CN112146262B - 热水设备及热水设备的控制方法、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热水设备控制技术领域，尤其涉及热水设备及热水设备的控制方法、电子设备。本发明的热水设备采用交流风机，基于变频组件输入频率与风机转数线性相关，风机转数与风量线性相关，风量与燃气量线性相关，燃气量与输出热量线性相关，变频组件输入频率与输出热量线性相关，燃烧结构与换热结构换热后，变频组件根据换热结构可获取实测排出热量，在实测排出热量和标准排出热量存在差值时，则会出现燃烧不稳定，结合差值调整变频组件的输入功率，以改变交流风机的转数、风量，调节热水设备中燃气量和风量的配比关系，达到燃烧的稳定性，符合烟气标准，为热水设备的正常运行提供安全保护。

Description

热水设备及热水设备的控制方法、电子设备

技术领域

本发明涉及热水设备控制的技术领域，尤其涉及热水设备、热水设备的控制方法和电子设备及计算器可读存储介质。

背景技术

目前，带有风机的热水器主要分为风机在燃烧系统下方的鼓风式和风机在燃烧结构系统上方的抽风式两种类型，风机又分为直流风机和交流风机。

采用直流风机的热水器在运行时，控制器可以通过提供不同的电流值改变风机的转数，而改变风机提供的风量，进而在热水器工作的不同的条件下配合燃烧系统工况风机提供不同的配风。

但是采用交流风机时，由于风机电机定子线圈引出位置固定是一个或是几个，在额定输入电压和频率下，风机的风速在某一个接线位置只能是恒定单速、双速或固定的几个速度(一般提供不超过五个固定的风速)，当风机提供的风量不能满足燃烧系统的风量要求时，会造成燃烧不稳定、烟气超标、燃烧震动等问题。

现有的技术是对于交流风机风量达不到整机风量要求的，改为采用直流风机增加风量进而维持正常的燃烧工况进行保护。

向热水器供应的实际燃烧气通常为非标准气，非标准气在燃烧时容易呈现：离焰界限气，火焰从燃烧器火孔全部或部分离开的现象；黄焰界限气，由于一次空气不足，燃烧时产生黄色火焰，该火焰与冷面接触产生黑烟；回火界限气，火焰在燃烧器内部燃烧的现象。热水器在燃气的热值不稳定、使用界限气，例如离焰界限气和黄焰界限气时，会使得燃烧状态不稳定，容易产生离焰或黄焰，造成烟气超标或燃烧振动等问题。

目前中国的标准对热值不稳定、离焰气和黄焰的烟气不做要求。但是像欧标是有烟气要求的。目前通常都是改变直流风机电流的大小或是热水器自身就可以满足界限气要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明为解决上述至少一个问题，本发明提供了一种热水设备、热水设备的控制方法、电子设备及计算机可读存储介质。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种热水设备，包括：燃烧结构和换热结构；所述换热结构盘绕在所述燃烧结构外部；热水设备还包括：交流风机和变频组件；

所述变频组件用于：根据所述换热结构与所述燃烧结构的换热结果确定热水设备的实测排出热量，并根据所述实测排出热量和标准排出热量的差值，调整所述变频组件的输入功率，以调整交流风机的风量。

热水设备采用交流风机，基于变频组件输入功率(亦称为输入频率)与风机风量转数线性相关，风机转数与风量线性相关，风量与燃气量线性相关，燃气量与输出热量线性相关，变频器输入频率与输出热量线性相关，变频组件变频控制交流风机的运行频率，重新匹配整机的供应风量，促使燃烧正常，达到安全保护的目的。

在一些实施例中，优选为，所述变频组件进一步用于：

实时获取所述热水设备的实测排出热量，并在燃气量相同时，将所述实测排出热量与所述标准排出热量进行比对；

确认比对结果为所述实测排出热量大于所述标准排出热量，则增大所述变频组件的输入功率，以提高所述交流风机的风量；或者

确认比对结果为所述实测排出热量小于所述标准排出热量，则减小所述变频组件的输入功率，以降低所述交流风机的风量。

在燃气量相同的情况下，实测排出热量大于标准排出热量，则说明风量不够，需要调高变频组件的输入功率，增大交流风机的转数，增加热水设备的进风量；实测排出热量小于标准排出热量，则说明风量太大，需要调低变频组件的输入功率，降低交流风机的转数，降低热水设备的进风量；避免出现烟气超标或燃烧振动等问题，进行安全保护。

在一些实施例中，优选为，所述变频组件进一步用于：

确认所述变频组件的输入功率增大，所述变频组件的输入功率增大至所述实测排出热量在标准热量关系曲线上对应的输入功率；或者，

确认所述变频组件的输入功率降低，所述变频组件的输入功率降低至所述实测排出热量在所述标准热量关系曲线上对应的输入功率。

从标准热量关系曲线中获取标准排出热量，确认变频组件的输入功率需要增大，增大至实测排出热量在标准热量关系曲线上对应的输入功率，以达到相同燃气量的情况下实测排出热量与标准排出热量重合。确认变频组件的输入功率需要下降，也同理。由此，达到与标准气燃烧相同的效果，促使燃烧正常，避免出现烟气超标或燃烧振动等问题，达到安全保护的目的。

在一些实施例中，优选为，所述热水设备还包括：设置在换热结构的进水管路上的进水温度检测器和流量检测器，设置在所述换热结构的出水管路上的出水温度检测器，设置在所述燃烧结构进气管上的比例阀。

在一些实施例中，优选为，所述变频组件还用于：

获取来自所述比例阀的燃气量，基于来自所述进水温度检测器的实测进水温度、来自所述出水温度检测器的实测出水温度以及来自所述流量检测器的实测进水量，确认实测排出热量。

进水温度检测器检测进水温度，流量检测器检测进水量，出水温度检测器检测出水温度，比例阀显示燃气量。通过进水温度、出水温度、进水量可获知实测输出热量，以满足燃气量相同的情况下，实测输出热量与标准输出热量的比对，进而调整风量，达到与标准气燃烧相同的效果，促使燃烧正常，避免出现烟气超标或燃烧振动等问题，达到安全保护的目的。

在一些实施例中，优选为，所述热水设备还包括：设置在所述燃烧结构的进气管上的比例阀；

所述变频组件还用于：

从所述比例阀实时获取所述热水设备的燃气量，并实时获取所述热水设备的实际风量参数值，所述风量参数值包括：风量、所述交流风机的实时频率或所述交流风机的转数；

建立实测排出热量-风量参数对应关系；并且在燃气量相同的情况下，根据所述实测排出热量-风量参数对应关系相对标准热量关系曲线的偏离值调整所述变频组件的输入功率，以使所述实测排出热量-风量参数对应关系处于所述标准热量关系曲线上。

在一些实施例中，优选为，所述变频组件还用于：

确认所述实测热量-风量参数对应关系处于所述标准热量关系曲线的上方，则确定标准热量关系曲线上所述实测热量Q_实热对应的标准风量参数值；确定实际风量参数值下降到所述标准风量参数值的风量参数值的调整量；或者，

确认所述实测热量-风量参数对应关系处于所述标准热量关系曲线的下方，则确定标准热量关系曲线上所述实测热量Q实热对应的标准风量参数值；确定实际风量参数值上升到所述标准风量参数值的风量参数值的调整量。

控制器获取实际排出热量和实际风量参数值，并形成实际排出热量-风量参数对应关系，在相同燃气量的情况下，对比实际排出热量-风量参数对应关系是否偏离标准热量对应关系，如果偏离，则调增风量，即调整交流风机的运行频率，促使燃烧正常，避免出现烟气超标或燃烧振动等问题。

在一些实施例中，优选为，所述交流风机设置于所述燃烧结构的出烟管中或进风管中。

交流风机安装在出烟管上，则以强势抽风的方式改进燃烧结构的进风量；交流风机安装在进风管上，则以鼓风的方式向燃烧结构鼓入空气。交流风机通过两种方式改善燃烧结构的风量，适用于更多的热水设备，达到较好的使用效果。

本发明还提供了一种热水设备的控制方法，其包括：

根据所述换热结构与所述燃烧结构的换热结果确定热水设备的实测排出热量；

基于所述实测排出热量和所述标准排出热量的差值，调整所述变频组件的输入功率，以调整交流风机的风量。

热水设备采用交流风机，基于变频组件输入功率(亦称为输入频率)与风机风量转数线性相关，风机转数与风量线性相关，风量与燃气量线性相关，燃气量与输出热量线性相关，变频器输入频率与输出热量线性相关，变频组件变频控制交流风机的运行频率，重新匹配整机的供应风量，促使燃烧正常，达到安全保护的目的。

在一些实施例中，优选为，所述根据换热结构与燃烧结构的换热结果确定热水设备的实测排出热量进一步包括：实时获取所述热水设备的实测排出热量；实时获取所述热水设备的燃气量；

所述基于所述实测排出热量和所述标准排出热量的差值进一步包括：在燃气量相同时，将所述实测排出热量与所述标准排出热量进行比对。

在一些实施例中，优选为，所述调整所述变频组件的输入功率进一步包括：确认实测排出热量大于标准排出热量，则增大变频组件的输入功率，以提高交流风机的风量；或者，确认所述比对结果为所述实测排出热量小于所述标准排出热量，则减小所述变频组件的输入功率，以减少所述交流风机的风量。

在燃气量相同的情况下，实测排出热量大于标准排出热量，则说明风量不够，需要调高变频组件的输入功率，增大交流风机的转数，增加热水设备的进风量；实测排出热量小于标准排出热量，则说明风量太大，需要调低变频组件的输入功率，降低交流风机的转数，降低热水设备的进风量；避免出现烟气超标或燃烧振动等问题，进行安全保护。

在一些实施例中，优选为，所述根据换热结构与燃烧结构的换热结果确定热水设备的实测排出热量进一步包括：获取标准热量关系曲线；

所述基于所述实测排出热量和所述标准排出热量的差值进一步包括：所述实测排出热量与所述标准热量关系曲线的所述标准排出热量进行比对。

在一些实施例中，优选为，所述调整所述变频组件的输入功率进一步包括：

确认所述变频组件的输入功率增大，所述变频组件的输入功率增大至所述实测排出热量在所述标准热量关系曲线上对应的输入功率；或者，

确认所述变频组件的输入功率降低，所述变频组件的输入功率降低至所述实测排出热量在所述标准热量关系曲线上对应的输入功率。

从标准热量关系曲线中获取标准排出热量，确认变频组件的输入功率需要增大，增大至实测排出热量在标准热量关系曲线上对应的输入功率，以达到相同燃气量的情况下实测排出热量与标准排出热量重合。确认变频组件的输入功率需要下降，也同理。由此，达到与标准气燃烧相同的效果，促使燃烧正常，避免出现烟气超标或燃烧振动等问题，达到安全保护的目的。

在一些实施例中，优选为，所述根据换热结构与燃烧结构的换热结果确定热水设备的实测排出热量进一步包括：获取实测进水温度，实测出水温度和实测进水量；从比例阀获取燃气量，并根据所述进水温度、所述出水温度和所述水量计算实测排出热量，计算公式为：Q_实热＝(T_实出-T_实进)*M_实流，其中Q_实热为实测排出热量，T_实出为实测出水温度，T_实进为实测进水温度，M_实流为实测进水量。

进水温度检测器检测进水温度，流量检测器检测进水量，出水温度检测器检测出水温度，比例阀显示燃气量。通过进水温度、出水温度、进水量可获知实测输出热量，以满足燃气量相同的情况下，实测输出热量与标准输出热量的比对，进而调整风量，达到与标准气燃烧相同的效果，促使燃烧正常，避免出现烟气超标或燃烧振动等问题，达到安全保护的目的。

在一些实施例中，优选为，所述根据换热结构与燃烧结构的换热结果确定热水设备的实测排出热量进一步包括：实时获取所述热水设备的燃气量，并实时获取所述热水设备的实际风量参数值，所述风量参数值包括：风量、所述交流风机的实时频率或所述交流风机的转数；

所述基于所述实测排出热量和所述标准排出热量的差值进一步包括：在标准热量关系曲线的坐标系中建立实测排出热量-风量参数对应关系；

所述调整所述变频组件的输入功率进一步包括：在燃气量相同的情况下，根据所述实测排出热量-风量参数对应关系相对标准热量关系曲线的偏离值调整所述变频组件的输入功率，以使所述实测排出热量-风量参数对应关系处于所述标准热量关系曲线上。

在一些实施例中，优选为，所述根据所述实测排出热量-风量参数对应关系相对标准热量关系曲线的偏离值调整所述变频组件的输入功率，以使所述实测排出热量-风量参数对应关系处于所述标准热量关系曲线上包括：

确认所述实测排出热量-风量参数对应关系处于所述标准热量关系曲线的上方，则确定标准热量关系曲线上所述实测排出热量Q_实热对应的标准风量参数值；确定实际风量参数值下降到所述标准风量参数值的风量参数值的调整量；或者，

确认所述实测排出热量-风量参数对应关系处于所述标准热量关系曲线的下方，则确定标准热量关系曲线上所述实测排出热量Q实热对应的标准风量参数值；确定实际风量参数值上升到所述标准风量参数值的风量参数值的调整量。

控制器获取实际排出热量和实际风量参数值，并形成实际排出热量-风量参数对应关系，在相同燃气量的情况下，对比实际排出热量-风量参数对应关系是否偏离标准热量对应关系，如果偏离，则调增风量，即调整交流风机的运行频率，促使燃烧正常，避免出现烟气超标或燃烧振动等问题。

在一些实施例中，优选为，所述基于所述实测排出热量和所述标准排出热量的差值之前，所述控制方法还包括：获取所述标准热量关系曲线。

在一些实施例中，优选为，所述标准热量关系曲线的获取方式包括：

标准样机采用标准气体逐步增加燃气量和进风量以获取对应热量，得到标准热量关系曲线。

在一些实施例中，优选为，每一台热水设备在生产或使用过程中采用标准气体逐步增加燃气量和进风量以获取对应热量，得到标准热量关系曲线。

两种标准热量关系曲线，其中标准样机采集的曲线，所有同型号在燃气量相同下热量均相同，忽视了热水设备单机之间的差异性，而每个热水设备采集的曲线，则考虑到不同热水设备内部结构、零部件等有一定差别，在燃气量相同的情况下热量通常不同，结果更加准确。

本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时执行所述的控制方法。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理执行时实现所述的控制方法。

(三)有益效果

本发明提供的技术方案中热水设备包括：燃烧结构和换热结构；所述换热结构盘绕在所述燃烧结构外部；其还包括：交流风机和变频组件；所述变频组件，根据所述换热结构与所述燃烧结构的换热结果确定热水设备的实测排出热量，并根据所述实测排出热量和标准排出热量的差值，调整所述变频组件的输入功率，以调整交流风机的风量。采用交流风机，基于变频组件输入频率(又称输入功率)与风机转数线性相关，风机转数与风量线性相关，风量与燃气量线性相关，燃气量与输出热量线性相关，变频组件输入频率与输出热量线性相关。燃烧结构与换热结构换热后，变频组件根据换热结构可获取实测排出热量，在实测排出热量和标准排出热量存在差值时，则会出现燃烧不稳定，结合差值调整变频组件的输入功率，以改变交流风机的转数、风量，调节热水设备中燃气量和风量的配比关系，达到燃烧的稳定性，烟气符合标准，燃烧稳定，为热水设备的正常运行安全保护。

附图说明

图1为本发明一个实施例中热水设备的内部结构示意图；

图2为一个实施例中实际排出热量与标准热量关系曲线的比较示意图；

图3为一个实施例中实际排出热量与标准热量关系曲线的比较示意图；

图4为一个实施例中热水设备的控制方法的流程图；

图5为另一个实施例中热水设备的控制方法的流程图。

图中：1、进水管路；2、比例阀；3、燃烧结构；4、换热结构；5、集烟罩；6、交流风机；7、风压传感器模块；8、变频器；9、控制器；10、流量检测器；A、标准热量关系曲线；6-1、风机电源线；8-1、变频器电源线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

在本发明的描述中，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。“第一”“第二”“第三”“第四”不代表任何的序列关系，仅是为了方便描述进行的区分。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发明中的具体含义。文中“上”“下”均以产品使用中的具体位置来定义。

针对目前热水设备在非标准气下容易出现燃烧不稳定，烟气超标等问题，本发明给出一种热水设备；一种热水设备的控制方法；一种控制器；和一种电子设备、一种计算机可读存储介质。

非标准燃气包括：离焰界限气或黄焰界限气或回火界限气，如果后文没有特殊表明，燃气指的是热水设备在实际使用中采用的燃气，通常为非标准燃气。

关于标准燃气、非标准燃气，欧洲标准给出了比较详细的界定。在我国国家标准中也给出了各标准燃气(比如甲烷、丁烷、丙烷和丁烷等)的低热值。同时将产生离焰界限气、黄焰界限气或回火界限气的燃气确定为非标准燃气。

天然气(代号T)主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷。燃烧速度较慢，易离焰。热值差异不大，主要分10T、12T、13T。

液化石油气(代号Y)主要成分为丙烷、丙烯、丁烷，并含有少量的戊烷，燃烧速度适中，燃烧性能良好，热值比较高，主要分19Y、20Y、22Y，选择20Y的灶具一般能使用，热值特别高22Y或戊烷含量高的20Y液化石油气，易出现黄火。

人工煤气(代号R)，从固体燃料或液体燃料加工取得的可燃气体，主要成分：氢、一氧化碳、甲烷。燃烧速度较快，易回火。热值差异大，分5R、6R、7R。

下面将通过基础设计、扩展设计及替换设计对产品、方法等进行详细描述。

本申请提供一种热水设备，如图1-5所示，包括：燃烧结构3和换热结构4；换热结构4盘绕在燃烧结构3外部，变频组件，根据换热结构与燃烧结构的换热结果确定热水设备的实测排出热量，并根据实测排出热量和标准排出热量的差值，调整变频组件的输入功率，以调整交流风机的风量。

其中，换热结构4的进水管路1上设置进水温度检测器，出水管路上设置出水温度检测器；燃烧结构3的进气管上设置比例阀2，交流风机6设置于燃烧结构3的出烟管中或进风管中；进水管路1上还设置流量检测器10。

该燃气热备包括热水器、燃气热挂炉、燃气采暖炉等使用燃气燃烧进行加热的设备。

其中，燃气和空气在燃烧结构3中燃烧，换热结构4连接入水管路和出水管路，换热结构4盘绕在燃烧结构壳体上，实现换热，换热结构4中的水被加热。换热结构4的进水管路1上设置的进水温度检测器可以选用水温传感器，检测进水温度。出水管路上的出水温度检测器也可采用水温传感器，检测出水温度。现有技术中提供多种水温传感器。在一些实施例中，水温传感器通常采用热敏电阻式传感器。换热器进水管路1上采用的流量检测器10可选用各种液体流量测试仪。

在一些实施例中，交流风机6设置在燃烧结构3的出烟管中，燃烧结构3的上方设置集烟罩5，集烟罩5为出烟管一部分，交流风机6设置在集烟罩5内，强力抽吸烟气，调节交流风机6运行频率，改变进风量。

在另一些实施例中，交流风机6设置在燃烧结构3的进风管中，向燃烧结构3中鼓风，调节交流风机6运行频率能改变进风量。当外界空气的进风管和出烟管集成在一个总管时，外界空气会从上到下穿过热水设备内部，此时，交流风机6可设置在燃烧结构3下方处的进风管处，方向从下向上鼓风。

如图1所示，变频组件包括变频器8和控制器9，变频器8和控制器9为两个独立的结构，控制器9与进水温度检测器、出水温度检测器、流量检测器10和比例阀2相连，根据各检测值确定变频信号。变频器8接收控制器9的变频信号，调整交流风机6的运行频率。变频器8设置在交流风机的电机处，交流风机处还设置了风压传感器模块7。

在另一些实施例中，变频组件为一个整体结构，将变频器8和控制器9进行集成化设计，具备变频和控制两个功能。该变频组件可以呈现为控制器9，也可以呈现为变频器8，或者热水设备的控制面板。变频组件与进水温度检测器、出水温度检测器、流量检测器10、比例阀2、交流风机6的相连方式可以为线缆或无线连接，该连接用于传递信号。

无论变频器8和控制器9在硬件上如何设计，在满足其调节功能的情况下都属于本发明的保护范围。

具体来说，变频组件的功能为：实时获取热水设备的实测排出热量，并在燃气量相同时，将实测排出热量与标准排出热量进行比对；确认比对结果为实测排出热量大于标准排出热量，则增大变频组件的输入功率，以提高交流风机的风量；或者，确认比对结果为实测排出热量小于标准排出热量，则减小变频组件的输入功率，以降低交流风机的风量。

该热水设备的实测排出热量是由于换热结构和燃烧结构换热后，燃烧结构的燃烧热量一部分转变为了换热结构，实测排出热量由换热结构中水的变化结果来呈现。在一些实施例中，变频组件可可直接获取或测算实测排出热量，在另一些实施例中，变频组件从进水温度检测器实时获取进水温度T_实进，从出水温度检测器实时获取出水温度T_实出，并从流量检测器实时获取流量M_实流，从比例阀获取燃气量；根据Q_实热＝(T_实出-T_实进)*M_实流计算实际排出热量Q_实热。

变频组件在调节输入功率中，燃气量相同为实测排出热量与标准排出热量进行比对的基础，首先燃气量相同的情况下，再确定实测排出热量和标准排出热量的差值。

此处的“比对”，在一些实施例中可演变为数值的大小比对，直接通过计算、判断来确认；在另一些实施例中，可设定标准排出热量参照线，当实测排出热量越过标准排出热量的参照线，则确认实测排出热量大于标准排出热量。“小于”的情况，同理，此处不再赘述。

如图2、3所示，其中输入的交流风机6的运行频率与风机转数线性相关，风机转数与风量线性相关，风量与燃气量线性相关，燃气量和与热量线性相关。当实际应用中，燃气的种类不同决定了风量和热量的对应关系，当燃气量一定的情况下，为了达到相同的热量，风量需要做针对燃气种类的不同做相应的调整。

其中：变频器8用来增加交流风机6风量，改变交流风机6运行频率的工作原理为：

通常交流风机6的实际转数由下列公式得出：

N＝sn＝s*60f/P

其中：

N为风机实际转数；s为滑移率；f为电源频率；p为极对数。

当风机结构固定，输入电压稳定时，其滑移率s、极对数p不变。因此风机的实际转数会随着频率的增加而增大。

风机的风量随着风机转速的变化由下列公式得出：

变化后的风量＝(N1/N)变化前的风量

其中：

N为风机变化前的转数；N1为风机变化后的转数。

由此可以推论出，可以通过增加输入频率的方式增加交流风机6的风量，同时可以通过降低输入频率的方式来降低交流风机6的风量。

变频组件为了确定调整量，通常以标准热量关系曲线A为基础曲线。在燃气量相同的情况下，当实测排出热量和标准热量关系曲线A上的标准排出热量存在偏差时，则调整变频组件的输入功率，以调整交流风机的风量。比如：

变频组件确认变频组件的输入功率增大，则，确定变频组件的输入功率增大至实测排出热量在标准热量关系曲线A上对应的输入功率；再将变频组件的输入功率降低至该对应的输入功率。

变频组件确认变频组件的输入功率降低，则，确定实测排出热量在标准热量关系曲线A上对应的输入功率；再将变频组件的输入功率降低至该对应的输入功率。

下面给出在变频组件内进行的一种针对实测排出热量和标准排出热量之间数学逻辑性比较的方法：

从比例阀实时获取热水设备的燃气量，并实时获取热水设备的实际风量参数值，风量参数值包括：风量、交流风机的实时频率或交流风机的转数；建立实测排出热量-风量参数对应关系；并且在燃气量相同的情况下，根据实测排出热量-风量参数对应关系相对标准热量关系曲线A的偏离值调整变频组件的输入功率，以使实测排出热量-风量参数对应关系处于标准热量关系曲线A上。

该实测排出热量-风量参数对应关系包括：实测排出热量-风量对应关系、实测排出热量-风机转数对应关系、实测排出热量-频率对应关系，而标准热量关系曲线A也是与各种不同对应关系相适应的数据。

确认实测排出热量-风量参数对应关系一旦偏离标准热量关系曲线A，则变频组件需要调整输入功率。如何调整、调整多少的具体确定方式包括：

确认实测热量-风量参数对应关系处于标准热量关系曲线A的上方，则确定标准热量关系曲线A上实测热量Q_实热对应的标准风量参数值；确定实际风量参数值下降到标准风量参数值的风量参数值的调整量；

确认实测热量-风量参数对应关系处于标准热量关系曲线A的下方，则确定标准热量关系曲线A上实测热量Q实热对应的标准风量参数值；确定实际风量参数值上升到标准风量参数值的风量参数值的调整量。

在不同的实施例中，可采集风量参数中的任一值，与热量形成对应关系，无论采集哪一种风量参数，但在调节交流风机6运行频率时都需要转化为频率的调整量。当然，在比较时需要依从标准热量关系曲线A中的纵横坐标对应的参数。在本实施例中，如图2和3，纵横坐标对应的参数可以为风量-热量对应关系，或频率-热量对应关系。

实施例1

一种热水设备，其为燃气热水设备，其主要包括：进水管路1、比例阀2、燃烧结构3、换热结构4、集烟罩5、交流风机6、风压传感器模块7、变频器8、控制器9、流量检测器10等零部件依次连接。

交流风机6通过风机电源线6-1与变频器8相连接，变频器8通过变频器电源线8-1与控制器9相连接。

变频器8的频率参数由控制器9控制变化。

本发明还提供了一种上述热水设备的控制方法，如图4所示，包括：

步骤110，根据换热结构与燃烧结构的换热结果确定热水设备的实测排出热量；

步骤120，将实测排出热量与标准排出热量进行比对；

步骤130，基于实测排出热量和标准排出热量的差值，调整变频组件的输入功率，以调整交流风机的风量。

采用交流风机，基于变频组件输入频率(又称输入功率)与风机转数线性相关，风机转数与风量线性相关，风量与燃气量线性相关，燃气量与输出热量线性相关，变频组件输入频率与输出热量线性相关。燃烧结构与换热结构换热后，变频组件根据换热结构可获取实测排出热量，在实测排出热量和标准排出热量存在差值时，则会出现燃烧不稳定，结合差值调整变频组件的输入功率，以改变交流风机的转数、风量，调节热水设备中燃气量和风量的配比关系，达到燃烧的稳定性，烟气符合标准，燃烧稳定，为燃气热水设备的正常运行安全保护。

为了避免对相同技术点的重复说明，在该控制方法中涉及的技术点的解释、限定或说明等都可参看上文。在该控制方法中不再赘述。

在一些实施例中，通常情况下燃气量在热水设备使用期间基本保持恒定量，控制器控制比例阀(或称燃气比例阀)的开度，得到较为恒定、稳定的燃气量。以换热器为例，为了在燃气量相同的情况下进行比较，其中：

步骤110包括如下两个步骤：

步骤110-1，根据换热结构与燃烧结构的换热结果，实时获取换热器的实测排出热量；

步骤110-2，实时获取换热器的燃气量。

步骤120包括：在燃气量相同时，将实测排出热量与标准排出热量进行比对。

如上文比对的方式可以多种，此处不再赘述。

步骤130包括：

步骤130-1，确认实测排出热量大于标准排出热量，则增大变频组件的输入功率，以提高交流风机的风量；

步骤130-2，确认比对结果为实测排出热量小于标准排出热量，则减小变频组件的输入功率，以减少交流风机的风量。

在另一些实施例中，通过标准热量关系曲线A给出不同燃气量下标准排出热量的具体比较值。如图5所示，具体为：

步骤110包括：

步骤110-1，根据换热结构与燃烧结构的换热结果，实时获取换热器的实测排出热量；

步骤110-2，实时获取换热器的燃气量。

步骤110-3，获取标准热量关系曲线A。

步骤120包括：

在燃气量相同时，实测排出热量与标准热量关系曲线A的标准排出热量进行比对。

步骤130包括：

步骤130-1＇，确认实测排出热量大于标准排出热量，确认变频组件的输入功率增大，变频组件的输入功率增大至实测排出热量在标准热量关系曲线A上对应的输入功率；

当两个热量值满足Q_实热＞Q_标准，则说明标准热量关系曲线A上Q_实热对应的标准频率/风量大于实际的频率/风量，实际的风量太小，需要将增加风量，满足实际热量与频率(风量)的标准对应关系。风量增加，则交流风机的运行频率提高，提高至标准曲线上对应实际排出热量Q_实热的运行频率P_B，见图3所示。进而可以解决类似于燃烧黄焰界限气时，由于风量不够而产生的燃烧振动、黄焰、积碳和烟气超标的问题。

步骤130-2＇，确认比对结果为实测排出热量小于标准排出热量，确认变频组件的输入功率降低，变频组件的输入功率降低至实测排出热量在标准热量关系曲线A上对应的输入功率。

在一些实施例中，采用数值逻辑比较方式进行，具体为：

步骤110包括：

步骤110-1，根据换热结构与燃烧结构的换热结果，实时获取换热器的实测排出热量；

步骤110-2，实时获取换热器的燃气量。

步骤110-3，获取标准热量关系曲线A。

一些实施例中，获取换热器内存储的标准热量关系曲线A。在另一些实施例中，控制器可与远程终端/服务器等连接获取标准热量关系曲线A。

步骤110-4，实时获取换热器的实际风量参数值，风量参数值包括：风量、交流风机的实时频率或交流风机的转数；

步骤120包括：

在标准热量关系曲线A的坐标系中建立实测排出热量-风量参数对应关系；

本步骤在一些实施例中省略，其在标准热量关系曲线A的获取阶段直接标画生成，标准热量关系曲线A在出厂时已加载存储在换热器的控制器内。

步骤130包括：在燃气量相同的情况下，根据实测排出热量-风量参数对应关系相对标准热量关系曲线A的偏离值调整变频组件的输入功率，以使实测排出热量-风量参数对应关系处于标准热量关系曲线A上。具体为：

步骤130-1＂，确认实测排出热量-风量参数对应关系处于标准热量关系曲线A的上方，则确定标准热量关系曲线A上实测排出热量Q_实热对应的标准风量参数值；确定实际风量参数值下降到标准风量参数值的风量参数值的调整量。

见图2所示。进而可以解决类似于燃烧离焰界限气、回火界限气时，由于风量太多而产生的离焰、回火和烟气超标的问题。

步骤130-2＂，确认实测排出热量-风量参数对应关系处于标准热量关系曲线A的下方，则确定标准热量关系曲线A上实测排出热量Q实热对应的标准风量参数值；确定实际风量参数值上升到标准风量参数值的风量参数值的调整量。

当两个热量值满足Q_实热＜Q_标准，则说明标准热量关系曲线A上Q_实热对应的标准频率/风量小于实际的频率/风量，实际的风量太大，需要将减小风量，满足实际热量与频率(风量)的标准对应关系。风量减小，则交流风机的运行频率下降，下降至标准曲线上对应实际排出热量Q_实热的运行频率P_B，见图2所示。进而可以解决类似于燃烧离焰界限气、回火界限气时，由于风量太多而产生的离焰、回火和烟气超标的问题。

而在上述各实施例中，步骤110-1的具体获取方式包括：

步骤110-1-1，获取实测进水温度，实测出水温度和实测进水量；

步骤110-1-2，根据进水温度、出水温度和水量计算实测排出热量，计算公式为：

Q_实热＝(T_实出-T_实进)*M_实流，

其中，Q_实热为实测排出热量，T_实出为实测出水温度，T_实进为实测进水温度，M_实流为实测进水量。

在上述各采用标准热量关系曲线A的实施例中，步骤110-3的具体获取方式包括以下任一种：

方式一，标准样机采用标准气体逐步增加燃气量和进风量以获取对应热量，得到标准热量关系曲线A；

标准样机通常指同一型号的样机。具体操作是，采用标准样机，向标准样机中通入标准燃气，燃气量从少到多逐渐增加，通过采集进水温度、出水温度和进水流量通过下式计算对应不同燃气量情况下，交流风机风量/运行频率与热量的对应关系，从而形成标准热量关系曲线A。

Q_标热＝(T_标出-T_标进)*M_标流

Q_标热为标准样机采用标准气使用时采集的热量值，T_标出为标准样机采用标准气使用时采集的出水温度，T_标进为标准样机采用标准气使用时采集的进水温度，M_标流为标准样机采用标准气使用时采集的水流量。

该方法获取的标准热量关系曲线A中所有同型号的换热器的标准热量都为同样的定值。

方式二，每一台换热器在生产或使用过程中采用标准气体逐步增加燃气量和进风量以获取对应热量，得到标准热量关系曲线A。

在每一套换热器在生产或初次使用时，通过标准燃气，燃气量从少到多逐渐增加，通过采集进水温度、出水温度和进水流量通过下式计算对应不同燃气量情况下，交流风机风量/运行频率与热量的对应关系，从而形成标准热量关系曲线A。

Q_标热＝(T_标出-T_标进)*M_标流

Q_标热为该换热器采用标准气使用时采集的热量值，T_标出为该换热器采用标准气使用时采集的出水温度，T_标进为该换热器采用标准气使用时采集的进水温度，M_标流为该换热器采用标准气使用时采集的水流量。

该方法获得的标准热量关系曲线A中，由于每一台换热器存在零部件偏差，其采集的标准热量值各不相同，但是其标准热量之更适应该换热器本身结构和性能。不过，该方法采集标准热量关系曲线A的方式较为复杂。

本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时执行上述的控制方法。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理执行时实现上述的控制方法。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

以上所述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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种热水设备，包括：燃烧结构和换热结构；所述换热结构盘绕在所述燃烧结构外部；其特征在于，所述热水设备还包括：交流风机和变频组件；

其中，所述变频组件用于：根据所述换热结构与所述燃烧结构的换热结果，确定热水设备的实测排出热量，并根据所述实测排出热量和标准排出热量的差值，调整所述变频组件的输入功率，以调整交流风机的风量；

所述变频组件进一步用于：

实时获取所述热水设备的实测排出热量，并在燃气量相同时，将所述实测排出热量与所述标准排出热量进行比对；

确认比对结果为所述实测排出热量大于所述标准排出热量，则增大所述变频组件的输入功率，以提高所述交流风机的风量；或者，

确认比对结果为所述实测排出热量小于所述标准排出热量，则减小所述变频组件的输入功率，以降低所述交流风机的风量；

所述变频组件进一步用于：

确认所述变频组件的输入功率增大，所述变频组件的输入功率增大至所述实测排出热量在标准热量关系曲线上对应的输入功率；或者，

确认所述变频组件的输入功率降低，所述变频组件的输入功率降低至所述实测排出热量在所述标准热量关系曲线上对应的输入功率；

所述热水设备还包括：设置在所述燃烧结构的进气管上的比例阀；

所述变频组件还用于：

从所述比例阀实时获取所述热水设备的燃气量，并实时获取所述热水设备的实际风量参数值；

建立实测排出热量-风量参数对应关系；并且在燃气量相同的情况下，根据所述实测排出热量-风量参数对应关系相对标准热量关系曲线的偏离值调整所述变频组件的输入功率，以使所述实测排出热量-风量参数对应关系处于所述标准热量关系曲线上；

其中，所述风量参数值包括：风量、所述交流风机的实时频率或所述交流风机的转数；

所述变频组件还用于：

确认所述实测排出 热量-风量参数对应关系处于所述标准热量关系曲线的上方，则确定标准热量关系曲线上所述实测排出 热量Q_实热对应的标准风量参数值；确定实际风量参数值下降到所述标准风量参数值的风量参数值的调整量；或者，

确认所述实测排出 热量-风量参数对应关系处于所述标准热量关系曲线的下方，则确定标准热量关系曲线上所述实测排出 热量Q_实热对应的标准风量参数值；确定实际风量参数值上升到所述标准风量参数值的风量参数值的调整量；

所述交流风机设置于所述燃烧结构的出烟管中或进风管中。

2.如权利要求1所述的热水设备，其特征在于，所述热水设备还包括：设置在换热结构的进水管路上的进水温度检测器和流量检测器，设置在所述换热结构的出水管路上的出水温度检测器，设置在所述燃烧结构进气管上的比例阀。

3.如权利要求2所述的热水设备，其特征在于，所述变频组件还用于：

获取来自所述比例阀的燃气量，基于来自所述进水温度检测器的实测进水温度、来自所述出水温度检测器的实测出水温度以及来自所述流量检测器的实测进水量，确认实测排出热量。

4.一种热水设备的控制方法，其特征在于，包括：

根据换热结构与燃烧结构的换热结果确定热水设备的实测排出热量；

基于所述实测排出热量和标准排出热量的差值，调整变频组件的输入功率，以调整交流风机的风量；

实时获取所述热水设备的实测排出热量，实时获取所述热水设备的燃气量；

在燃气量相同时，将所述实测排出热量与所述标准排出热量进行比对；

确认实测排出热量大于标准排出热量，则增大变频组件的输入功率，以提高交流风机的风量；或者

确认比对结果为所述实测排出热量小于所述标准排出热量，则减小所述变频组件的输入功率，以减少所述交流风机的风量；

所述根据换热结构与燃烧结构的换热结果确定热水设备的实测排出热量进一步包括：获取标准热量关系曲线；

所述基于所述实测排出热量和所述标准排出热量的差值进一步包括：所述实测排出热量与所述标准热量关系曲线的所述标准排出热量进行比对；

所述调整所述变频组件的输入功率进一步包括：

确认所述变频组件的输入功率增大，所述变频组件的输入功率增大至所述实测排出热量在所述标准热量关系曲线上对应的输入功率；或者，

确认所述变频组件的输入功率降低，所述变频组件的输入功率降低至所述实测排出热量在所述标准热量关系曲线上对应的输入功率；

所述根据换热结构与燃烧结构的换热结果确定热水设备的实测排出热量进一步包括：实时获取所述热水设备的燃气量，并实时获取所述热水设备的实际风量参数值，所述风量参数值包括：风量、所述交流风机的实时频率或所述交流风机的转数；

所述基于所述实测排出热量和所述标准排出热量的差值进一步包括：在标准热量关系曲线的坐标系中建立实测排出热量-风量参数对应关系；

所述调整所述变频组件的输入功率进一步包括：在燃气量相同的情况下，根据所述实测排出热量-风量参数对应关系相对标准热量关系曲线的偏离值调整所述变频组件的输入功率，以使所述实测排出热量-风量参数对应关系处于所述标准热量关系曲线上；

所述根据所述实测排出热量-风量参数对应关系相对标准热量关系曲线的偏离值调整所述变频组件的输入功率，以使所述实测排出热量-风量参数对应关系处于所述标准热量关系曲线上包括：

确认所述实测排出热量-风量参数对应关系处于所述标准热量关系曲线的上方，则确定标准热量关系曲线上所述实测排出热量Q_实热对应的标准风量参数值；确定实际风量参数值下降到所述标准风量参数值的风量参数值的调整量；

或者，确认所述实测排出热量-风量参数对应关系处于所述标准热量关系曲线的下方，则确定标准热量关系曲线上所述实测排出热量Q_实热对应的标准风量参数值；确定实际风量参数值上升到所述标准风量参数值的风量参数值的调整量；

所述交流风机设置于所述燃烧结构的出烟管中或进风管中。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述根据换热结构与燃烧结构的换热结果确定热水设备的实测排出热量进一步包括：

获取实测进水温度，实测出水温度和实测进水量；从比例阀获取燃气量，并根据所述进水温度、所述出水温度和所述水量计算实测排出热量，计算公式为：Q_实热=（T_实出-T_实进）*M_实流，其中，Q_实热为实测排出热量，T_实出为实测出水温度，T_实进为实测进水温度，M_实流为实测进水量。

6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时执行如权利要求4或5所述的控制方法。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理执行时实现如权利要求4或5所述的控制方法。

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