CN113237236B - 一种燃气热水器的智能燃烧控制方法及工作系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃气热水器的智能燃烧控制方法，实时获取燃气热水器排放烟气中CO的浓度N，将N分别与CO安全浓度值N0、CO浓度普通超标阈值N1进行比较，其中N1＞N0；如果N＞N1，则控制关闭燃气热水器中的燃气比例阀；如果N0≤N≤N1，则匹配调节燃气热水器中的风机转速和/或燃气比例阀电流，控制降低CO浓度降至N0以下，控制输出水温维持在设置水温的允许波动范围内；如果N＜N0，则控制燃气正常工作。该方法保证了热水器的使用安全，同时也尽可能保证燃气热水器正常进行工作，调节灵活性高，提高用户体验。本发明还涉及应用该方法的燃气热水器工作系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃气热水器的智能燃烧控制方法，本发明还涉及一种应用该智能燃烧控制方法的燃气热水器工作系统。
背景技术
目前市场上的燃气热水器会出现夏季烟气超标的现象，原因是由于夏季温度比较高，空气密度变小，鼓风机向燃气热水器的燃烧室鼓入同等体积的空气时，相同体积空气内的氧含量较冬季偏低，导致燃气出现燃烧不完全的现象，进而会导致CO超标等烟气超标的情况发生，一方面会存在人员安全有隐患，另一方面会造成大气污染。
针对前述问题，当前的解决办法利用烟气分析仪对抽检机器进行测试，如果发现烟气超标的情况，再针对产品进行季节性的性能参数调整，这种调整方法灵活性差，且针对已经销售的产品进行参数调整的成本高。且燃气热水器也会因应用环境不同而导致存在产生CO的不确定性，使用隐患大。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种能够在使用过程中自主解决CO超标的情况，保证烟气指标和恒温性均能满足要求的燃气热水器的智能燃烧控制方法。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种安全性更好，使用性能更好的燃气热水器工作系统。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种燃气热水器的智能燃烧控制方法，其特征在于：实时获取燃气热水器排放烟气中CO的浓度N，将N分别与CO安全浓度值N0、CO浓度普通超标阈值N1进行比较，其中N1＞N0；如果N＞N1，则控制关闭燃气热水器中的燃气比例阀；如果N0≤N≤N1，则匹配调节燃气热水器中的风机转速和/或燃气比例阀电流，控制降低CO浓度降至N0以下，控制输出水温维持在设置水温的允许波动范围内；如果N＜N0，则控制燃气正常工作。
作为改进，在N0≤N≤N1的情况下，将燃气热水器的实际出水温度T与燃气热水器的设定出水温度T0进行比较，如果∣T－T0∣≤a℃，则进行SA1～SA3；如果∣T－T0∣＞a℃，则进行SB1～SB7；其中a为满足出水恒温性的温度波动阈值，a＞0；
SA1、判断是否有火焰；如果有则进行SA2，如果无则进行SA3；
SA2、提高风机转速；
SA3、进行熄火报警；
SB1、如果T－T0＞a℃，则进行SB2；如果T0－T＞a℃，则进行SB5；
SB2、判断是否具有风压，如果有则进行SB3；如果无则进行SB4；
SB3、降低风机转速和比例阀电流，控制输出水温维持在设置水温的允许波动范围内；
SB4、减小比例阀开度，降低负荷，进而控制输出水温维持在设置水温的允许波动范围内；
SB5、判断是否具有风压，如果有则进行SB6；如果无则进行SB7；
SB6、按照设定的大调解量提升风机转速和比例阀电流，进而控制输出水温维持在设置水温的允许波动范围内；
SB7、按照设定的小调解量提升风机转速和比例阀电流，进而控制输出水温维持在设置水温的允许波动范围内。
优选地，需要减小风机转速时，按照100rpm/min的周期调节梯度逐步减小风机转速；
需要减小比例阀电流时，按照5mA的周期调节梯度来逐步减小比例阀电流。
优选地，在需要提高燃气热水器工作负荷时，判断燃气热水器的风压情况；
S6，按照200rpm/min的周期调节梯度来逐步提高风机转速；需要提高比例阀电流时，按照10mA的周期调节梯度来逐步提高比例阀电流；
S7中，按照100rpm/min的周期调节梯度来逐步提高风机转速；需要提高比例阀电流时，按照5mA的周期调节梯度来逐步提高比例阀电流。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应用前述的燃气热水器的智能燃烧控制方法的燃气热水器，包括具有排烟管和出水管的本体，所述本体内设置有风机，所述本体内还设置有控制燃气量的比例阀，其特征在于：所述排烟管内设置有用于检测排出烟气中CO浓度的CO浓度传感器，所述出水管内设置有用于检测出水温度的温度传感器。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的燃气热水器的智能燃烧控制方法，能够自动发现烟气中CO浓度超标的情况，并针对CO浓度超标的情况控制燃气热水器调节工作参数或者停机，保证了热水器的使用安全，同时也尽可能保证燃气热水器正常进行工作，调节灵活性高，提高用户体验。而应用了该方法的燃气热水器工作系统智能化程度高，使用安全且体验好。
附图说明
图1为本发明实施例中燃气热水器的智能燃烧控制方法的主流程图。
图2为本发明实施例中燃气热水器的智能燃烧控制方法的子流程0的流程图。
图3为本发明实施例中燃气热水器的智能燃烧控制方法的子流程1的流程图。
图4为本发明实施例中燃气热水器的智能燃烧控制方法的子流程2的流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例中的燃气热水器的智能燃烧控制方法，可以应用在下述的燃气热水器工作系统中。该燃气热水器包括具有排烟管和出水管的本体，本体内设置有风机，本体内还设置有控制燃气量的比例阀，排烟管内设置有用于检测排出烟气中CO浓度的CO浓度传感器，出水管内设置有用于检测出水温度的温度传感器。排烟管内设置有用于检测排出烟气中CO浓度的CO浓度传感器，出水管内设置有用于检测出水温度的温度传感器。燃气热水器中风机、比例的工作原理同现有技术。并且燃气热水器中还设置有控制电路板，该控制电路板分别与风机、比例阀、CO浓度传感器、温度传感器电信号连接，接收这些部件的工作数据，还控制这些部件的工作。
该燃气热水器的智能燃烧控制方法为：实时获取燃气热水器排放烟气中CO的浓度N，将N分别与CO安全浓度值N0、CO浓度普通超标阈值N1进行比较，其中N1＞N0；如果N＞N1，则控制关闭燃气热水器中的燃气比例阀；如果N0≤N≤N1，则匹配调节燃气热水器中的风机转速和/或燃气比例阀电流，控制降低CO浓度降至N0以下，控制输出水温维持在设置水温的允许波动范围内；如果N＜N0，则控制燃气正常工作。
如图1至图4所示，该燃气热水器的智能燃烧控制方法的具体包括以下步骤。
步骤1、开始，初始化参数；
步骤2、实时获取燃气热水器排放烟气中CO的浓度N，将N分别与CO安全浓度值N0、CO浓度普通超标阈值N1进行比较，判断CO浓度超标情况；
具体地，CO安全浓度值N0可以根据燃气热水器国标GB6932-2015确定，并且根据燃气热水器国标GB6932-2015的规定，在有风状态下，CO安全浓度值会有提升。在无风状态下的燃烧工况：强排热水器对应的CO安全浓度值为φ(COα＝1)≤0.06％，平衡热水器对应的CO安全浓度值为φ(COα＝1)≤0.10％。在有风状态下的燃烧工况：平衡热水器对应的CO安全浓度值为φ(COα＝1)≤0.14％；
本实施例中，该CO安全浓度值N0为无风状态下的CO安全浓度阈值；
如果N＞N1，则判断CO浓度严重超标，进入步骤3；
如果N0≤N≤N1，则判断CO浓度普通超标，进入步骤4；
如果N＜N0，则判断CO浓度处于安全浓度范围内，进入步骤5；
步骤3、进行CO浓度严重超标报警，关闭比例阀，控制燃气热水器停止工作；
步骤4、根据用户设定确定是否提示CO浓度普通超标，如果用户设定需要提示，则进行CO浓度普通超标提示，如果用户设定不需要进行提示，则不进行CO浓度普通超标提示；然后进入步骤6；
步骤5、正常燃烧，则返回步骤2；
步骤6、采集获取燃气热水器的实际出水温度T，将燃气热水器的实际出水温度T与燃气热水器的设定出水温度T0进行比较，如果∣T－T0∣≤a℃，则进行子流程0的步骤SA1～SA3；如果∣T－T0∣＞a℃，则进行包含子流程1和子流程2的SB1～SB7；其中a为满足出水恒温性的温度波动阈值，a＞0，本实施例中a＝2℃；
SA1、判断是否有火焰；如果有则进行SA2，如果无则进行SA3；
SA2、提高风机转速，增大鼓入燃气热水器中的氧气含量，进而使得燃烧更加宠而充分，根据需要设定风机转速的单位调节量，如可以按照100rpm/min的周期调节梯度来逐步提高风机转速，进而返回主流程的步骤2；
SA3、控制燃气热水器停止工作，并进行熄火报警；
SB1、如果T－T0＞a℃，则进行子流程1步骤SB2～SB4；如果T0－T＞a℃，则进行子流程2的步骤SB5～SB7；
SB2、判断是否具有风压，如果有则进行SB3；如果无则进行SB4；
SB3、因为CO仅处于普通超标的范围内，而因为有风压，则当前CO浓度数据可能处于风压情况下的安全浓度范围内，或者略微超过风压情况下的CO安全浓度范围内，因此，此情况下的CO浓度安全性高，此时应该首要调节出水温度来满足用户需求；
因此通过降低风机转速和比例阀电流而达到降低燃烧负荷的目的，进而控制输出水温降低至设置水温的允许波动范围内；本实施例中，需要减小风机转速时，按照100rpm/min的周期调节梯度逐步减小风机转速；需要减小比例阀电流时，按照5mA的周期调节梯度来逐步减小比例阀电流；进而返回主流程的步骤2；
SB4、此时在无风的情况下出水温度高，并且CO浓度普通超标，则说明燃烧过程中燃气含量高，导致燃气燃烧不充分，此时则控制减小比例阀开度，降低负荷，进而控制输出水温维持在设置水温的允许波动范围内；本实施例中按照5mA的周期调节梯度来逐步减小比例阀电流，进而返回主流程的步骤2；
SB5、判断是否具有风压，如果有则进行SB6；如果无则进行SB7；
SB6、因为CO仅处于普通超标的范围内，而因为有风压，则当前CO浓度数据可能处于风压情况下的安全浓度范围内，或者略微超过风压情况下的CO安全浓度范围内，因此，此情况下的CO浓度安全性高，此时应该首要调节出水温度来满足用户需求；
因此按照设定的大调解量提升风机转速和比例阀电流达到提升燃烧负荷的目的，进而控制输出水温升至设置水温的允许波动范围内；本实施例中按照200rpm/min的周期调节梯度来逐步提高风机转速；需要提高比例阀电流时，按照10mA的周期调节梯度来逐步提高比例阀电流，进而返回主流程的步骤2；
SB7、按照设定的小调解量提升风机转速和比例阀电流，进而控制输出水温维持在设置水温的允许波动范围内；本实施例中按照100rpm/min的周期调节梯度来逐步提高风机转速；需要提高比例阀电流时，按照5mA的周期调节梯度来逐步提高比例阀电流，进而返回主流程的步骤2。
本发明中的燃气热水器的智能燃烧控制方法，能够自动发现烟气中CO浓度超标的情况，并针对CO浓度超标的情况控制燃气热水器调节工作参数或者停机，保证了热水器的使用安全，同时也尽可能保证燃气热水器正常进行工作，调节灵活性高，提高用户体验。而应用了该方法的燃气热水器智能化程度高，使用安全且体验好。
Claims (4)
1.一种燃气热水器的智能燃烧控制方法，其特征在于：实时获取燃气热水器排放烟气中CO的浓度N，将N分别与CO安全浓度值N0、CO浓度普通超标阈值N1进行比较，其中N1＞N0；如果N＞N1，则控制关闭燃气热水器中的燃气比例阀；如果N0≤N≤N1，则匹配调节燃气热水器中的风机转速和/或燃气比例阀电流，控制降低CO浓度降至N0以下，控制输出水温维持在设置水温的允许波动范围内；如果N＜N0，则控制燃气正常工作；
在N0≤N≤N1的情况下，将燃气热水器的实际出水温度T与燃气热水器的设定出水温度T0进行比较，如果∣T－T0∣≤a℃，则进行SA1～SA3；如果∣T－T0∣＞a℃，则进行SB1～SB7；其中a为满足出水恒温性的温度波动阈值，a＞0；
SA1、判断是否有火焰；如果有则进行SA2，如果无则进行SA3；
SA2、提高风机转速；
SA3、进行熄火报警；
SB1、如果T－T0＞a℃，则进行SB2；如果T0－T＞a℃，则进行SB5；
SB2、判断是否具有风压，如果有则进行SB3；如果无则进行SB4；
SB3、降低风机转速和比例阀电流，控制输出水温维持在设置水温的允许波动范围内；
SB4、减小比例阀开度，降低负荷，进而控制输出水温维持在设置水温的允许波动范围内；
SB5、判断是否具有风压，如果有则进行SB6；如果无则进行SB7；
SB6、按照设定的大调解量提升风机转速和比例阀电流，进而控制输出水温维持在设置水温的允许波动范围内；
SB7、按照设定的小调解量提升风机转速和比例阀电流，进而控制输出水温维持在设置水温的允许波动范围内。
2.根据权利要求1所述的燃气热水器的智能燃烧控制方法，其特征在于：需要减小风机转速时，按照100rpm/min的周期调节梯度逐步减小风机转速；
需要减小比例阀电流时，按照5mA的周期调节梯度来逐步减小比例阀电流。
3.根据权利要求1或2所述的燃气热水器的智能燃烧控制方法，其特征在于：在需要提高燃气热水器工作负荷时，判断燃气热水器的风压情况；
S6，按照200rpm/min的周期调节梯度来逐步提高风机转速；需要提高比例阀电流时，按照10mA的周期调节梯度来逐步提高比例阀电流；
S7中，按照100rpm/min的周期调节梯度来逐步提高风机转速；需要提高比例阀电流时，按照5mA的周期调节梯度来逐步提高比例阀电流。
4.一种应用如权利要求1至3任一权利要求所述的燃气热水器的智能燃烧控制方法的燃气热水器工作系统，包括具有排烟管和出水管的本体，所述本体内设置有风机，所述本体内还设置有控制燃气量的比例阀，其特征在于：所述排烟管内设置有用于检测排出烟气中CO浓度的CO浓度传感器，所述出水管内设置有用于检测出水温度的温度传感器。
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