CN116772422A - 一种智能燃气比例阀的控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供智能燃气比例阀的控制方法和系统，基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量，以此控制燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态，保证燃气比例阀能够为热水器进行持续的燃气和空气供应；还基于与热水器对应的出水端口的水输出状态信息，判断是否需要调整热水器的火力，并以火力大小调整目标值为基准，调整燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态，有效提高热水器对燃气的利用效率，同时也能保证燃气比例阀对燃气供应的精确调整；并对热水器的排气管的废气状态数据进行分析，判断热水器的废气排放是否异常，以此调整燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态。

Description

一种智能燃气比例阀的控制方法和系统

技术领域

本发明涉及燃气传输控制的领域，尤其涉及智能燃气比例阀的控制方法和系统。

背景技术

燃气比例阀作为热水器的核心部件，其能够调节进入到热水器内部的燃气和空气比例，从而调整热水器的火力大小。现有热水器都采用微型计算机进行控制，并且热水器的燃气比例阀通常采用电磁阀来独立控制燃气和空气的输入量，当热水器被设定相应的水温值后，微型计算机会根据设定的水温值和热水器的输出热水流量实时调整燃气比例阀，通过改变燃气和空气的输入量，来增大或减小热水器的火力，保证热水器输出的热水水温能够与设定的水温值相一致。上述方式只能以水温为依据对燃气比例阀进行控制，并不能对热水器整体工作的稳定性和安全性进行有效全面的控制。因此对燃气比例阀进行多方面的控制不仅能够保证热水器的正常稳定供应热水，还能保证燃气的有效燃烧和热水器的工作安全。

发明内容

本发明的目的在于提供智能燃气比例阀的控制方法和系统，其基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量，以此控制燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态，保证燃气比例阀能够为热水器进行持续的燃气和空气供应；还基于与热水器对应的出水端口的水输出状态信息，判断是否需要调整热水器的火力，并以火力大小调整目标值为基准，调整燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态，有效提高热水器对燃气的利用效率，同时也能保证燃气比例阀对燃气供应的精确调整；并对热水器的排气管的废气状态数据进行分析，判断热水器的废气排放是否异常，以此调整燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态，防止热水器内部燃气燃烧不充分或废气无法正常排放导致一氧化碳中毒事件发生，对燃气比例阀进行多方面的控制不仅能够保证热水器的正常稳定供应热水，还能保证燃气的有效燃烧和热水器的工作安全。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种智能燃气比例阀的控制方法，包括：

基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量；基于所述初始燃气供应流量，向燃气比例阀发送第一控制指令，使所述燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态；

获取出水端口的水输出状态信息，基于所述热水输出状态信息，判断是否需要调整所述热水器的火力大小；基于所述热水器的火力大小调整目标值，向所述燃气比例阀发送第二控制指令，调整所述燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态；

获取所述热水器的排气管的废气状态数据，对所述废气状态数据进行分析，判断所述热水器当前是否处于废气排放异常状态；当所述热水器处于废气排放异常状态，则调整所述燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态。

可选地，基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量；基于所述初始燃气供应流量，向燃气比例阀发送第一控制指令，使所述燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态，包括：

基于热水器的进水端输入的冷水温度以及所述热水器的目标水温设定值，确定将所述进水端输入的单位体积冷水加热成所述目标水温设定值对应所需燃烧的燃气体积值；再基于所述进水端对应的冷水输入流量和所述燃气体积值，确定所述热水器在所述目标水温设定值对应的工作模式下的初始燃气供应流量；

基于所述初始燃气供应流量和所述燃气比例阀的燃气进气阀的阀门开度改变灵敏度，向所述燃气比例阀发送第一控制指令，使所述燃气进气阀处于相应的初始开度状态；其中，所述阀门开度改变灵敏度是指所述燃气进气阀的阀门开度单次允许改变的最小值。

可选地，基于所述初始燃气供应流量和所述燃气比例阀的燃气进气阀的阀门开度改变灵敏度，向所述燃气比例阀发送第一控制指令，使所述燃气进气阀处于相应的初始开度状态，包括：

步骤S1，利用下面公式(1)，根据所述初始燃气供应流量和所述初始燃气供应对应的燃气流速，得到所述燃气进气阀的理论开度值，

在上述公式(1)中，θ表示所述燃气进气阀的理论开度值；Q表示所述初始燃气供应流量；X表示所述初始燃气供应对应的燃气流速；R表示所述燃气进气阀处于完全开度状态下的管道半径值；

步骤S2，利用下面公式(2)，根据所述燃气进气阀的理论开度值和所述阀门开度改变灵敏度，判断所述燃气进气阀是否需要浮动变化，

在上述公式(2)中，E表示判断所述燃气进气阀是否需要浮动变化的判定值；表示所述阀门开度改变灵敏度；/>表示对/>取余；

若E＝1，则表示所述燃气进气阀需要进行浮动变化，则先将所述燃气进气阀的开度调整至然后对所述开度值进行+1°-1°的变化调整，其中/>表示将括号内的数值进行向下取整；

若E＝0，则表示所述燃气进气阀不需要进行浮动变化，则直接按照所述燃气进气阀的理论开度值对所述燃气进气阀进行控制；

步骤S3，当所述燃气进气阀需要进行浮动变化，则利用下面公式(3)，根据所述燃气进气阀的理论开度值和所述阀门开度改变灵敏度，确定所述浮动变化的改变速度值，

在上述公式(3)中，Δv₊表示对所述阀门的开度值进行+1°的变化调整改变速度值；其中Δv_-表示对所述阀门的开度值进行-1°的变化调整改变速度值；v_max表示所述浮动变化的最大改变速度值；f{ }表示非负检验函数，若括号内的数值大于或等于0，则非负检验函数的函数值为1，若括号内的数值小于0，则非负检验函数的函数值为0。

可选地，获取出水端口的水输出状态信息，基于所述热水输出状态信息，判断是否需要调整所述热水器的火力大小；基于所述热水器的火力大小调整目标值，向所述燃气比例阀发送第二控制指令，调整所述燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态，包括：

获取出水端口连接的所述热水器的热水输出管的输出热水温度和输出热水流量，以及所述出水端口连接的冷水管的输出冷水温度和输出冷水流量；基于所述输出热水温度、所述输出热水流量、所述输出冷水温度和所述输出冷水流量，判断所述出水端口将热水和冷水混合后最终输出的混合水是否存在水温不稳定情况；若存在水温不稳定情况，则判断需要增大所述热水器的火力大小；

基于所述输出热水温度和所述目标水温设定值之间的温度差值以及所述输出热水流量，确定所述热水器的火力大小调整目标值；再基于所述火力大小调整目标值，向所述燃气比例阀发送第二控制指令，增大所述燃气比例阀的燃气进气阀的开度。

可选地，获取所述热水器的排气管的废气状态数据，对所述废气状态数据进行分析，判断所述热水器当前是否处于废气排放异常状态；当所述热水器处于废气排放异常状态，则调整所述燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态，包括：

获取所述热水器的排气管的输出废气速度和输出废气中一氧化碳的浓度，若所述输出废气速度小于预设速度阈值或者一氧化碳的浓度大于预设浓度阈值，则判断所述热水器当前处于废气排放异常状态；

当所述热水器处于废气排放异常状态，则减小所述燃气进气阀的开度和增大空气进气阀的开度，以使所述排气管输出废气中一氧化碳的浓度降低至预设浓度阈值以下。

一种智能燃气比例阀的控制系统，包括：

初始燃气供应流量确定模块，用于基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量；

燃气比例阀调整模块，用于基于所述初始燃气供应流量，向燃气比例阀发送第一控制指令，使所述燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态；

火力状态判断模块，用于获取出水端口的水输出状态信息，基于所述热水输出状态信息，判断是否需要调整所述热水器的火力大小；

所述燃气比例阀调整模块，还用于基于所述热水器的火力大小调整目标值，向所述燃气比例阀发送第二控制指令，调整所述燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态；

废气排放状态判断模块，用于获取所述热水器的排气管的废气状态数据，对所述废气状态数据进行分析，判断所述热水器当前是否处于废气排放异常状态；

所述燃气比例阀调整模块，还用于当所述热水器处于废气排放异常状态，则调整所述燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态。

可选地，所述初始燃气供应流量确定模块用于基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量，包括：

基于热水器的进水端输入的冷水温度以及所述热水器的目标水温设定值，确定将所述进水端输入的单位体积冷水加热成所述目标水温设定值对应所需燃烧的燃气体积值；再基于所述进水端对应的冷水输入流量和所述燃气体积值，确定所述热水器在所述目标水温设定值对应的工作模式下的初始燃气供应流量；

所述燃气比例阀调整模块用于基于所述初始燃气供应流量，向燃气比例阀发送第一控制指令，使所述燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态，包括：

基于所述初始燃气供应流量和所述燃气比例阀的燃气进气阀的阀门开度改变灵敏度，向所述燃气比例阀发送第一控制指令，使所述燃气进气阀处于相应的初始开度状态；其中，所述阀门开度改变灵敏度是指所述燃气进气阀的阀门开度单次允许改变的最小值。

可选地，所述火力状态判断模块用于获取出水端口的水输出状态信息，基于所述热水输出状态信息，判断是否需要调整所述热水器的火力大小，包括：

获取出水端口连接的所述热水器的热水输出管的输出热水温度和输出热水流量，以及所述出水端口连接的冷水管的输出冷水温度和输出冷水流量；基于所述输出热水温度、所述输出热水流量、所述输出冷水温度和所述输出冷水流量，判断所述出水端口将热水和冷水混合后最终输出的混合水是否存在水温不稳定情况；若存在水温不稳定情况，则判断需要增大所述热水器的火力大小；

所述燃气比例阀调整模块还用于基于所述热水器的火力大小调整目标值，向所述燃气比例阀发送第二控制指令，调整所述燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态，包括：

基于所述输出热水温度和所述目标水温设定值之间的温度差值以及所述输出热水流量，确定所述热水器的火力大小调整目标值；再基于所述火力大小调整目标值，向所述燃气比例阀发送第二控制指令，增大所述燃气比例阀的燃气进气阀的开度。

可选地，所述废气排放状态判断模块用于获取所述热水器的排气管的废气状态数据，对所述废气状态数据进行分析，判断所述热水器当前是否处于废气排放异常状态，包括：

获取所述热水器的排气管的输出废气速度和输出废气中一氧化碳的浓度，若所述输出废气速度小于预设速度阈值或者一氧化碳的浓度大于预设浓度阈值，则判断所述热水器当前处于废气排放异常状态；

所述燃气比例阀调整模块还用于当所述热水器处于废气排放异常状态，则调整所述燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态，包括：

当所述热水器处于废气排放异常状态，则减小所述燃气进气阀的开度和增大空气进气阀的开度，以使所述排气管输出废气中一氧化碳的浓度降低至预设浓度阈值以下。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本申请提供的智能燃气比例阀的控制方法和系统基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量，以此控制燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态，保证燃气比例阀能够为热水器进行持续的燃气和空气供应；还基于与热水器对应的出水端口的水输出状态信息，判断是否需要调整热水器的火力，并以火力大小调整目标值为基准，调整燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态，有效提高热水器对燃气的利用效率，同时也能保证燃气比例阀对燃气供应的精确调整；并对热水器的排气管的废气状态数据进行分析，判断热水器的废气排放是否异常，以此调整燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态，防止热水器内部燃气燃烧不充分或废气无法正常排放导致一氧化碳中毒事件发生，对燃气比例阀进行多方面的控制不仅能够保证热水器的正常稳定供应热水，还能保证燃气的有效燃烧和热水器的工作安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。其中：

图1为本发明提供的一种智能燃气比例阀的控制方法的流程示意图。

图2为本发明提供的一种智能燃气比例阀的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1所示，本申请一实施例提供的一种智能燃气比例阀的控制方法包括：

基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量；基于该初始燃气供应流量，向燃气比例阀发送第一控制指令，使该燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态；

获取出水端口的水输出状态信息，基于该热水输出状态信息，判断是否需要调整该热水器的火力大小；基于该热水器的火力大小调整目标值，向该燃气比例阀发送第二控制指令，调整该燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态；

获取该热水器的排气管的废气状态数据，对该废气状态数据进行分析，判断该热水器当前是否处于废气排放异常状态；当该热水器处于废气排放异常状态，则调整该燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态。

上述实施例的有益效果，该智能燃气比例阀的控制方法基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量，以此控制燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态，保证燃气比例阀能够为热水器进行持续的燃气和空气供应；还基于与热水器对应的出水端口的水输出状态信息，判断是否需要调整热水器的火力，并以火力大小调整目标值为基准，调整燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态，有效提高热水器对燃气的利用效率，同时也能保证燃气比例阀对燃气供应的精确调整；并对热水器的排气管的废气状态数据进行分析，判断热水器的废气排放是否异常，以此调整燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态，防止热水器内部燃气燃烧不充分或废气无法正常排放导致一氧化碳中毒事件发生，对燃气比例阀进行多方面的控制不仅能够保证热水器的正常稳定供应热水，还能保证燃气的有效燃烧和热水器的工作安全。

在另一实施例中，基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量；基于该初始燃气供应流量，向燃气比例阀发送第一控制指令，使该燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态，包括：

基于热水器的进水端输入的冷水温度以及该热水器的目标水温设定值，确定将该进水端输入的单位体积冷水加热成该目标水温设定值对应所需燃烧的燃气体积值；再基于该进水端对应的冷水输入流量和该燃气体积值，确定该热水器在该目标水温设定值对应的工作模式下的初始燃气供应流量；

基于该初始燃气供应流量和该燃气比例阀的燃气进气阀的阀门开度改变灵敏度，向该燃气比例阀发送第一控制指令，使该燃气进气阀处于相应的初始开度状态；其中，该阀门开度改变灵敏度是指该燃气进气阀的阀门开度单次允许改变的最小值。

上述实施例的有益效果，热水器利用从燃气比例阀输入的燃气和空气相互混合的气体进行燃烧，从而将自身进水端输入的冷水进行加热，用户通过对热水器的操作面板或者遥控器进行操作，预先设定热水器进行水加热对应生成的热水水温值，使得热水器能够以相应火力对输入的冷水进行加热。当输入的冷水的温度越低或者需要加热的冷水输入流量越大(即单位时间需要加热的冷水的体积越大)，热水器对冷水进行加热的火力也越大，为了保证热水器能够在不同冷水温度和冷水输入流量情况下，能够对冷水进行精确加热，保证加热后的热水具有相同的温度，则基于基于热水器的进水端输入的冷水温度以及该热水器的目标水温设定值，确定将该进水端输入的单位体积冷水加热成该目标水温设定值对应所需的热量，并进一步根据所需的热量和单位体积燃气燃烧后对冷水提供的热量，来确定所需燃烧的燃气体积值；再结合进水端对应的冷水输入流量(即单位时间内冷水输入体积)和该燃气体积值，确定该热水器在该目标水温设定值对应的工作模式下的初始燃气供应流量(即单位时间内燃气的供应体积)。燃气比例阀包括分别输送燃气和空气的燃气进气阀和空气进气阀，燃气进气阀和空气进气阀能够独立调整自身的阀门开度，从而调整燃气和空气的输送速率；其中，燃气进气阀和空气进气阀可为但不限于是电磁阀。以该初始燃气供应流量和该燃气比例阀的燃气进气阀的阀门开度改变灵敏度为基准，向该燃气比例阀发送第一控制指令，使得其中的燃气进气阀能够切换至相应的初始开度状态(即相应大小的开度状态)，这样燃气进气阀能够为热水器进行稳定的燃气供应。在实际调整操作中，当燃气比例阀接收到第一控制指令，根据第一控制指令确定燃气进气阀的阀门开度增大或减小的幅度，此时燃气进气阀会根据燃气进气阀的阀门开度改变灵敏度进行阀门开度增大或减小调整，最大限度保证燃气进气阀的阀门开度能够处于理想的开度状态。

在另一实施例中，基于该初始燃气供应流量和该燃气比例阀的燃气进气阀的阀门开度改变灵敏度，向该燃气比例阀发送第一控制指令，使该燃气进气阀处于相应的初始开度状态，包括：

步骤S1，利用下面公式(1)，根据该初始燃气供应流量和该初始燃气供应对应的燃气流速，得到该燃气进气阀的理论开度值，

在上述公式(1)中，θ表示该燃气进气阀的理论开度值；Q表示该初始燃气供应流量；X表示该初始燃气供应对应的燃气流速；R表示该燃气进气阀处于完全开度状态下的管道半径值；

步骤S2，利用下面公式(2)，根据该燃气进气阀的理论开度值和该阀门开度改变灵敏度，判断该燃气进气阀是否需要浮动变化，

在上述公式(2)中，E表示判断该燃气进气阀是否需要浮动变化的判定值；表示该阀门开度改变灵敏度；/>表示对/>取余；

若E＝1，则表示该燃气进气阀需要进行浮动变化，则先将该燃气进气阀的开度调整至然后对该开度值进行+1°-1°的变化调整，其中/>表示将括号内的数值进行向下取整；

若E＝0，则表示该燃气进气阀不需要进行浮动变化，则直接按照该燃气进气阀的理论开度值对该燃气进气阀进行控制；

步骤S3，当该燃气进气阀需要进行浮动变化，则利用下面公式(3)，根据该燃气进气阀的理论开度值和该阀门开度改变灵敏度，确定该浮动变化的改变速度值，

在上述公式(3)中，Δv₊表示对该阀门的开度值进行+1°的变化调整改变速度值；其中Δv_-表示对该阀门的开度值进行-1°的变化调整改变速度值；v_max表示该浮动变化的最大改变速度值；F{ }表示非负检验函数，若括号内的数值大于或等于0，则非负检验函数的函数值为1，若括号内的数值小于0，则非负检验函数的函数值为0。

上述实施例的有益效果，利用上述公式(1)，根据该初始燃气供应流量和该初始燃气供应对应的燃气流速，得到该燃气进气阀的理论开度值，从而得到精准的调整值进行后续的控制确保系统的准确性；再利用上述公式(2)，根据该燃气进气阀的理论开度值和该阀门开度改变灵敏度，判断该燃气进气阀是否需要浮动变化，从而在燃气进气阀的阀门开度单次允许改变的最小值无法精准的满足控制时，进行浮动变化使得控制误差减小，提高系统的控制精度；最后利用上述公式(3)，根据该燃气进气阀的理论开度值和该阀门开度改变灵敏度，确定该浮动变化的改变速度值，从而根据精准位置在浮动的1°内的定位进行不同速度的调整，使得系统的浮动控制误差更小。

在另一实施例中，获取出水端口的水输出状态信息，基于该热水输出状态信息，判断是否需要调整该热水器的火力大小；基于该热水器的火力大小调整目标值，向该燃气比例阀发送第二控制指令，调整该燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态，包括：

获取出水端口连接的该热水器的热水输出管的输出热水温度和输出热水流量，以及该出水端口连接的冷水管的输出冷水温度和输出冷水流量；基于该输出热水温度、该输出热水流量、该输出冷水温度和该输出冷水流量，判断该出水端口将热水和冷水混合后最终输出的混合水是否存在水温不稳定情况；若存在水温不稳定情况，则判断需要增大该热水器的火力大小；

基于该输出热水温度和该目标水温设定值之间的温度差值以及该输出热水流量，确定该热水器的火力大小调整目标值；再基于该火力大小调整目标值，向该燃气比例阀发送第二控制指令，增大该燃气比例阀的燃气进气阀的开度。

上述实施例的有益效果，热水器生成的热水通常需要与冷水进行混合后再使用的，比如家用热水器生成的热水通常是接入到相应的水龙头管路，而水龙头管路会同时连接有冷水管道，这样热水器生成的热水会与冷水管道提供的冷水进行混合，而进行混合的热水和冷水的水量可通过手动操作调节。在实际操作中，获取出水端口(比如热水器对应连接的淋浴头或水龙头等)连接的所述热水器的热水输出管的输出热水温度和输出热水流量，以及所述出水端口连接的冷水管的输出冷水温度和输出冷水流量，以此判断出水端口将热水和冷水混合后最终输出的混合水是否存在水温不稳定情况，若在预设时间段内混合水的水温变化率大于或等于预设变化率阈值，则判断混合水存在水温不稳定情况，此时确定需要增加热水器的火力大小，使得热水器能够进行稳定的冷水加热，从而保证热水器提供稳定的热水供应。还有，基于输出热水温度和目标水温设定值之间的温度差值以及输出热水流量，确定热水器的火力大小调整目标值，向燃气比例阀发送第二控制指令，增大燃气比例阀的燃气进气阀的开度，使得燃气比例阀能够增大燃气供应，保证热水器的加热效率。

在另一实施例中，获取该热水器的排气管的废气状态数据，对该废气状态数据进行分析，判断该热水器当前是否处于废气排放异常状态；当该热水器处于废气排放异常状态，则调整该燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态，包括：

获取该热水器的排气管的输出废气速度和输出废气中一氧化碳的浓度，若该输出废气速度小于预设速度阈值或者一氧化碳的浓度大于预设浓度阈值，则判断该热水器当前处于废气排放异常状态；

当该热水器处于废气排放异常状态，则减小该燃气进气阀的开度和增大空气进气阀的开度，以使该排气管输出废气中一氧化碳的浓度降低至预设浓度阈值以下。

上述实施例的有益效果，热水器进行工作过程中，燃气会因燃烧不充分而产生一氧化碳，若一氧化碳无法通过排气管及时排放出去或者一氧化碳的浓度较大，都会产生安全隐患。通过获取该热水器的排气管的输出废气速度和输出废气中一氧化碳的浓度并进行分析，判断热水器当前是否处于废气排放异常状态。当水器处于废气排放异常状态，则减小该燃气进气阀的开度和增大空气进气阀的开度，提高燃气的燃烧效率，以使排气管输出废气中一氧化碳的浓度降低至预设浓度阈值以下，避免热水器在工作过程中发生安全事故。

请参阅图2所示，本申请一实施例提供的智能燃气比例阀的控制系统包括：

初始燃气供应流量确定模块，用于基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量；

燃气比例阀调整模块，用于基于该初始燃气供应流量，向燃气比例阀发送第一控制指令，使该燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态；

火力状态判断模块，用于获取出水端口的水输出状态信息，基于该热水输出状态信息，判断是否需要调整该热水器的火力大小；

该燃气比例阀调整模块，还用于基于该热水器的火力大小调整目标值，向该燃气比例阀发送第二控制指令，调整该燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态；

废气排放状态判断模块，用于获取该热水器的排气管的废气状态数据，对该废气状态数据进行分析，判断该热水器当前是否处于废气排放异常状态；

该燃气比例阀调整模块，还用于当该热水器处于废气排放异常状态，则调整该燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态。

上述实施例的有益效果，该智能燃气比例阀的控制系统基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量，以此控制燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态，保证燃气比例阀能够为热水器进行持续的燃气和空气供应；还基于与热水器对应的出水端口的水输出状态信息，判断是否需要调整热水器的火力，并以火力大小调整目标值为基准，调整燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态，有效提高热水器对燃气的利用效率，同时也能保证燃气比例阀对燃气供应的精确调整；并对热水器的排气管的废气状态数据进行分析，判断热水器的废气排放是否异常，以此调整燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态，防止热水器内部燃气燃烧不充分或废气无法正常排放导致一氧化碳中毒事件发生，对燃气比例阀进行多方面的控制不仅能够保证热水器的正常稳定供应热水，还能保证燃气的有效燃烧和热水器的工作安全。

在另一实施例中，该初始燃气供应流量确定模块用于基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量，包括：

基于热水器的进水端输入的冷水温度以及该热水器的目标水温设定值，确定将该进水端输入的单位体积冷水加热成该目标水温设定值对应所需燃烧的燃气体积值；再基于该进水端对应的冷水输入流量和该燃气体积值，确定该热水器在该目标水温设定值对应的工作模式下的初始燃气供应流量；

该燃气比例阀调整模块用于基于该初始燃气供应流量，向燃气比例阀发送第一控制指令，使该燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态，包括：

基于该初始燃气供应流量和该燃气比例阀的燃气进气阀的阀门开度改变灵敏度，向该燃气比例阀发送第一控制指令，使该燃气进气阀处于相应的初始开度状态；其中，该阀门开度改变灵敏度是指该燃气进气阀的阀门开度单次允许改变的最小值。

上述实施例的有益效果，热水器利用从燃气比例阀输入的燃气和空气相互混合的气体进行燃烧，从而将自身进水端输入的冷水进行加热，用户通过对热水器的操作面板或者遥控器进行操作，预先设定热水器进行水加热对应生成的热水水温值，使得热水器能够以相应火力对输入的冷水进行加热。当输入的冷水的温度越低或者需要加热的冷水输入流量越大(即单位时间需要加热的冷水的体积越大)，热水器对冷水进行加热的火力也越大，为了保证热水器能够在不同冷水温度和冷水输入流量情况下，能够对冷水进行精确加热，保证加热后的热水具有相同的温度，则基于基于热水器的进水端输入的冷水温度以及该热水器的目标水温设定值，确定将该进水端输入的单位体积冷水加热成该目标水温设定值对应所需的热量，并进一步根据所需的热量和单位体积燃气燃烧后对冷水提供的热量，来确定所需燃烧的燃气体积值；再结合进水端对应的冷水输入流量(即单位时间内冷水输入体积)和该燃气体积值，确定该热水器在该目标水温设定值对应的工作模式下的初始燃气供应流量(即单位时间内燃气的供应体积)。燃气比例阀包括分别输送燃气和空气的燃气进气阀和空气进气阀，燃气进气阀和空气进气阀能够独立调整自身的阀门开度，从而调整燃气和空气的输送速率；其中，燃气进气阀和空气进气阀可为但不限于是电磁阀。以该初始燃气供应流量和该燃气比例阀的燃气进气阀的阀门开度改变灵敏度为基准，向该燃气比例阀发送第一控制指令，使得其中的燃气进气阀能够切换至相应的初始开度状态(即相应大小的开度状态)，这样燃气进气阀能够为热水器进行稳定的燃气供应。在实际调整操作中，当燃气比例阀接收到第一控制指令，根据第一控制指令确定燃气进气阀的阀门开度增大或减小的幅度，此时燃气进气阀会根据燃气进气阀的阀门开度改变灵敏度进行阀门开度增大或减小调整，最大限度保证燃气进气阀的阀门开度能够处于理想的开度状态。

在另一实施例中，该火力状态判断模块用于获取出水端口的水输出状态信息，基于该热水输出状态信息，判断是否需要调整该热水器的火力大小，包括：

获取出水端口连接的该热水器的热水输出管的输出热水温度和输出热水流量，以及该出水端口连接的冷水管的输出冷水温度和输出冷水流量；基于该输出热水温度、该输出热水流量、该输出冷水温度和该输出冷水流量，判断该出水端口将热水和冷水混合后最终输出的混合水是否存在水温不稳定情况；若存在水温不稳定情况，则判断需要增大该热水器的火力大小；

该燃气比例阀调整模块还用于基于该热水器的火力大小调整目标值，向该燃气比例阀发送第二控制指令，调整该燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态，包括：

基于该输出热水温度和该目标水温设定值之间的温度差值以及该输出热水流量，确定该热水器的火力大小调整目标值；再基于该火力大小调整目标值，向该燃气比例阀发送第二控制指令，增大该燃气比例阀的燃气进气阀的开度。

上述实施例的有益效果，热水器生成的热水通常需要与冷水进行混合后再使用的，比如家用热水器生成的热水通常是接入到相应的水龙头管路，而水龙头管路会同时连接有冷水管道，这样热水器生成的热水会与冷水管道提供的冷水进行混合，而进行混合的热水和冷水的水量可通过手动操作调节。在实际操作中，获取出水端口(比如热水器对应连接的淋浴头或水龙头等)连接的所述热水器的热水输出管的输出热水温度和输出热水流量，以及所述出水端口连接的冷水管的输出冷水温度和输出冷水流量，以此判断出水端口将热水和冷水混合后最终输出的混合水是否存在水温不稳定情况，若在预设时间段内混合水的水温变化率大于或等于预设变化率阈值，则判断混合水存在水温不稳定情况，此时确定需要增加热水器的火力大小，使得热水器能够进行稳定的冷水加热，从而保证热水器提供稳定的热水供应。还有，基于输出热水温度和目标水温设定值之间的温度差值以及输出热水流量，确定热水器的火力大小调整目标值，向燃气比例阀发送第二控制指令，增大燃气比例阀的燃气进气阀的开度，使得燃气比例阀能够增大燃气供应，保证热水器的加热效率。

在另一实施例中，该废气排放状态判断模块用于获取该热水器的排气管的废气状态数据，对该废气状态数据进行分析，判断该热水器当前是否处于废气排放异常状态，包括：

获取该热水器的排气管的输出废气速度和输出废气中一氧化碳的浓度，若该输出废气速度小于预设速度阈值或者一氧化碳的浓度大于预设浓度阈值，则判断该热水器当前处于废气排放异常状态；

该燃气比例阀调整模块还用于当该热水器处于废气排放异常状态，则调整该燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态，包括：

当该热水器处于废气排放异常状态，则减小该燃气进气阀的开度和增大空气进气阀的开度，以使该排气管输出废气中一氧化碳的浓度降低至预设浓度阈值以下。

上述实施例的有益效果，热水器进行工作过程中，燃气会因燃烧不充分而产生一氧化碳，若一氧化碳无法通过排气管及时排放出去或者一氧化碳的浓度较大，都会产生安全隐患。通过获取该热水器的排气管的输出废气速度和输出废气中一氧化碳的浓度并进行分析，判断热水器当前是否处于废气排放异常状态。当水器处于废气排放异常状态，则减小该燃气进气阀的开度和增大空气进气阀的开度，提高燃气的燃烧效率，以使排气管输出废气中一氧化碳的浓度降低至预设浓度阈值以下，避免热水器在工作过程中发生安全事故。

总体而言，该智能燃气比例阀的控制方法和系统基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量，以此控制燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态，保证燃气比例阀能够为热水器进行持续的燃气和空气供应；还基于与热水器对应的出水端口的水输出状态信息，判断是否需要调整热水器的火力，并以火力大小调整目标值为基准，调整燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态，有效提高热水器对燃气的利用效率，同时也能保证燃气比例阀对燃气供应的精确调整；并对热水器的排气管的废气状态数据进行分析，判断热水器的废气排放是否异常，以此调整燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态，防止热水器内部燃气燃烧不充分或废气无法正常排放导致一氧化碳中毒事件发生，对燃气比例阀进行多方面的控制不仅能够保证热水器的正常稳定供应热水，还能保证燃气的有效燃烧和热水器的工作安全。

上述仅为本发明的一个具体实施方式，其它基于本发明构思的前提下做出的任何改进都视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能燃气比例阀的控制方法，其特征在于，包括：

基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量；基于所述初始燃气供应流量，向燃气比例阀发送第一控制指令，使所述燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态；

获取出水端口的水输出状态信息，基于所述热水输出状态信息，判断是否需要调整所述热水器的火力大小；基于所述热水器的火力大小调整目标值，向所述燃气比例阀发送第二控制指令，调整所述燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态；

获取所述热水器的排气管的废气状态数据，对所述废气状态数据进行分析，判断所述热水器当前是否处于废气排放异常状态；当所述热水器处于废气排放异常状态，则调整所述燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态。

2.如权利要求1所述的智能燃气比例阀的控制方法，其特征在于：

基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量；基于所述初始燃气供应流量，向燃气比例阀发送第一控制指令，使所述燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态，包括：

基于热水器的进水端输入的冷水温度以及所述热水器的目标水温设定值，确定将所述进水端输入的单位体积冷水加热成所述目标水温设定值对应所需燃烧的燃气体积值；再基于所述进水端对应的冷水输入流量和所述燃气体积值，确定所述热水器在所述目标水温设定值对应的工作模式下的初始燃气供应流量；

基于所述初始燃气供应流量和所述燃气比例阀的燃气进气阀的阀门开度改变灵敏度，向所述燃气比例阀发送第一控制指令，使所述燃气进气阀处于相应的初始开度状态；其中，所述阀门开度改变灵敏度是指所述燃气进气阀的阀门开度单次允许改变的最小值。

3.如权利要求2所述的智能燃气比例阀的控制方法，其特征在于：

基于所述初始燃气供应流量和所述燃气比例阀的燃气进气阀的阀门开度改变灵敏度，向所述燃气比例阀发送第一控制指令，使所述燃气进气阀处于相应的初始开度状态，包括：

步骤S1，利用下面公式(1)，根据所述初始燃气供应流量和所述初始燃气供应对应的燃气流速，得到所述燃气进气阀的理论开度值，

在上述公式(1)中，θ表示所述燃气进气阀的理论开度值；Q表示所述初始燃气供应流量；X表示所述初始燃气供应对应的燃气流速；R表示所述燃气进气阀处于完全开度状态下的管道半径值；

步骤S2，利用下面公式(2)，根据所述燃气进气阀的理论开度值和所述阀门开度改变灵敏度，判断所述燃气进气阀是否需要浮动变化，

在上述公式(2)中，E表示判断所述燃气进气阀是否需要浮动变化的判定值；表示所述阀门开度改变灵敏度；/>表示对/>取余；

若E＝1，则表示所述燃气进气阀需要进行浮动变化，则先将所述燃气进气阀的开度调整至然后对所述开度值进行+1°-1°的变化调整，其中/>表示将括号内的数值进行向下取整；

若E＝0，则表示所述燃气进气阀不需要进行浮动变化，则直接按照所述燃气进气阀的理论开度值对所述燃气进气阀进行控制；

步骤S3，当所述燃气进气阀需要进行浮动变化，则利用下面公式(3)，根据所述燃气进气阀的理论开度值和所述阀门开度改变灵敏度，确定所述浮动变化的改变速度值，

在上述公式(3)中，Δv₊表示对所述阀门的开度值进行+1°的变化调整改变速度值；其中Δv_-表示对所述阀门的开度值进行-1°的变化调整改变速度值；v_max表示所述浮动变化的最大改变速度值；F{}表示非负检验函数，若括号内的数值大于或等于0，则非负检验函数的函数值为1，若括号内的数值小于0，则非负检验函数的函数值为0。

4.如权利要求1所述的智能燃气比例阀的控制方法，其特征在于：

获取出水端口的水输出状态信息，基于所述热水输出状态信息，判断是否需要调整所述热水器的火力大小；基于所述热水器的火力大小调整目标值，向所述燃气比例阀发送第二控制指令，调整所述燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态，包括：

获取出水端口连接的所述热水器的热水输出管的输出热水温度和输出热水流量，以及所述出水端口连接的冷水管的输出冷水温度和输出冷水流量；基于所述输出热水温度、所述输出热水流量、所述输出冷水温度和所述输出冷水流量，判断所述出水端口将热水和冷水混合后最终输出的混合水是否存在水温不稳定情况；若存在水温不稳定情况，则判断需要增大所述热水器的火力大小；

基于所述输出热水温度和所述目标水温设定值之间的温度差值以及所述输出热水流量，确定所述热水器的火力大小调整目标值；再基于所述火力大小调整目标值，向所述燃气比例阀发送第二控制指令，增大所述燃气比例阀的燃气进气阀的开度。

5.如权利要求1所述的智能燃气比例阀的控制方法，其特征在于：

获取所述热水器的排气管的废气状态数据，对所述废气状态数据进行分析，判断所述热水器当前是否处于废气排放异常状态；当所述热水器处于废气排放异常状态，则调整所述燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态，包括：

获取所述热水器的排气管的输出废气速度和输出废气中一氧化碳的浓度，若所述输出废气速度小于预设速度阈值或者一氧化碳的浓度大于预设浓度阈值，则判断所述热水器当前处于废气排放异常状态；

当所述热水器处于废气排放异常状态，则减小所述燃气进气阀的开度和增大空气进气阀的开度，以使所述排气管输出废气中一氧化碳的浓度降低至预设浓度阈值以下。

6.一种智能燃气比例阀的控制系统，其特征在于，包括：

初始燃气供应流量确定模块，用于基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量；

燃气比例阀调整模块，用于基于所述初始燃气供应流量，向燃气比例阀发送第一控制指令，使所述燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态；

火力状态判断模块，用于获取出水端口的水输出状态信息，基于所述热水输出状态信息，判断是否需要调整所述热水器的火力大小；

所述燃气比例阀调整模块，还用于基于所述热水器的火力大小调整目标值，向所述燃气比例阀发送第二控制指令，调整所述燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态；

废气排放状态判断模块，用于获取所述热水器的排气管的废气状态数据，对所述废气状态数据进行分析，判断所述热水器当前是否处于废气排放异常状态；

所述燃气比例阀调整模块，还用于当所述热水器处于废气排放异常状态，则调整所述燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态。

7.如权利要求6所述的智能燃气比例阀的控制系统，其特征在于：

所述初始燃气供应流量确定模块用于基于热水器的目标水温设定值，确定热水器的初始燃气供应流量，包括：

基于热水器的进水端输入的冷水温度以及所述热水器的目标水温设定值，确定将所述进水端输入的单位体积冷水加热成所述目标水温设定值对应所需燃烧的燃气体积值；再基于所述进水端对应的冷水输入流量和所述燃气体积值，确定所述热水器在所述目标水温设定值对应的工作模式下的初始燃气供应流量；

所述燃气比例阀调整模块用于基于所述初始燃气供应流量，向燃气比例阀发送第一控制指令，使所述燃气比例阀的燃气进气阀处于相应的初始开度状态，包括：

基于所述初始燃气供应流量和所述燃气比例阀的燃气进气阀的阀门开度改变灵敏度，向所述燃气比例阀发送第一控制指令，使所述燃气进气阀处于相应的初始开度状态；其中，所述阀门开度改变灵敏度是指所述燃气进气阀的阀门开度单次允许改变的最小值。

8.如权利要求6所述的智能燃气比例阀的控制系统，其特征在于：

所述火力状态判断模块用于获取出水端口的水输出状态信息，基于所述热水输出状态信息，判断是否需要调整所述热水器的火力大小，包括：

获取出水端口连接的所述热水器的热水输出管的输出热水温度和输出热水流量，以及所述出水端口连接的冷水管的输出冷水温度和输出冷水流量；基于所述输出热水温度、所述输出热水流量、所述输出冷水温度和所述输出冷水流量，判断所述出水端口将热水和冷水混合后最终输出的混合水是否存在水温不稳定情况；若存在水温不稳定情况，则判断需要增大所述热水器的火力大小；

所述燃气比例阀调整模块还用于基于所述热水器的火力大小调整目标值，向所述燃气比例阀发送第二控制指令，调整所述燃气比例阀的燃气进气阀的开度状态，包括：

基于所述输出热水温度和所述目标水温设定值之间的温度差值以及所述输出热水流量，确定所述热水器的火力大小调整目标值；再基于所述火力大小调整目标值，向所述燃气比例阀发送第二控制指令，增大所述燃气比例阀的燃气进气阀的开度。

9.如权利要求6所述的智能燃气比例阀的控制系统，其特征在于：

所述废气排放状态判断模块用于获取所述热水器的排气管的废气状态数据，对所述废气状态数据进行分析，判断所述热水器当前是否处于废气排放异常状态，包括：

获取所述热水器的排气管的输出废气速度和输出废气中一氧化碳的浓度，若所述输出废气速度小于预设速度阈值或者一氧化碳的浓度大于预设浓度阈值，则判断所述热水器当前处于废气排放异常状态；

所述燃气比例阀调整模块还用于当所述热水器处于废气排放异常状态，则调整所述燃气比例阀的燃气进气阀和空气进气阀的工作状态，包括：

当所述热水器处于废气排放异常状态，则减小所述燃气进气阀的开度和增大空气进气阀的开度，以使所述排气管输出废气中一氧化碳的浓度降低至预设浓度阈值以下。