CN112797620B - 一种燃气采暖热水炉及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气采暖热水炉及其控制方法，控制方法包括以下步骤：获取所述热水炉所处环境的大气压力；根据所述大气压力获取所述热水炉的风机的基准运行转速和超标截止转速；控制所述风机以所述基准运行转速和所述超标截止转速限定的范围运行。本发明使热水炉在开始运行前就获得自身所处环境中的大气压力，并根据该大气压力确定风机的基准运行转速和超标截止转速，使风机能够根据大气压力的变化匹配相应的基准运行转速和超标截止转速，既能使风机的转速达到使风压开关正常工作的条件，同时还能通过控制风机的截止运行转速控制热水炉的整机适用范围，使热水炉的整机适用范围不会因海拔的升高而变窄。

Description

一种燃气采暖热水炉及其控制方法

技术领域

本发明属于燃气采暖设备技术领域，具体地说，涉及一种燃气采暖热水炉及其控制方法。

背景技术

燃气采暖热水炉的工作原理在于：当热水炉开关进入工作状态的时候，风机先启动使燃烧室内形成负压差，风压开关把指令发给水泵，水泵启动后，水流开关把指令发给高压放电器其启动后把指令发给燃气比例阀，燃气比例阀开始启动，由于燃烧室里面有负压存在，所以天然气没有聚集燃烧想象，从而也不会出现爆燃现象，实现平静点火超静音，也杜绝了危险事故。

燃气比例阀和风压开关以及烟气感应开关是连锁控制的，燃烧室有一定的负压燃气，比例阀才可以工作。当5秒钟烟气感应开关检测不到有废气排出时，就断切燃气比例阀停止供气，从而保证安全使用燃气。

现有技术中使用交流风机作为风量输送模块的燃气采暖热水炉，在高海拔地区使用时，由于风机最高转速恒定，随着海拔高度的上升，空气密度降低，风机输送的有效风量减少，文丘里管产生的负压降低，导致整机在高海拔地区无法使用或适用范围降低。

例如，现有技术中的燃气采暖热水炉的结构，采用交流风机作为风量输送单元，最大风机转速固定，风机+文丘里结构+风压开关组成气流监测装置。

如图1所示，设文丘里结构的入口A和喉道B处流体平均流速、静压和管道截面面积分别为v₁、p₁、S₁和v₂、p₂、S₂，气体密度为ρ。

根据连续性方程S₁v₁＝S₂v₂＝Q和伯努利方程

假定管轴线水平，可导出压降

由上面公式可以得出：在高海拔地区，由于气体密度ρ降低，在速度v₁不变化的情况下，压差(p₁－p₂)下降，但是风压开关的开闭基准点是在平原地区进行测试标定的，这就有可能导致风压开关由于压差不够而断开。

因此，随着海拔高度的变化，尤其是海拔高度上升，热水炉整机的适用范围下降，严重时整机不能正常工作。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种燃气采暖热水炉的控制方法，通过对不同环境压力自动匹配不同的燃烧CO超标保护曲线，保证热水炉整机在不同的海拔高度下均能使用且适用范围不变。

本发明的另外一个目的是提供一种燃气采暖热水炉，用于实施上述的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种燃气采暖热水炉的控制方法，包括以下步骤

获取所述热水炉所处环境的大气压力；

根据所述大气压力获取所述热水炉的风机的基准运行转速和超标截止转速；

控制所述风机以所述基准运行转速和所述超标截止转速限定的范围运行。

进一步的，所述基准运行转速和所述超标截止转速与所述大气压力的对应关系存储在所述热水炉的控制单元和/或云端和/或智能终端中。

进一步的，所述风机的控制方式采用恒扭矩控制或者恒功率控制或者开环转速控制。

进一步的，控制方法包括以下步骤

S1，所述热水炉开机；

S2，所述热水炉的控制单元获取所述热水炉所处环境的大气压力，和所述大气压力对应的风机的所述基准运行转速和超标截止转速；

S3，判断是否有热需求，若是，控制所述风机以所述基准运行转速为基础根据负载自动调整运行转速进行风机前清扫，若否，待机；

S4，判断所述风机的运行转速是否超过所述超标截止转速，若是，控制风机执行风机后清扫，若否，控制点火。

进一步的，还包括以下步骤

S5，判断点火是否成功，若是，控制燃烧器燃烧，控制风机以所述基准运行转速为基础根据负载自动调整运行转速，若否，控制风机执行风机后清扫。

进一步的，步骤S5中还包括，实时判断所述风机的运行转速是否超过所述超标截止转速，若是，控制风机执行风机后清扫，若否，控制风机以所述基准运行转速为基础根据负载自动调整运行转速。

一种燃气采暖热水炉，采用如上所述的一种燃气采暖热水炉的控制方法。

进一步的，包括控制单元和用于获取所述热水炉所处环境的大气压力的气压获取单元，

所述气压获取单元与所述控制单元连接。

进一步的，所述气压获取单元包括气压传感器，所述气压传感器与所述控制单元电连接；

和/或，所述气压获取单元包括智能终端，所述智能终端与所述控制单元通信连接。

进一步的，所述风机为直流变频风机或者交流变频风机。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明使热水炉在开始运行前就获得自身所处环境中的大气压力，并根据该大气压力确定风机的基准运行转速和超标截止转速，使风机能够根据大气压力的变化匹配相应的基准运行转速和超标截止转速，既能使风机的转速达到使风压开关正常工作的条件，同时还能通过控制风机的截止运行转速控制热水炉的整机适用范围，使热水炉的整机适用范围不会因海拔的升高而变窄。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1是文丘里原理结构示意图；

图2是本发明一种燃气采暖热水炉的控制方法的流程示意图；

图3是本发明风机的基准运行转速和超标截止转速与海拔高度的对应关系示意图；

图4是本发明燃气采暖热水炉的结构示意图。

图中：A、入口；B、喉道；

1、控制单元；2、风机；3、点火系统；4、燃烧系统；5、气压获取单元。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“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，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。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。

如图2至图4所示，本发明提供一种燃气采暖热水炉及其控制方法。燃气采暖热水炉的控制方法包括以下步骤：

获取所述热水炉所处环境的大气压力；

根据所述大气压力获取所述热水炉的风机2的基准运行转速和超标截止转速；

控制所述风机2以所述基准运行转速和所述超标截止转速限定的范围运行。

上述方案针对的热水炉是在海拔高度较高的地区使用的热水炉。当热水炉所处的环境的大气压力升高时，环境中的空气密度随之减小，如果风机仍然以平原地区测试时设定的转速运行，那么就有可能会出现由于空气密度减小造成的压降降低，从而不能使风压开关正常打开的情况。

本发明针对上述问题，使热水炉在开始运行前就获得自身所处环境中的大气压力，并根据该大气压力获取风机2的基准运行转速和超标截止转速，使风机2能够根据大气压力的变化匹配相应的基准运行转速和超标截止转速，既能使风机2的转速达到使风压开关正常工作的条件，同时还能通过控制风机2的截止运行转速控制热水炉的整机适用范围，使热水炉的整机适用范围不会因海拔的升高而变窄。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，热水炉的正常工作流程包括以下步骤：

S1，所述热水炉开机；

S2，所述热水炉的控制单元1获取所述热水炉所处环境的大气压力，和所述大气压力对应的风机2的所述基准运行转速和超标截止转速；

S3，判断是否有热需求，若是，控制所述风机2以所述基准运行转速为基础根据负载自动调整运行转速进行风机前清扫，若否，待机；

S4，判断所述风机2的运行转速是否超过所述超标截止转速，若是，控制风机2执行风机后清扫，若否，控制点火。

详细的，步骤S2中，当用户根据自身的热需求打开热水炉时，热水炉的控制单元1随即获取所述热水炉所处环境的大气压力，可在热水炉中设置一与控制单元1连接的气压传感器，气压传感器检测大气压力后，控制单元1从气压传感器获取该大气压力值。

还可以的是，热水炉中设置有无线传输模块，用户的智能终端中安装有用于控制热水炉的APP，智能终端中的APP通过访问智能终端中其他能够检测到大气压力的应用软件等获取到智能终端所处环境的大气压力，再将该大气压力值无线传输至热水炉的控制单元1。

可以理解的是，当通过智能终端的APP获取大气压力值时，智能终端与热水炉应处于同一环境中。

还可以的是，用户通过气压计测量到热水炉所处环境的大气压力后，将该大气压力值通过热水炉设置的输入模块输入使控制单元1能够获取该大气压力值。

本方面仅列举热水炉能够获取大气压力值的若干方案，然而，热水炉获取大气压力的方案并不仅仅限定在本发明所列举的方案中，因此，凡能够实现本发明热水炉获取其所处环境的大气压力值的方案均在本发明的保护范围内。

当热水炉的控制单元1获取到大气压力值后，根据该大气压力值获取风机2与该大气压力值相匹配的基准运行转速和截止运行转速，可以理解的是，风机2的基准运行转速和截止运行转速与大气压力值之间的对应关系存储在控制单元1中，或者是智能终端的APP中，或者是云端中，控制单元1可通过访问这些存储单元即可获得不同大气压力值对应的基准运行转速和截止运行转速。

步骤S3中，判断是否有热需求，也就是判断是否需要点火使燃烧器燃烧产生热量，若判断结果为有热需求时，就需要将燃烧室气体被输送出室外同时使燃烧室内持续形成负压，空气能够进入燃烧室；实现上述效果的过程为控制单元1控制风机2运行。

本发明在该步骤中，通过控制风机2以所述基准运行转速为基础根据负载自动调整运行转速进行风机前清扫，使风机2的出口处形成负压，从而满足风压开关的要求。

在风机2的运行过程中，风机2的转速会根据负载的不同而有所变化，因此，本发明还根据大气压力的不同对风机2的超标截止转速进行限定。

风机2的基准运行转速和超标截止转速与大气压力，即海拔高度的对应关系如图3所示。

详细的，在步骤S4中，实时判断风机2的运行转速是否超过与大气压力相匹配的超标截止转速，若是，控制风机2执行风机后清扫，保证采暖炉的安全，若否，即控制热水炉的点火系统3点火。

从图3中可以看出，本发明的风机2在不同海拔高度下的基准运行转速和截止运行转速所限定的范围基本一致，保证热水炉整机的适用范围不因海拔的升高而降低或者不能使用。

进一步的，步骤S4之后还包括以下步骤：

S5，判断点火是否成功，若是，控制燃烧器燃烧，控制风机2以所述基准运行转速为基础根据负载自动调整运行转速，若否，控制风机2执行风机后清扫。

详细的，步骤S5中，判断点火是否成功，若是，点火成功后，热水炉瞬间进入大功率工作，然后根据热需求量的大小，燃气阀自动进入比例调节并进行稳定燃烧；与此同时，控制单元1控制风机2以所述基准运行转速为基础根据负载的不同而自动调整其运行转速，使其满足热水炉的正如燃烧的需求。

进一步的，步骤S5中还包括，实时判断所述风机2的运行转速是否超过所述超标截止转速，若是，控制风机2执行风机后清扫，若否，控制风机2以所述基准运行转速为基础根据负载自动调整运行转速。

详细的，热水炉按照“加热流程”进行工作，即出水水温升高，经系统散热后回水温度降低，再加热再输出，如此反复，多次循环后，当实际出水温度高于设定温度一定阈值后，例如5℃时，或室内温控器开关断开，控制单元1获得停机信号。

上述方案中，在热水炉的燃烧系统4正常工作的过程中，需实时判断所述风机2的运行转速是否超过所述超标截止转速，若是，控制风机2执行风机后清扫，若否，控制风机2以所述基准运行转速为基础根据负载自动调整运行转速。

在本发明的一些实施例中，所述风机2的控制方式采用恒扭矩控制或者恒功率控制或者开环转速控制。

在本发明的一些实施例中，所述基准运行转速和所述超标截止转速为所述风机2在同一功率下的输出值。这是由于同一海拔下因安装环境和使用环境不同，风机2转速也会根据负载的变化而升高或降低。

本发明的热水炉采用上述的控制方法，采用气压传感器和/或智能终端APP获取大气压力的方法，获取热水炉使用位置的大气压力；通过将大气压力传输到控制单元1，控制单元1控制直流风机2运行转速，从而达到不同海拔高度下风量不变，保证正常燃烧；于此同时，通过超标截止转速限定运行转速来控制整机的适用范围，限定转速随不同海拔变化而变化，整机适用范围在不同海拔下不变。

详细的，如图4所示，热水炉包括控制单元1和用于获取所述热水炉所处环境的大气压力的气压获取单元5，所述气压获取单元5与所述控制单元1连接。

所述气压获取单元5包括气压传感器，所述气压传感器与所述控制单元1电连接；和/或，所述气压获取单元5包括智能终端，所述智能终端与所述控制单元1通信连接。

在本发明的一些实施例中，所述风机2为直流变频风机2或者交流变频风机2。

可以理解的是，本发明的上述方案还可应用到带有风机2的具有安全保护的其他燃气具上。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (9)

1.一种燃气采暖热水炉的控制方法，其特征在于：包括以下步骤

S1，所述热水炉开机；

S2，所述热水炉的控制单元获取所述热水炉所处环境的大气压力，和所述大气压力对应的风机的基准运行转速和超标截止转速；

S3，判断是否有热需求，若是，控制所述风机以所述基准运行转速为基础根据负载自动调整运行转速进行风机前清扫，若否，待机；

S4，判断所述风机的运行转速是否超过所述超标截止转速，若是，控制风机执行风机后清扫，若否，控制点火。

2.根据权利要求1所述的一种燃气采暖热水炉的控制方法，其特征在于：

所述基准运行转速和所述超标截止转速与所述大气压力的对应关系存储在所述热水炉的控制单元和/或云端和/或智能终端中。

3.根据权利要求1所述的一种燃气采暖热水炉的控制方法，其特征在于：

所述风机的控制方式采用恒扭矩控制或者恒功率控制或者开环转速控制。

4.根据权利要求1所述的一种燃气采暖热水炉的控制方法，其特征在于：

还包括以下步骤

S5，判断点火是否成功，若是，控制燃烧器燃烧，控制风机以所述基准运行转速为基础根据负载自动调整运行转速，若否，控制风机执行风机后清扫。

5.根据权利要求4所述的一种燃气采暖热水炉的控制方法，其特征在于：

步骤S5中还包括，实时判断所述风机的运行转速是否超过所述超标截止转速，若是，控制风机执行风机后清扫，若否，控制风机以所述基准运行转速为基础根据负载自动调整运行转速。

6.一种燃气采暖热水炉，其特征在于：采用如权利要求1-5任一所述的一种燃气采暖热水炉的控制方法。

7.根据权利要求6所述的一种燃气采暖热水炉，其特征在于：包括控制单元和用于获取所述热水炉所处环境的大气压力的气压获取单元，

所述气压获取单元与所述控制单元连接。

8.根据权利要求7所述的一种燃气采暖热水炉，其特征在于：

所述气压获取单元包括气压传感器，所述气压传感器与所述控制单元电连接；

和/或，所述气压获取单元包括智能终端，所述智能终端与所述控制单元通信连接。

9.根据权利要求6-8任一所述的一种燃气采暖热水炉，其特征在于：

所述风机为直流变频风机或者交流变频风机。

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