CN114992875A - 一种燃气热水器及其控制方法、装置和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气热水器及其控制方法、装置和存储介质，控制方法包括以下步骤：S1，获取燃气热水器空气进气通道中的氧气含量与燃气进气通道中的燃气含量；S2，判断空气进气通道内的氧气含量与燃气进气通道内的燃气含量之间的比值与预设空燃比之间的误差是否在第一预设范围内，若是，维持当前燃烧状态，若否，执行步骤S3；S3，调整风机的功率和/或燃气阀的开度，使入燃烧室之前的实际空燃比与预设空燃比之间的误差落在第一预设范围内。本发明使进入燃烧室之前的实际空燃比与预设空燃比之间的误差落在第一预设范围内，不仅能够防患于未然，提高燃气热水器的安全性，而且使空燃比维持在理论值附近，达到最经济的燃烧效果。

Description

一种燃气热水器及其控制方法、装置和存储介质

技术领域

本发明属于燃气设备技术领域，具体地说，涉及一种燃气热水器及其控制方法、装置和存储介质。

背景技术

由于燃气热水器全预混燃烧遵循燃气与氧气按照某一理论质量比例混合燃烧，能实现燃料充分燃烧且减少有害气体排放。

目前市场上应用的大都为检测火焰状态，通过离子传感器检测燃烧状况，反馈信号传到电脑板，然后按需控制燃气供应量。

但是这种控制方式反映速度慢，控制精度低，会造成燃烧不充分或者空气过剩等现象。

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，提供一种燃气热水器的控制方法，通过对进气的氧气含量检测，配合与之对应的燃气量，实现燃气的最充分燃烧，达到理想的燃烧状态。

本发明还提供一种燃气热水器的控制装置，实现如上所述的燃气热水器的控制方法的步骤。

本发明还提供一种存储介质，实现如上所述的燃气热水器的控制方法的步骤。

本发明还提供一种燃气热水器，包括如上所述的燃气热水器的控制装置，或如上所述的存储介质。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种燃气热水器的控制方法，包括以下步骤：

S1，获取燃气热水器空气进气通道中的氧气含量与燃气进气通道中的燃气含量；

S2，判断所述空气进气通道内的氧气含量与所述燃气进气通道内的燃气含量之间的比值与预设空燃比之间的误差是否在第一预设范围内，若是，维持当前燃烧状态，若否，执行步骤S3；

S3，调整风机的功率和/或燃气阀的开度，使所述空气进气通道内的氧气含量与所述燃气进气通道内的燃气含量之间的比值与预设空燃比之间的误差落在所述第一预设范围内。

进一步的，步骤S3之后还包括：

S4，获取燃气热水器排气通道中的氧气含量，判断所述空气进气通道内的氧气含量与所述排气通道内的氧气含量之间的差值是否在第二预设范围内，若是，维持当前燃烧状态，若否，确定所述空气进气通道内的氧气含量与所述排气通道内的氧气含量之间的差值落在所述第二预设范围的上限外，则控制所述风机的功率减小，确定所述空气进气通道内的氧气含量与所述排气通道内的氧气含量之间的差值落在所述第二预设范围的下限外，则控制所述风机的功率增大。

进一步的，所述预设空燃比、第一预设范围和第二预设范围与所述燃气热水器的使用环境因素的变化而变化，且所述预设空燃比、第一预设范围和第二预设范围与所述燃气热水器的使用环境因素之间的对应关系储存在所述燃气热水器的主控制器中，或者储存在与所述燃气热水器通信连接的服务器中。

进一步的，步骤S1之前或者之后还包括：

获取所述燃气热水器所在区域的环境压力和/或环境湿度和/或环境温度，根据所述环境压力和/或环境湿度和/或环境温度调取所述预设空燃比。

一种燃气热水器的控制装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的燃气热水器的控制程序，所述燃气热水器的控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的燃气热水器的控制方法的步骤。

一种存储介质，所述存储介质上存储有燃气热水器的控制程序，所述燃气热水器的控制程序被处理器执行时实现如上所述的燃气热水器的控制方法的步骤。

一种燃气热水器，所述燃气热水器包括如上所述的燃气热水器的控制装置，或如上所述的存储介质。

进一步的，所述风机的进气口处设置有第一氧传感器，用于获取所述空气进气通道内的氧气含量；

所述燃气进气通道内设置有流量传感器，用于获取所述燃气进气通道内的燃气含量。

进一步的，所述第一氧传感器为极限电流型氧传感器。

进一步的，所述燃气热水器排气通道内设置有第二氧传感器，用于获取排气通道内的氧气含量。

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。

1、本发明根据实际情况适度调整风机的功率和/或燃气阀的开度，使所述空气进气通道内的氧气含量与所述燃气进气通道内的燃气含量之间的比值在进入燃烧室之前与预设空燃比之间的误差落在所述第一预设范围内，不仅能够防患于未然，提高燃气热水器的安全性，而且使空燃比维持在理论值附近，达到最经济的燃烧效果。

2、本发明除了检测进入燃烧室之前的空燃比，还进一步检测从燃烧室排出的燃烧之后的混合气体中的氧气含量，并将排气通道内的氧气含量与进气通道内的氧气含量之间的差值反馈至控制器，以使控制器根据反馈结构进一步调整风机的功率和/或燃气阀的开度，从而达到更好的燃烧效果。而且，还可以使控制器收到反馈后根据反馈结构评估先前的对于风机和/或燃气阀的调整量是否为最优调整方式。

3、本发明采用全闭环的控制逻辑相当于使燃气热水器学习了机器本身的结构特点，能够平衡不同机器由于制造、装配、安装等工艺的差异性。

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是本发明燃气热水器的控制方法的流程示意图；

图2是本发明燃气热水器的工作原理示意图。

图中：1、主控制器；2、流量传感器；3、第一氧传感器；4、第二氧传感器；5、燃气阀；6、风机。

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”、“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1和图2所示，本发明提供一种燃气热水器及其控制方法、装置和存储介质。

具体的，如图1所示，燃气热水器的控制方法包括以下步骤：

S1，获取燃气热水器空气进气通道中的氧气含量与燃气进气通道中的燃气含量；

S2，判断所述空气进气通道内的氧气含量与所述燃气进气通道内的燃气含量之间的比值与预设空燃比之间的误差是否在第一预设范围内，若是，维持当前燃烧状态，若否，执行步骤S3；

S3，调整风机6的功率和/或燃气阀5的开度，使所述空气进气通道内的氧气含量与所述燃气进气通道内的燃气含量之间的比值与预设空燃比之间的误差落在所述第一预设范围内。

详细的，空燃比是决定燃气热水器燃烧性能的重要参数，如果燃气热水器在运行的过程中能够在某一理想的空燃比数值附近燃烧，则能实现燃气的充分燃烧且减少有害气体排放，还能达到最经济的燃烧效果。

本发明的上述方法中，通过检测在进入燃烧室之前的燃气热水器空气进气通道中的氧气含量与燃气进气通道中的燃气含量，并判断当前时刻的空燃比与预设空燃比之间的误差是否在第一预设范围内，若是，说明当前的空燃比能够使燃气充分燃烧，若否，说明当前的空燃比或者不能使燃气充分燃烧，有可能出现燃烧不充分产生有害气体的情况；或者燃气热水器风机6功率过大造成燃气热水器用电量增大，从而需要较高的能耗，降低燃气热水器的经济性的情况。

此时，根据实际情况适度调整风机6的功率和/或燃气阀5的开度，使所述空气进气通道内的氧气含量与所述燃气进气通道内的燃气含量之间的比值在进入燃烧室之前与预设空燃比之间的误差落在所述第一预设范围内，不仅能够防患于未然，提高燃气热水器的安全性，而且使空燃比维持在理论值附近，达到最经济的燃烧效果。

详细的，当检测到当前时刻进入燃烧室之前的空燃比与预设空燃比之间的误差落在第一预设范围的上限外时，可适当降低风机6的功率控制风机6减少进风量和/或适当增大燃气阀5的开度增加燃气进量，维持在理论空燃比附近。当检测到当前时刻进入燃烧室之前的空燃比与预设空燃比之间的误差落在第一预设范围的下限外时，可适当增大风机6的功率控制风机6加大进风量和/或适当减小燃气阀5的开度减少燃气进量，维持在理论空燃比附近。

需要说明的是，在进行上述调整的过程中还需结合用户的热需求选择调整风机6的功率还是调整燃气阀5的开度。

优选的，当检测到当前时刻进入燃烧室之前的空燃比与预设空燃比之间的误差落在第一预设范围的外，优先调整风机6的功率，以满足用户正常的热需求。

上述方案中，通过在所述风机6的进气口处设置极限电流型氧传感器检测燃气热水器空气进气通道中的氧气含量。极限电流型氧传感器的响应速度快，检测精度高，能够满足本发明对于检测在进入燃烧室之前的燃气热水器空气进气通道中的氧气含量的要求。

进一步的，上述方案中的所述预设空燃比和第一预设范围与所述燃气热水器的使用环境因素的变化而变化，且所述预设空燃比和第一预设范围与所述燃气热水器的使用环境因素之间的对应关系储存在所述燃气热水器的主控制器1中，或者储存在与所述燃气热水器通信连接的服务器中。

具体的，可以通过在实验室测试获得最佳的理论空燃比和第一预设范围，使得燃气和空气的质量比达到最佳的燃烧效果，加热效果好，然后将最佳的理论空燃比和第一预设范围预存在燃气热水器的主控制器1中，或者储存在与所述燃气热水器通信连接的服务器中作为预设空燃比和预设的第一预设范围。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，步骤S3之后还包括：

S4，获取燃气热水器排气通道中的氧气含量，判断所述空气进气通道内的氧气含量与所述排气通道内的氧气含量之间的差值是否在第二预设范围内，若是，维持当前燃烧状态，若否，确定所述空气进气通道内的氧气含量与所述排气通道内的氧气含量之间的差值落在所述第二预设范围的上限外，则控制所述风机6的功率减小，确定所述空气进气通道内的氧气含量与所述排气通道内的氧气含量之间的差值落在所述第二预设范围的下限外，则控制所述风机6的功率增大。

具体的，如图2所示，本发明除了检测进入燃烧室之前的空燃比，还进一步检测从燃烧室排出的燃烧之后的混合气体中的氧气含量，并将排气通道内的氧气含量与进气通道内的氧气含量之间的差值反馈至控制器，以使控制器根据反馈结构进一步调整风机6和/或燃气阀5，从而达到更好的燃烧效果。而且，还可以使控制器收到反馈后根据反馈结构评估先前的对于风机6和/或燃气阀5的调整量是否为最优调整方式。

这是由于燃气热水器本身并不是一个完全封闭的结构，燃烧室内的大部分空气来自于风机6的供给，但是也有少量空气由燃气热水器外壳上设置的各种开口进入。因此，上述方案中，排气通道内的氧气含量实质上构成了对风机6和/或燃气阀5的调整量的反馈结果，使得对于风机6和/或燃气阀5的控制为一个全闭环的控制逻辑，提高了控制精度。

此外，上述全闭环的控制逻辑还相当于使燃气热水器学习了机器本身的结构特点，能够平衡不同机器由于制造、装配、安装等工艺的差异性。

上述方案中的所述第二预设范围也与所述燃气热水器的使用环境因素的变化而变化，且所述第二预设范围与所述燃气热水器的使用环境因素之间的对应关系储存在所述燃气热水器的主控制器1中，或者储存在与所述燃气热水器通信连接的服务器中。

进一步的方案中，步骤S1之前或者之后还包括：

获取所述燃气热水器所在区域的环境压力和/或环境湿度和/或环境温度，根据所述环境压力和/或环境湿度和/或环境温度调取所述预设空燃比。

详细的，燃气热水器上可以设置获取环境压力的压力传感器以及温湿度传感器，或者，燃气热水器可通过与其无线连接的智能终端，例如智能手机、平板电脑等获得。

上述方案，可进一步提高燃气热水器的控制精度，达到理想的燃烧状态。

在本发明的一些实施例中还提供一种燃气热水器的控制装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的燃气热水器的控制程序，所述燃气热水器的控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的燃气热水器的控制方法的步骤。

本发明的一些实施例中还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有燃气热水器的控制程序，所述燃气热水器的控制程序被处理器执行时实现如上所述的燃气热水器的控制方法的步骤。

上述燃气热水器的控制装置或存储介质的实施方式参照上述实施例，由于本燃气热水器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明的一些实施例中还提供一种燃气热水器，所述燃气热水器包括如上所述的燃气热水器的控制装置，或如上所述的存储介质。

此外，如图2所示，所述风机6的进气口处设置有第一氧传感器3，用于获取所述空气进气通道内的氧气含量；所述燃气进气通道内设置有流量传感器2，用于获取所述燃气进气通道内的燃气含量。

优选的，所述第一氧传感器3为极限电流型氧传感器，极限电流型氧传感器的响应速度快，检测精度高，能够满足本发明对于检测在进入燃烧室之前的燃气热水器空气进气通道中的氧气含量的要求。

进一步的，所述燃气热水器排气通道内设置有第二氧传感器4，用于获取排气通道内的氧气含量。

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 (10)

1.一种燃气热水器的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，获取燃气热水器空气进气通道中的氧气含量与燃气进气通道中的燃气含量；

S2，判断所述空气进气通道内的氧气含量与所述燃气进气通道内的燃气含量之间的比值与预设空燃比之间的误差是否在第一预设范围内，若是，维持当前燃烧状态，若否，执行步骤S3；

S3，调整风机的功率和/或燃气阀的开度，使所述空气进气通道内的氧气含量与所述燃气进气通道内的燃气含量之间的比值与预设空燃比之间的误差落在所述第一预设范围内。

2.根据权利要求1所述的一种燃气热水器的控制方法，其特征在于：

步骤S3之后还包括：

S4，获取燃气热水器排气通道中的氧气含量，判断所述空气进气通道内的氧气含量与所述排气通道内的氧气含量之间的差值是否在第二预设范围内，若是，维持当前燃烧状态，若否，确定所述空气进气通道内的氧气含量与所述排气通道内的氧气含量之间的差值落在所述第二预设范围的上限外，则控制所述风机的功率减小，确定所述空气进气通道内的氧气含量与所述排气通道内的氧气含量之间的差值落在所述第二预设范围的下限外，则控制所述风机的功率增大。

3.根据权利要求2所述的一种燃气热水器的控制方法，其特征在于：

所述预设空燃比、第一预设范围和第二预设范围与所述燃气热水器的使用环境因素的变化而变化，且所述预设空燃比、第一预设范围和第二预设范围与所述燃气热水器的使用环境因素之间的对应关系储存在所述燃气热水器的主控制器中，或者储存在与所述燃气热水器通信连接的服务器中。

4.根据权利要求3所述的一种燃气热水器的控制方法，其特征在于：

步骤S1之前或者之后还包括：

获取所述燃气热水器所在区域的环境压力和/或环境湿度和/或环境温度，根据所述环境压力和/或环境湿度和/或环境温度调取所述预设空燃比。

5.一种燃气热水器的控制装置，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的燃气热水器的控制程序，所述燃气热水器的控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的燃气热水器的控制方法的步骤。

6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有燃气热水器的控制程序，所述燃气热水器的控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的燃气热水器的控制方法的步骤。

7.一种燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器包括如权利要求5所述的燃气热水器的控制装置，或如权利要求6所述的存储介质。

8.根据权利要求7所述的一种燃气热水器，其特征在于：

所述风机的进气口处设置有第一氧传感器，用于获取所述空气进气通道内的氧气含量；

所述燃气进气通道内设置有流量传感器，用于获取所述燃气进气通道内的燃气含量。

9.根据权利要求8所述的一种燃气热水器，其特征在于：

所述第一氧传感器为极限电流型氧传感器。

10.根据权利要求7-9任一所述的一种燃气热水器，其特征在于：

所述燃气热水器排气通道内设置有第二氧传感器，用于获取排气通道内的氧气含量。

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