CN112432676A - 一种风量检测调节装置、热水器及恒风量检测调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风量检测调节装置，包括出烟通道、风压检测装置、平口风压取样嘴和斜口风压取样嘴，出烟通道设置有竖直检测段；平口风压取样嘴具有第一进气端和第一出气端，第一出气端与风压检测装置连接，第一进气端伸入竖直检测段内，第一进气端设置有第一进气口；斜口风压取样嘴具有第二进气端和第二出气端，第二出气端与风压检测装置连接，第二进气端伸入竖直检测段内，第二进气端设置有第二进气口，第二进气口与第一进气口设置于同一水平面上。热水器采用上述风量检测调节装置，在恒风量检测调节方法的控制下，可不受环境、海拔、地域不同而造成的大气压变化的影响，能实时检测出烟通道内的压力变化，根据实际情况对燃烧工况进行调节。

Description

一种风量检测调节装置、热水器及恒风量检测调节方法

技术领域

本发明涉及燃气具技术领域，特别涉及一种风量检测调节装置、热水器及恒风量检测调节方法。

背景技术

目前市面上大多数恒温燃气热水器都是采用恒电流式的控制方法或者采用烟道取样风压与环境压力之间差值的风压式控制方法来调节风机转速。按理想状态，集烟通道的风量与转速成正比的情况下，恒电流式的调节方法能满足所有与风速有关的问题，但考虑到风机在燃烧器中的实际应用，风机产生的风量受各方面因素影响，例如燃烧工况、主腔体结构、环境等，以及一些特殊测试项目(如堵塞试验)，使得风机风量无法达到预期效果，从而造成烟气问题，在满足烟气良好的情况下无法达到高抗风的要求，在满足高抗风的情况下会造成烟气超标；而现有风压式控制方法会随着环境压力而变，会受外界环境、地域、海拔的影响。

发明内容

本发明目的在于提供一种风量检测调节装置、热水器及恒风量检测调节方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

首先本发明提供一种风量检测调节装置，其包括：出烟通道、风压检测装置、平口风压取样嘴和斜口风压取样嘴，出烟通道设置有烟气从下往上流动的竖直检测段；平口风压取样嘴具有第一进气端和第一出气端，所述第一出气端与所述风压检测装置连接，所述第一进气端伸入所述竖直检测段内，所述第一进气端设置呈竖直设置的端面，所述端面设置有第一进气口；斜口风压取样嘴具有第二进气端和第二出气端，所述第二出气端与所述风压检测装置连接，所述第二进气端伸入所述竖直检测段内，所述第二进气端设置有与水平面呈一定夹角设置的斜面，所述夹角为锐角，所述斜面朝向下侧，所述斜面设置有第二进气口，所述第二进气口与所述第一进气口设置于同一水平面上。

本发明方案的有益效果是：在出烟通道内烟气会出现紊流现象，其中平口风压取样嘴和斜口风压取样嘴所检测到压力均包括所检测位置的静压和动压，由于述第二进气口与所述第一进气口设置于同一水平面上，所以第二进气口与所述第一进气口的静压相等，这时平口风压取样嘴和斜口风压取样嘴所测的压力差是两个动压差，由于第一进气口设置在竖直设置的端面上，而第二进气口设置在与水平面呈一定夹角设置的斜面，且该夹角为锐角，从而平口风压取样嘴和斜口风压取样嘴所测的动压存在一定的差值，而紊流的程度(即是出烟通道的烟气量)决定了两个动压的差值，所以这时可通过该实时的压力差与设定的起始压差做对比来控制调节风机的电功率，与传统的普通单侧压嘴测得的压力值是与大气压做对比所形成的压力差相比，本方案中的平口风压取样嘴和斜口风压取样嘴所测压力之间的实时压力差，可不受环境、海拔、地域不同而造成的大气压变化的影响，更能实时检测出烟通道内的压力变化，更能根据实际情况对燃烧工况进行调节。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹角为30°～60°。如果该夹角过大的话，会导致检测的实时压差值过小，易产生误差；如果该夹角过小的话，会导致检测的实时压差值过大，第二进气口的静压与第一进气口的静压存在差值，降低风量调节的精度。进而使得第二进气口检测的压力值与第一进气口所测得的压力值相差更大，从而获得较大的压差，减少误差。

作为上述技术方案的进一步改进，所述平口风压取样嘴和斜口风压取样嘴均为直管结构，在所述第一出气端和第二出气端的外周壁均设置有外螺纹，在所述出烟通道的侧壁上设置有与两个螺孔，所述第一出气端和第二出气端分别与两个所述两个螺孔螺纹连接。

在安装时，平口风压取样嘴和斜口风压取样嘴可直接螺纹连接于出烟通道上，一来便于拆装和维修，二来通过螺纹的配合可实现密封。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一出气端和第二出气端的外周均套设有密封套，所述密封套与所述出烟通道的外壁密封接触。

通过密封套可提高平口风压取样嘴和斜口风压取样嘴安装的密封性。

作为上述技术方案的进一步改进，两个所述密封套分别与所述第一出气端、第二出气端螺纹连接。

在安装时，可通过转动密封套来调节密封套与出烟通道的外壁的紧密性。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一出气端设置有第一出气口，所述第一出气口通过导管与风压检测装置连接，所述第二出气端设置有第二出气口，所述第二出气口通过导管与风压检测装置连接。

这时的风压检测装置可根据不同的需求安装到不同的位置，可做到灵活的安装。

作为上述技术方案的进一步改进，所述风压检测装置为压差式变送器，所述压差式变送器具有第一检测口和第二检测口，所述第一检测口与第一出气端连接，所述第二检测口与所述第二出气端连接。

通过压差式变送器可直接检测并得出平口风压取样嘴和斜口风压取样嘴所检测到的压力差，并把压力差转化为电信号，通过该电信号来控制风机的转速。

同时本发明还提供一种热水器，包括上述的风量检测调节装置及风机总成、控制器，所述控制器同时与所述风机总成和风压检测装置电连接，所述控制器被配置为接受风压检测装置传送过来的信号、控制所述风机总成的转速。

控制器通过风量检测调节装置检测到的出平口风压取样嘴和斜口风压取样嘴所检测到的实时压力差，并与设定的压力值做对比，来控制风机总成的转速，从而能根据实际情况对燃烧工况进行调节，并且不受由于环境，海拔，地域不同而造成的大气压变化的影响，保持风量恒定。

此外本发明还提供一种恒风量检测调节方法，其步骤如下：

S1：预先在所述热水器确保燃烧工况良好下，通过风压检测装置检测到平口风压取样嘴监测到的初始压力值为P1、平口风压取样嘴监测到的初始压力值为P2，从而得到初始压差为ΔP1＝P2-P1；

S2：在所述热水器实际运行过程中，通过风压检测装置检测到平口风压取样嘴监测到的有实时压力值为P3、平口风压取样嘴监测到的实时压力值为P4，从而得到实时压差为ΔP2＝P4-P3；

S3：控制器实时控制风机总成的转速，使得ΔP2＝ΔP1，可保证风量恒定。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1是本发明所提供的热水器，其一实施例的结构示意图，其中两箭头分别表示上向和下向；

图2是本发明所提供的斜口风压取样嘴，其一实施例的剖面图；

图3是本发明所提供的平口风压取样嘴，其一实施例的剖面图。

图4是本发明所提供的恒风量检测调节方法与现有风机控制方案做堵塞测试时，其一实施例的对比变化的折线图；

图5是本发明所提供的恒风量检测调节方法与现有风机控制方案抗风压能力测试时，其一实施例的条形图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，本发明的热水器作出如下实施例：

本实施例的热水器包括上述的机体、风量检测调节装置、风机总成、控制器，其中出烟通道100、风压检测装置、平口风压取样嘴200和斜口风压取样嘴300，出烟通道100设置于机体上，出烟通道100设置有烟气从下往上流动的竖直检测段110。

如图3和图4所示，本实施例中的平口风压取样嘴200和斜口风压取样嘴300均为直管结构，平口风压取样嘴200具有第一进气端210和第一出气端220，所述第一出气端220与所述风压检测装置连接，所述第一进气端210伸入所述竖直检测段110内，所述第一进气端210设置呈竖直设置的端面230，所述端面230设置有第一进气口240，且平口风压取样嘴200的轴线与水平面平行，斜口风压取样嘴300具有第二进气端310和第二出气端320，所述第二出气端320与所述风压检测装置连接，所述第二进气端310伸入所述竖直检测段110内，所述第二进气端310设置有与水平面呈一定夹角设置的斜面330，所述夹角为锐角，所述斜面330朝向下侧，所述斜面330设置有第二进气口340，所述第二进气口340与所述第一进气口240设置于同一水平面上，本实施例中的平口风压取样嘴200与斜口风压取样嘴300呈相对设置，并且同心。

为了便于安装，在所述第一出气端220和第二出气端320的外周壁均设置有外螺纹，在所述出烟通道100的侧壁上设置有与两个螺孔120，所述第一出气端220和第二出气端320分别与两个所述两个螺孔120螺纹连接，平口风压取样嘴200和斜口风压取样嘴300可直接螺纹连接于出烟通道100上，一来便于拆装和维修，二来通过螺纹的配合可实现密封。进一步地，所述第一出气端220和第二出气端320的外周均套设有密封套400，所述密封套400与所述出烟通道100的外壁密封接触，其中两个所述密封套400分别与所述第一出气端220、第二出气端320螺纹连接，在安装时，可通过转动密封套400来调节密封套400与出烟通道100的外壁的紧密性，通过密封套400可提高平口风压取样嘴200和斜口风压取样嘴300安装的密封性。

本实施例的风压检测装置为压差式变送器，所述压差式变送器具有第一检测口和第二检测口，所述第一出气端220设置有第一出气口250，所述第一出气口250通过导管500与第一检测口连接，所述第二出气端320设置有第二出气口350，所述第二出气口350通过导管500与第二检测口连接，其中导管500为软管，通过压差式变送器可直接检测并得出平口风压取样嘴200和斜口风压取样嘴300所检测到的压力差，并把压力差转化为电信号。

控制器同时与所述风机总成、风压检测装置电连接，控制器被配置为接受风压检测装置传送过来的信号、控制所述风机总成的转速。

在热水器运行时，烟气经过出烟通道100时会出现紊流现象，其中平口风压取样嘴200和斜口风压取样嘴300所检测到压力均包括所检测位置的静压和动压，由于述第二进气口340与所述第一进气口240设置于同一水平面上，所以第二进气口340与所述第一进气口240的静压相等，这时平口风压取样嘴200和斜口风压取样嘴300所测的压力差是两个动压差，由于第一进气口240设置在竖直设置的端面230上，而第二进气口340设置在与水平面呈一定夹角设置的斜面330，且该夹角为锐角，从而平口风压取样嘴200和斜口风压取样嘴300所测的动压存在一定的差值，而紊流的程度(即是出烟通道100的烟气量)决定了两个动压的差值，所以这时可通过该实时的压力差与设定的起始压差做对比来控制调节风机的电功率，与传统的普通单侧压嘴测得的压力值是与大气压做对比所形成的压力差相比，本方案中的平口风压取样嘴200和斜口风压取样嘴300所测压力之间的实时压力差，可不受环境、海拔、地域不同而造成的大气压变化的影响，更能实时检测出烟通道100内的压力变化，更能根据实际情况对燃烧工况进行调节。

本实施例中斜面330与水平面之间的夹角在30°～60°范围。如果该夹角过大的话，会导致检测的实时压差值过小，易产生误差；如果该夹角过小的话，会导致检测的实时压差值过大，第二进气口340的静压与第一进气口240的静压存在差值，降低风量调节的精度。进而使得第二进气口340检测的压力值与第一进气口240所测得的压力值相差更大，从而获得较大的压差，减少误差。

同时，本实施例还提供一种恒风量检测调节方法，其具体步骤如下：S1：预先在所述热水器确保燃烧工况良好下，通过风压检测装置检测到平口风压取样嘴200监测到的初始压力值为P1、平口风压取样嘴200监测到的初始压力值为P2，从而得到初始压差为ΔP1＝P2-P1；

S2：在所述热水器实际运行过程中，通过风压检测装置检测到平口风压取样嘴200监测到的有实时压力值为P3、平口风压取样嘴200监测到的实时压力值为P4，从而得到实时压差为ΔP2＝P4-P3；

S3：控制器实时控制风机总成的转速，使得ΔP2＝ΔP1。

从而能根据实际情况对燃烧工况进行调节，并且不受由于环境，海拔，地域不同而造成的大气压变化的影响，保持风量恒定。

在一些实施例中，平口风压取样嘴200和斜口风压取样嘴300可为其他形状，只需确保第二进气端310上的斜面330与水平面呈一定夹角且所述斜面330朝向下侧，第一进气端210上的端面230呈竖直设置，以及所述第二进气口340与所述第一进气口240设置于同一水平面上即可。

此外，就针对本实施例热水器的恒风量检测调节方法与现有风机恒电流控制方法做堵塞测试及抗风压能力测试。

如图4所示，堵塞测试的对比分析数据，其中横坐标表示烟管堵塞程度，纵坐标表示烟气情况μCO，单位ppm，在两种控制方案中，设置烟气出现恶化的转速值为最高转速保护值，控制器检测到风机转速达到此值时，关闭气阀装置，机器停止运行。从图4可看出，在测试条件相同的情况下，两种控制方式下的烟气在烟管缓慢堵塞的情况下分别有一段平稳期，这表示两种控制方法都有一定的适应能力；但明显在现有风机恒电流控制方案情况下，烟管堵塞至55％左右时会出现烟气恶化，并在堵塞至60％时达到停机要求；虽然本技术的恒风量检测调节方法也会出现烟气恶化的情况，但相对现有风机恒电流控制方案来说，烟气恶化的区间段相对靠后。

如图5所示，抗风压能力测试对比分析数据，其中纵坐标表示抗风压能力单位Pa，在测试条件相同的情况下，两种控制方法都具备一定的主动抗风能力，但相比较而言，本技术的恒风量检测调节方法会优于恒电流的控制方式。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种风量检测调节装置，其特征在于：其包括：

出烟通道(100)，其设置有烟气从下往上流动的竖直检测段(110)；

风压检测装置；

平口风压取样嘴(200)，其具有第一进气端(210)和第一出气端(220)，所述第一出气端(220)与所述风压检测装置连接，所述第一进气端(210)伸入所述竖直检测段(110)内，所述第一进气端(210)设置呈竖直设置的端面(230)，所述端面(230)设置有第一进气口(240)；

斜口风压取样嘴(300)，其具有第二进气端(310)和第二出气端(320)，所述第二出气端(320)与所述风压检测装置连接，所述第二进气端(310)伸入所述竖直检测段(110)内，所述第二进气端(310)设置有与水平面呈一定夹角设置的斜面(330)，所述夹角为锐角，所述斜面(330)朝向下侧，所述斜面(330)设置有第二进气口(340)，所述第二进气口(340)与所述第一进气口(240)设置于同一水平面上。

2.根据权利要求1所述的一种风量检测调节装置，其特征在于：

所述夹角为30°～60°。

3.根据权利要求1所述的一种风量检测调节装置，其特征在于：

所述平口风压取样嘴(200)和斜口风压取样嘴(300)均为直管结构，在所述第一出气端(220)和第二出气端(320)的外周壁均设置有外螺纹，在所述出烟通道(100)的侧壁上设置有与两个螺孔(120)，所述第一出气端(220)和第二出气端(320)分别与两个所述两个螺孔(120)螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种风量检测调节装置，其特征在于：

所述第一出气端(220)和第二出气端(320)的外周均套设有密封套(400)，所述密封套(400)与所述出烟通道(100)的外壁密封接触。

5.根据权利要求4所述的一种风量检测调节装置，其特征在于：

两个所述密封套(400)分别与所述第一出气端(220)、第二出气端(320)螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种风量检测调节装置，其特征在于：

所述第一出气端(220)设置有第一出气口(250)，所述第一出气口(250)通过导管(500)与风压检测装置连接，所述第二出气端(320)设置有第二出气口(350)，所述第二出气口(350)通过导管(500)与风压检测装置连接。

7.根据权利要求1所述的一种风量检测调节装置，其特征在于：

所述风压检测装置为压差式变送器，所述压差式变送器具有第一检测口和第二检测口，所述第一检测口与第一出气端(220)连接，所述第二检测口与所述第二出气端(320)连接。

8.一种热水器，其特征在于：包括如权利要求1至7任意一项所述的风量检测调节装置，还包括风机总成、控制器，所述控制器同时与所述风机总成和风压检测装置电连接，所述控制器被配置为接受风压检测装置传送过来的信号、控制所述风机总成的转速。

9.一种恒风量检测调节方法，其特征在于：其采用如权利要求8所述的热水器，所述恒风量检测调节方法的步骤如下：

S1：预先在所述热水器确保燃烧工况良好下，通过风压检测装置检测到平口风压取样嘴(200)监测到的初始压力值为P1、平口风压取样嘴(200)监测到的初始压力值为P2，从而得到初始压差为ΔP1＝P2-P1；

S2：在所述热水器实际运行过程中，通过风压检测装置检测到平口风压取样嘴(200)监测到的有实时压力值为P3、平口风压取样嘴(200)监测到的实时压力值为P4，从而得到实时压差为ΔP2＝P4-P3；

S3：控制器实时控制风机总成的转速，使得ΔP2＝ΔP1，可保证风量恒定。

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