CN113062879B - 热水供应设备抗风压的控制方法 - Google Patents

热水供应设备抗风压的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了热水供应设备抗风压的控制方法，包括如下步骤：S1：控制热水供应设备在正常工作模式下点火燃烧；S2：采样风机的当前转速V当前，获取燃气比例阀的当前电流B当前；S3：根据当前电流B当前计算目标风机虚拟扭矩值NJ目标，并且根据当前转速V当前计算当前风机虚拟扭矩值NJCTL；S4：将当前风机虚拟扭矩值NJCTL与目标风机虚拟扭矩值NJ目标进行比较，并基于比较结果来确定是否调整风机控制量。本发明实现了无需风压开关和风机电流检测电路，也能够提高产品的抗风压能力和适应性，控制方法简单，整体成本低，利于提升产品竞争力。

Description

热水供应设备抗风压的控制方法
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，尤其涉及热水供应设备抗风压的控制方法。
背景技术
现有普通交流上抽式的热水器，由于高端风机配2800转/分钟，一般的抗风压能力为120帕左右。当热水器在外风力比较大的情况下工作时，热水器的排烟管因受外风的影响导致系统风道的阻力加大，交流风机本身无补偿的能力。热水器因缺少氧气导致燃烧变恶化，甚至熄火报警。
为了提高热水器的抗风压能力，热水器需配可调速的直流风机。当系统的风道阻力变大时，控制器自动补偿风机的转速，提高风机的转速。但是当风机的转速补偿过多，会导致离焰熄火，影响用户使用体验。目前，市场上现有产品的抗风压控制方法如下。
方法一：主控制器同时检测风机的电流I和风机转速ZS，主控制器通过I和ZS两个反馈量计算风量值Q(I,ZS)，主控制器根据实时风量Q(I,ZS)控制风机转速。当实时风量Q(I,ZS)值低于目标风量值，加大风机转速；当实时风量Q(I,ZS)值高于目标风量值时，降低风机转速；当补偿的风机转速超过一定的转速阀值就报警。这种控制方法，产品同时需要风机电流检测电路和风机转速反馈电路，存在控制器成本高的不足。
方法二：主控制器同时检测热水风道的风压压力值Ya和风机转速ZS，主控制器根据实时风压压力值Ya控制风机转速。当实时风压压力值低于目标风压压力值时，加大风机转速；当实时风压压力值高于目标风压压力值时，降低风机转速；当补偿的风机转速超过一定的转速阀值就报警。这种控制方法，产品需增设一个风压传感器，导致整体成本比较高。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本发明提出热水供应设备抗风压的控制方法，提高产品的抗风压能力和适应性，并且省去了风压开关和风机电流检测电路，有效降低整体成本。
根据上述提供的热水供应设备抗风压的控制方法，其通过如下技术方案来实现：
热水供应设备抗风压的控制方法，所述热水供应设备包括燃烧模块、风机、燃气比例阀和主控制器，所述控制方法包括如下步骤：
S1：控制热水供应设备在正常工作模式下点火燃烧；
S2：采样风机的当前转速V当前，获取燃气比例阀的当前电流B当前；
S3：根据当前电流B当前计算目标风机虚拟扭矩值NJ目标，并且根据当前转速V当前计算当前风机虚拟扭矩值NJCTL；
S4：将当前风机虚拟扭矩值NJCTL与目标风机虚拟扭矩值NJ目标进行比较，并基于比较结果来确定是否调整风机控制量。
在一些实施方式中，所述根据当前电流B当前计算目标风机虚拟扭矩值NJ目标，其包括：获取最大电流值Bmax、最小电流值Bmin、最大风机虚拟扭矩值NJmax和最小风机虚拟扭矩值NJmin；根据如下公式计算得到所述目标风机虚拟扭矩值NJ目标，
在一些实施方式中，所述最小风机虚拟扭矩值NJmin的获取，其包括：
S311：控制热水供应设备在参数设置模式下点火燃烧；
S312：调节风机控制量，以将风机的转速调低至最小转速Vmin；
S313：当风机转速达到最小转速Vmin时，记录风机的低端控制量FL和最小转速Vmin；
S314：根据最小转速Vmin和低端控制量FL，通过算法处理得到最小风机虚拟扭矩值NJmin；
S315：退出参数设置模式，并记录最小风机虚拟扭矩值NJmin。
在一些实施方式中，所述最大风机虚拟扭矩值NJmax的获取，其包括：
S321：控制热水供应设备在参数设置模式下点火燃烧；
S322：调节风机控制量，以将风机的转速调高至最大转速Vmax；
S323：当风机转速达到最大转速Vmax时，记录风机的高端控制量FH和最大转速Vmax；
S324：根据最大转速Vmax和高端控制量FH，通过算法处理得到最大风机虚拟扭矩值NJmax；
S325：退出参数设置模式，并记录最大风机虚拟扭矩值NJmax。
在一些实施方式中，所述根据当前转速V当前计算当前风机虚拟扭矩值NJCTL，其包括：获取风机的当前控制量F当前；根据当前转速V当前和当前控制量F当前，通过算法处理得到当前风机虚拟扭矩值NJCTL。
在一些实施方式中，所述当前控制量F当前与风机的控制电压或PWM控制信号成线性关系。
在一些实施方式中，所述将当前风机虚拟扭矩值NJCTL与目标风机虚拟扭矩值NJ目标进行比较，并基于比较结果来确定是否调整风机控制量，具体包括：
S41：判断目标风机虚拟扭矩值NJ目标是否大于当前风机虚拟扭矩值NJCTL；
S42：如果NJ目标＜NJCTL，则调低风机控制量，然后返回步骤S2；
S43：如果NJ目标＝NJCTL，则按照当前控制量F当前控制风机，然后返回步骤S2；
S44：如果NJ目标＞NJCTL，则调高风机控制量，然后返回步骤S2。
在一些实施方式中，所述调高风机控制量，然后返回步骤S2，其包括：
S411：获取风机的最高限制转速VXZ；
S412：判断当前转速V当前是否小于最高限制转速VXZ；
S413：如果V当前＜VXZ，则调高风机控制量，然后返回步骤S2；
S414：如果V当前≥VXZ，则发出报警信号并提示风压故障。
在一些实施方式中，所述风机的最高限制转速VXZ，其通过：获取最大电流值Bmax、最小电流值Bmin、风机的最大限制转速VXZ-max和风机的最小限制转速VXZ-min；根据如下公式计算得到最高限制转速VXZ，
在一些实施方式中，所述热水供应设备为燃气热水器或者燃气壁挂炉。
与现有技术相比，本发明的至少包括以下有益效果：
本发明通过监控风机的当前转速V当前，并将当前转速V当前换算为当前风机虚拟扭矩值NJCTL，同时通过根据燃气比例阀的当前电流B当前计算得到目标风机虚拟扭矩值NJ目标，进而根据NJ目标与NJCTL的比较结果来确定是否调整风机控制量，实现了无需风压开关和风机电流检测电路，也能够提高产品的抗风压能力和适应性，控制方法简单，整体成本低，利于提升产品竞争力。
附图说明
图1是本发明实施例中热水供应设备抗风压的控制方法的流程图；
图2是本发明实施例中热水供应设备的连接框图；
图3是本发明实施例中目标值风机虚拟扭矩与燃气比例阀的关系图；
图4是本发明实施例中获取最小风机虚拟扭矩值的流程图；
图5是本发明实施例中获取最大风机虚拟扭矩值的流程图；
图6是本发明实施例中当前风机虚拟扭矩值与目标风机虚拟扭矩值比较结果的流程图；
图7是本发明实施例中调高风机控制量的流程图；
图8是本发明实施例中风机转速与燃气比例阀的关系图。
具体实施方式
以下实施例对本发明进行说明，但本发明并不受这些实施例所限制。对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
如图1-3所示，本实施例提供了一种热水供应设备抗风压的控制方法，该热水供应设备为燃气热水器或者燃气壁挂炉，其包括燃烧模块1、风机2、燃气比例阀3和主控制器4，燃烧模块1电性连接主控制器4。风机2通过风机驱动电路连接主控制器4，在风机2与主控制器4之间串联有风机转速采样电路，以实现通过风机转速采样电路来采样风机的当前转速V当前。燃气比例阀3通过比例阀驱动电路连接主控制器4。在本实施例中，热水供应设备至少具有正常工作模式和参数设置模式，所述热水供应设备抗风压的控制方法包括如下步骤：
S1：控制热水供应设备在正常工作模式下点火燃烧；
具体地，设备进入正常工作模式，主控制器4控制燃气比例阀3打开以及燃烧模块点火燃烧。
S2：采样风机的当前转速V当前，获取燃气比例阀的当前电流B当前；
具体地，通过风机转速采样电路来采样风机的当前转速V当前，并将采样到的当前转速V当前传输至主控制器4。设备通过PID算法调节燃气比例阀3的控制电流，以改变燃气比例阀3的开度，实现自动调节燃烧热负荷。在采样风机的当前转速V当前的同时或之后，根据燃气比例阀3的当前控制电流信号得到燃气比例阀3的当前电流B当前。
S3：根据当前电流B当前计算目标风机虚拟扭矩值NJ目标，并且根据当前转速V当前计算当前风机虚拟扭矩值NJCTL；
具体地，根据所获取的当前电流B当前，通过算法处理得到目标风机虚拟扭矩值NJ目标，这样，实现了根据当前电流B当前，自动匹配一个目标风机虚拟扭矩值NJ目标，显著提高产品的自适应性。根据所采样的当前转速V当前，主控制器4通过计算得到当前风机虚拟扭矩值NJCTL，这样，实现了通过所采样的当前转速V当前以及所获取的当前电流B当前，得到准确可靠的当前风机虚拟扭矩值NJCTL和目标风机虚拟扭矩值NJ目标。
S4：将当前风机虚拟扭矩值NJCTL与目标风机虚拟扭矩值NJ目标进行比较，并基于比较结果来确定是否调整风机控制量。
具体地，主控制器4通过风机驱动电路控制风机2，本实施例的风机控制量作为输入量，其与风机的控制电压或者PWM控制信号成线性关系。
可见，本实施例热水供应设备抗风压的控制方法，通过只监控风机的当前转速V当前，并将当前转速V当前换算为当前风机虚拟扭矩值NJCTL，同时通过根据燃气比例阀的当前电流B当前计算得到目标风机虚拟扭矩值NJ目标，进而根据NJ目标与NJCTL的比较结果来确定是否调整风机控制量，实现了无需风压开关和风机电流检测电路，也能够提高产品的抗风压能力和适应性，控制方法简单，整体成本低，利于提升产品竞争力。
优选地，在步骤S3中，所述根据当前电流B当前计算目标风机虚拟扭矩值NJ目标与燃气比例阀3的当前电流B当前呈线性关系。
本实施例中，所述根据当前电流B当前计算目标风机虚拟扭矩值NJ目标，其包括：获取最大电流值Bmax、最小电流值Bmin、最大风机虚拟扭矩值NJmax和最小风机虚拟扭矩值NJmin；根据如下公式计算得到所述目标风机虚拟扭矩值NJ目标,
其中最大电流值Bmax、最小电流值Bmin、最大风机虚拟扭矩值NJmax和最小风机虚拟扭矩值NJmin为固定值或者预设值，由此可见，目标风机虚拟扭矩值NJ目标与燃气比例阀3的当前电流B当前呈线性关系。
本实施例中，如图3所示，燃气比例阀3的最小电流值Bmin，其对应最小风机虚拟扭矩值NJmin，即NJ目标等于NJmin；燃气比例阀3的最大电流值Bmax，其对应最大风机虚拟扭矩值NJmax，即NJ目标等于NJmax。当燃气比例阀3的电流控制范围在(Bmin,Bmax)，标定为风机的目标风机虚拟扭矩控制范围为(NJmin，NJmax)，从而实现根据燃气比例阀3的控制电流，通过计算自动匹配得到一个准确、可靠的目标风机虚拟扭矩值NJ目标，显著提高产品的自适应性。
如图4所示，优选地，所述最小风机虚拟扭矩值NJmin的获取，其包括：
S311：控制热水供应设备在参数设置模式下点火燃烧；
具体地，设备进入参数设置模式，主控制器4控制燃气比例阀3打开，并控制燃烧模块点火燃烧。
S312：调节风机控制量，以将风机的转速调低至最小转速Vmin；
具体地，通过风机转速采样电路来采样风机的当前转速V当前，以了解当前的风机转速情况。通过调整风机2的控制电压或者PWM控制信号来调节风机控制量，以将风机的当前转速V当前调低至最小转速Vmin。
S313：当风机转速达到最小转速Vmin时，记录风机的低端控制量FL和最小转速Vmin；
S314：根据最小转速Vmin和低端控制量FL，通过算法处理得到最小风机虚拟扭矩值NJmin；
S315：退出参数设置模式，并记录最小风机虚拟扭矩值NJmin。
由此可见，通过在参数设置模式，获得低端控制量FL和最小转速Vmin，并且通过换算得到最小风机虚拟扭矩值NJmin，提高了NJmin获取的准确可靠性。
如图5所示，优选地，所述最大风机虚拟扭矩值NJmax的获取，其包括：
S321：控制热水供应设备在参数设置模式下点火燃烧；
具体地，设备进入参数设置模式，主控制器4控制燃气比例阀3打开，并控制燃烧模块点火燃烧。
S322：调节风机控制量，以将风机的转速调高至最大转速Vmax；
具体地，通过风机转速采样电路来采样风机的当前转速V当前，以了解当前的风机转速情况。通过调整风机2的控制电压或者PWM控制信号来调节风机控制量，以将风机的当前转速V当前调高至最大转速Vmax。
S323：当风机转速达到最大转速Vmax时，记录风机的高端控制量FH和最大转速Vmax；
S324：根据最大转速Vmax和高端控制量FH，通过算法处理得到最大风机虚拟扭矩值NJmax；
S325：退出参数设置模式，并记录最大风机虚拟扭矩值NJmax。
由此可见，通过在参数设置模式，获得高端控制量FH和最大转速Vmax两个参数，并且通过换算得到最大风机虚拟扭矩值NJmax，提高了NJmax获取的准确可靠性。
在本实施例中，所述最大风机虚拟扭矩值NJmax和所述最小风机虚拟扭矩值NJmin的获取，可以在同一个流程中，按照先后顺序来获取，即控制热水供应设备在参数设置模式下点火燃烧后，先按照步骤S312-S314获得最小风机虚拟扭矩值NJmin，再按照步骤S322-S324获得最大风机虚拟扭矩值NJmax，最后退出参数设置模式，并记录NJmin和NJmax。反之，可以先按照步骤S322-S324获得最大风机虚拟扭矩值NJmax，再按照步骤S312-S314获得最小风机虚拟扭矩值NJmin。当然，NJmin和NJmax的获取，可以在不同流程中分别获取，这样，可以完全避免在后数据受到在先数据的干扰，进一步提高所获取数据的精准性。
优选地，在步骤S3中，所述根据当前转速V当前计算当前风机虚拟扭矩值NJCTL，其具体包括：获取风机的当前控制量F当前；根据当前转速V当前和当前控制量F当前，通过算法处理得到当前风机虚拟扭矩值NJCTL。
如图6所示，优选地，在步骤S4中，所述将当前风机虚拟扭矩值NJCTL与目标风机虚拟扭矩值NJ目标进行比较，并基于比较结果来确定是否调整风机控制量，其具体包括：
S41：判断目标风机虚拟扭矩值NJ目标是否大于当前风机虚拟扭矩值NJCTL；
S42：如果NJ目标＜NJCTL，则调低风机控制量，然后返回步骤S2；
S43：如果NJ目标＝NJCTL，则按照当前控制量F当前控制风机，然后返回步骤S2；
S44：如果NJ目标＞NJCTL，则调高风机控制量，然后返回步骤S2。
由此可见，通过比较当前风机虚拟扭矩值NHCTL与目标风机虚拟扭矩值NJ目标，可以精准确定风机控制量是否需要调低、调高或者维持，实现精准地自适应调节风机控制量，提高产品的抗风压能力。
如图7所述，优选地，所述调高风机控制量，然后返回步骤S2，其包括：
S411：获取风机的最高限制转速VXZ；
S412：判断当前转速V当前是否小于最高限制转速VXZ；
S413：如果V当前＜VXZ，则调高风机控制量，然后返回步骤S2；
S414：如果V当前≥VXZ，则发出报警信号并提示风压故障。
由此可见，在NJ目标＞NJCTL时，通过进一步比较当前转速V当前与最高限制转速VXZ，进而精准地确定是调高风机控制量，还是提示风压故障，提高产品的使用安全性和使用寿命。
优选地，在步骤S45中，所述风机的最高限制转速VXZ与当前电流B当前呈线性关系。本实施例中，所述获取风机的最高限制转速VXZ，其通过：获取最大电流值Bmax、最小电流值Bmin、风机的最大限制转速VXZ-max和风机的最小限制转速VXZ-min；根据如下公式计算得到最高限制转速VXZ，其中最大电流值Bmax、最小电流值Bmin、风机的最大限制转速VXZ-max和风机的最小限制转速VXZ-min为固定值或者预设值。如图8所示，本实施例中，燃气比例阀3的最小电流值Bmin，其对应最小限制转速VXZ-min；燃气比例阀3的最大电流值Bmax，其最大限制转速VXZ-max。当燃气比例阀3的电流控制范围在(Bmin,Bmax)，标定为风机的目标风机虚拟扭矩控制范围为(VXZ-min，VXZ-max)，从而实现根据燃气比例阀3的控制电流，通过计算自动匹配得到一个准确、可靠的最高限制转速VXZ，显著提高产品的自适应性。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.热水供应设备抗风压的控制方法，其特征在于，所述热水供应设备包括燃烧模块、风机、燃气比例阀和主控制器，所述控制方法包括如下步骤：
S1：控制热水供应设备在正常工作模式下点火燃烧；
S2：采样风机的当前转速V当前，获取燃气比例阀的当前电流B当前；
S3：根据如下公式计算目标风机虚拟扭矩值NJ目标，
式中，Bmax为最大电流值，Bmin为最小电流值，NJmax为最大风机虚拟扭矩值，NJmin为最小风机虚拟扭矩值；
并且获取风机的当前控制量F当前，根据当前转速V当前和当前控制量F当前通过算法处理得到当前风机虚拟扭矩值NJCTL；
S4：将当前风机虚拟扭矩值NJCTL与目标风机虚拟扭矩值NJ目标进行比较，并基于比较结果来确定是否调整风机控制量。
2.根据权利要求1所述的热水供应设备抗风压的控制方法，其特征在于，所述最小风机虚拟扭矩值NJmin的获取，其包括：
S311：控制热水供应设备在参数设置模式下点火燃烧；
S312：调节风机控制量，以将风机的转速调低至最小转速Vmin；
S313：当风机转速达到最小转速Vmin时，记录风机的低端控制量FL和最小转速Vmin；
S314：根据最小转速Vmin和低端控制量FL，通过算法处理得到最小风机虚拟扭矩值NJmin；
S315：退出参数设置模式，并记录最小风机虚拟扭矩值NJmin。
3.根据权利要求1所述的热水供应设备抗风压的控制方法，其特征在于，所述最大风机虚拟扭矩值NJmax的获取，其包括：
S321：控制热水供应设备在参数设置模式下点火燃烧；
S322：调节风机控制量，以将风机的转速调高至最大转速Vmax；
S323：当风机转速达到最大转速Vmax时，记录风机的高端控制量FH和最大转速Vmax；
S324：根据最大转速Vmax和高端控制量FH，通过算法处理得到最大风机虚拟扭矩值NJmax；
S325：退出参数设置模式，并记录最大风机虚拟扭矩值NJmax。
4.根据权利要求1所述的热水供应设备抗风压的控制方法，其特征在于，所述当前控制量F当前与风机的控制电压或者PWM控制信号成线性关系。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的热水供应设备抗风压的控制方法，其特征在于，所述将当前风机虚拟扭矩值NJCTL与目标风机虚拟扭矩值NJ目标进行比较，并基于比较结果来确定是否调整风机控制量，具体包括：
S41：判断目标风机虚拟扭矩值NJ目标是否大于当前风机虚拟扭矩值NJCTL；
S42：如果NJ目标＜NJCTL，则调低风机控制量，然后返回步骤S2；
S43：如果NJ目标＝NJCTL，则按照当前控制量F当前控制风机，然后返回步骤S2；
S44：如果NJ目标＞NJCTL，则调高风机控制量，然后返回步骤S2。
6.根据权利要求5所述的热水供应设备抗风压的控制方法，其特征在于，所述调高风机控制量，然后返回步骤S2，其包括：
S411：获取风机的最高限制转速VXZ；
S412：判断当前转速V当前是否小于最高限制转速VXZ；
S413：如果V当前＜VXZ，则调高风机控制量，然后返回步骤S2；
S414：如果V当前≥VXZ，则发出报警信号并提示风压故障。
7.根据权利要求6所述的热水供应设备抗风压的控制方法，其特征在于，所述获取风机的最高限制转速VXZ，其通过：
获取最大电流值Bmax、最小电流值Bmin、风机的最大限制转速VXZ-max和风机的最小限制转速VXZ-min；
根据如下公式计算得到最高限制转速VXZ，
8.根据权利要求1所述的热水供应设备抗风压的控制方法，其特征在于，所述热水供应设备为燃气热水器或者燃气壁挂炉。
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