压进水流量的差值，这样首先能保证出水温度是恒温的，其次，也能保证增压后出水水量的最大化；当热水器能达到的实际最大出水流量大于10L/min时，所述增压水泵30补偿的流量直接等于10L/min和未增压进水流量的差值，这样既可以保证出水的流量，也能保证所述增压水泵30不是在一个较高的转速运行，这样有利于保护水泵又有助于降低噪音。
可选地，所述响应于增压指令后，在根据所述增压水流量控制所述增压水泵执行增压操作前，还包括：
在预设时间段内控制所述增压水泵按照预设的待增压转速运转；
判断所述未增压进水流量的流量变化是否小于预设的流量变化阈值；
当所述流量变化小于所述流量变化阈值时，执行所述根据所述增压水流量控制所述增压水泵的转速。
具体地，由于水流量会存在波动，所以在用户按下增压按键后，所述增压水泵30需要先以一个最小转速(即所述待增压转速，可在燃气热水器出厂时设定)运行一段时间(即所述预设时间段，比如10s)，所述增压水泵预先以最小转速运行，相当于让增压水泵进行预热，如果直接往上加转速会影响其使用寿命。待检测到水流量稳定后再根据所述增压水流量控制所述增压水泵的转速。判定水流量稳定的条件为：当所述流量变化小于所述流量变化阈值Vmin，所述流量变化阈值Vmin＝1L/min。
进一步地，所述根据所述增压水流量控制所述增压水泵的转速后，所述控制部还被配置为，包括：
获取所述燃气热水器在进行增压操作之后的当前出水流量；
判断所述实际最大出水流量是否大于所述当前出水流量；
若是，则保持所述增压水流量不变；若否，则降低所述增压水流量。
示例性的，同样由于水流量波动的原因，当增压的水流量达到V出或者是Vmax后，实际的出水流量就变成了增压水泵的流量和进水流量叠加的结果，此时燃气热水器的当前出水流量V‘出＝V泵+V1。为保证所述当前出水流量V‘出不大于燃气热水器的最大加热能力，每隔一段时间(比如20s)需要再做一次比较，即比较V出和V‘出之间的大小。如果V出>V‘出，则增压水流量V泵保持不变，此时所述增压水泵保持当前转速不变；如果V出≤V‘出，则逐渐降低增压水流量V泵，此时逐渐降低所述增压水泵的转速，降低后的增压水流量满足：V'泵＝V泵-(V‘出-V出)。
进一步的，所述燃气热水器的工作流程可参考图3。
与现有技术相比，本发明实施例所述的燃气热水器，首先获取所述燃气热水器的当前数据信息；然后在响应增压指令时，根据当前进水温度和目标温度计算燃气热水器的实际最大出水流量；最后根据实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算增压水泵的增压水流量，并根据增压水流量控制增压水泵的转速，能够自动调节增压水泵在增压时的补偿转速，使燃气热水器保持恒温和提升出水流量，同时降低燃气热水器的噪音和提高燃气热水器的使用寿命。
请参见图4，图4示出本发明第二实施例提供的燃气热水器控制方法，包括：
S1、获取所述燃气热水器的当前数据信息；其中，所述当前数据信息包括当前进水温度以及用户设定的目标温度；
S2、响应于增压指令，根据所述当前进水温度和所述目标温度计算所述燃气热水器的实际最大出水流量；
S3、根据所述实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算增压水流量；
S4、根据所述增压水流量控制所述燃气热水器的增压水泵的转速。
可选地，所述当前数据信息还包括所述燃气热水器在未进行增压操作时的未增压进水流量；则，步骤S3，包括：
S31、当所述实际最大出水流量大于所述出水流量阈值时，获取所述出水流量阈值与所述未增压进水流量的差值为所述增压水流量；
S32、当所述实际最大出水流量小于或等于所述出水流量阈值时，获取所述实际最大出水流量与所述未增压进水流量的差值为所述增压水流量。
可选地，在步骤S1后，在步骤S4前，还包括：
S101、在预设时间段内控制所述增压水泵按照预设的待增压转速运转；
S102、判断所述未增压进水流量的流量变化是否小于预设的流量变化阈值；
S103、当所述流量变化小于所述流量变化阈值时，执行步骤S4。
可选地，在步骤S4后，还包括：
S5、获取所述燃气热水器在进行增压操作之后的当前出水流量；
S6、判断所述实际最大出水流量是否大于所述当前出水流量；
S7、若是，则保持所述增压水流量不变；若否，则降低所述增压水流量。
可选地，步骤S2中所述根据所述当前进水温度和所述目标温度计算所述燃气热水器的实际最大出水流量，满足以下公式：
V出＝(T额*λ)/(T目-T进) 公式(1)；
其中，V出为所述实际最大出水流量，T额为所述燃气热水器的额定温升常数，λ为所述燃气热水器的能加热水的最大流量，T目为所述目标温度，T进为所述当前进水温度。
具体的所述步骤S1～S7、S101～S103的过程请参考上述第一实施例所述的燃气热水器的工作过程，在此不再赘述。
与现有技术相比，本发明实施例所述的燃气热水器控制方法，首先获取所述燃气热水器的当前数据信息；然后在响应增压指令时，根据当前进水温度和目标温度计算燃气热水器的实际最大出水流量；最后根据实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算增压水泵的增压水流量，并根据增压水流量控制增压水泵的转速，能够自动调节增压水泵在增压时的补偿转速，使燃气热水器保持恒温和提升出水流量，同时降低燃气热水器的噪音和提高燃气热水器的使用寿命。
以上所述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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃气热水器，其特征在于，包括：
热交换器，其在制热循环中进行燃气热量与冷水之间的热交换；
增压水泵，其在制热循环中增大进水流量；以及
控制部被配置为，包括：
获取所述燃气热水器的当前数据信息；其中，所述当前数据信息包括当前进水温度以及用户设定的目标温度；
响应于增压指令，根据所述当前进水温度和所述目标温度计算所述燃气热水器的实际最大出水流量；
根据所述实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算所述增压水泵的增压水流量；
根据所述增压水流量控制所述增压水泵的转速。
2.如权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述当前数据信息还包括所述燃气热水器在未进行增压操作时的未增压进水流量；则，所述根据所述实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算所述增压水泵的增压水流量，包括：
当所述实际最大出水流量大于所述出水流量阈值时，获取所述出水流量阈值与所述未增压进水流量的差值为所述增压水流量；
当所述实际最大出水流量小于或等于所述出水流量阈值时，获取所述实际最大出水流量与所述未增压进水流量的差值为所述增压水流量。
3.如权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述响应于增压指令后，在根据所述增压水流量控制所述增压水泵的转速前，还包括：
在预设时间段内控制所述增压水泵按照预设的待增压转速运转；
判断所述未增压进水流量的流量变化是否小于预设的流量变化阈值；
当所述流量变化小于所述流量变化阈值时，执行所述根据所述增压水流量控制所述增压水泵的转速。
4.如权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述根据所述增压水流量控制所述增压水泵的转速后，所述控制部还被配置为，包括：
获取所述燃气热水器在进行增压操作之后的当前出水流量；
判断所述实际最大出水流量是否大于所述当前出水流量；
若是，则保持所述增压水流量不变；若否，则降低所述增压水流量。
5.如权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述根据所述当前进水温度和所述目标温度计算所述燃气热水器的实际最大出水流量，满足以下公式：
V出＝(T额*λ)/(T目-T进) 公式(1)；
其中，V出为所述实际最大出水流量，T额为所述燃气热水器的额定温升常数，λ为所述燃气热水器的能加热水的最大流量，T目为所述目标温度，T进为所述当前进水温度。
6.如权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述出水流量阈值为10L/min。
7.如权利要求3所述的燃气热水器，其特征在于，所述流量变化阈值为1L/min。
8.一种燃气热水器控制方法，其特征在于，包括：
获取所述燃气热水器的当前数据信息；其中，所述当前数据信息包括当前进水温度以及用户设定的目标温度；
响应于增压指令，根据所述当前进水温度和所述目标温度计算所述燃气热水器的实际最大出水流量；
根据所述实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算增压水流量；
根据所述增压水流量控制所述燃气热水器的增压水泵的转速。
9.如权利要求8所述的燃气热水器控制方法，其特征在于，所述当前数据信息还包括所述燃气热水器在未进行增压操作时的未增压进水流量；则，所述根据所述实际最大出水流量和预设的出水流量阈值之间的大小关系计算所述增压水流量，包括：
当所述实际最大出水流量大于所述出水流量阈值时，获取所述出水流量阈值与所述未增压进水流量的差值为所述增压水流量；
当所述实际最大出水流量小于或等于所述出水流量阈值时，获取所述实际最大出水流量与所述未增压进水流量的差值为所述增压水流量。
10.如权利要求8所述的燃气热水器控制方法，其特征在于，所述响应于增压指令后，在根据所述增压水流量控制所述燃气热水器的增压水泵的转速前，还包括：
在预设时间段内控制所述增压水泵按照预设的待增压转速运转；
判断所述未增压进水流量的流量变化是否小于预设的流量变化阈值；
当所述流量变化小于所述流量变化阈值时，执行所述根据所述增压水流量控制所述燃气热水器的增压水泵的转速。
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