CN117685665A - 一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法及燃气壁挂炉 - Google Patents
一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法及燃气壁挂炉 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117685665A CN117685665A CN202311865713.XA CN202311865713A CN117685665A CN 117685665 A CN117685665 A CN 117685665A CN 202311865713 A CN202311865713 A CN 202311865713A CN 117685665 A CN117685665 A CN 117685665A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wall
- gas
- air
- mounted furnace
- fuel ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 194
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 134
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 112
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 57
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 57
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 136
- 239000008236 heating water Substances 0.000 claims description 33
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 32
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 26
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 24
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 18
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 12
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
本发明提供一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法及燃气壁挂炉，涉及燃气壁挂炉设备，该方法包括以下步骤：S1、获取燃气的掺氢比H；S2、获取燃气流量Qgas，根据燃气流量Qgas计算出掺氢比为H的燃气对应的壁挂炉输入功率P输入，然后根据壁挂炉输入功率P输入计算出最佳空燃比α0，并根据最佳空燃比α0计算出所述壁挂炉内的目标空燃比监测参数；S3、采集所述壁挂炉内的当前空燃比监测参数；S4、比较当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数，并根据比较结果对壁挂炉的风机和燃气比例阀进行调节，获得最佳燃烧工况。本发明的有益效果：对不同的热负荷、不同掺氢比例的燃气燃烧状态进行自适应调控，均可以做到自适应调节，使壁挂炉处于最佳燃烧状态。
Description
技术领域
本发明涉及燃气壁挂炉设备技术领域，尤其涉及一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法及燃气壁挂炉。
背景技术
燃气自适应技术可以为壁挂炉带来更大的负荷调节比，并且在不同工况下都能保持较为良好的性能。掺氢天然气可以作为向氢能源过渡的可行方式，但是掺氢天然气的燃烧特性会随着掺氢比例的不同而发生变化，如果全预混燃气壁挂炉设备对于不同的掺氢天然气采用统一控制方法，会造成产品性能的改变，甚至会有安全隐患。自适应技术就成为解决不同掺氢比下壁挂炉燃烧调节的解决方案。
掺氢比例在20％以内时，掺氢比例的变化会让壁挂炉的最佳燃烧工况发生变化(例如某燃气壁挂炉在常规天然气下，空燃比为1.2时24kW热负荷的效率最高，当气源变为掺氢20％的天然气时，空燃比为1.15才能使24kW热负荷的效率最高)，所以当不同掺氢比都采用同一套控制方法和参数，那么必然会造成壁挂炉效率下降。
如中国专利申请CN2022108556602中对掺氢比例进行了分段，每一段对应一种控制方法，用户可以根据家庭通气情况选择掺氢比，或者设备内置燃气成分分析仪来进行控制方法的选择。此方案在一定程度上改善了上述燃烧效率的问题，但是并未完全解决，而且控制器内置多套程序，对于内存的占用也比较大，会带来成本的增加。
发明内容
有鉴于此，为了解决不同掺氢比下燃气壁挂炉燃烧采用同一套控制方法导致效率下降的问题，本发明的实施例提供了一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法及燃气壁挂炉。
本发明的实施例提供一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法，包括以下步骤：
S1、获取对壁挂炉输入燃气的掺氢比H；
S2、获取壁挂炉的燃气流量Qgas，根据燃气流量Qgas计算出掺氢比为H的燃气对应的壁挂炉输入功率P输入，然后根据壁挂炉输入功率P输入计算出最佳空燃比α0，并根据最佳空燃比α0计算出所述壁挂炉内的目标空燃比监测参数；
S3、采集所述壁挂炉内的当前空燃比监测参数；
S4、比较当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数，并根据比较结果对壁挂炉的风机和燃气比例阀进行调节，使当前空燃比监测参数达到目标空燃比监测参数。
进一步地，所述空燃比监测参数为空气流量Qair、离子电流I或烟气氧含量Y。
进一步地，所述空气流量Qair通过设置于所述壁挂炉内的空气流量计采集获得；所述离子电流I通过设置于所述壁挂炉内的离子电流感应针采集获得；所述烟气氧含量Y通过设置于所述壁挂炉内的氧含量传感器采集获得。
进一步地，所述步骤S2中，目标空燃比监测参数通过函数计算：壁挂炉输入功率P输入、燃气流量Qgas之间的函数和燃气的掺氢比H之间的函数关系通过实验数据拟合获得；最佳空燃比α0、壁挂炉输入功率P输入和燃气的掺氢比H之间的函数关系通过实验数据拟合获得；目标空燃比监测参数、壁挂炉输入功率P输入和最佳空燃比α0之间的函数关系通过实验数据拟合获得。
进一步地，所述空燃比监测参数为空气流量Qair时，所述步骤S3还包括计算出当前实际空燃比α，所述步骤S4中根据当前实际空燃比α与最佳空燃比α0比较结果对壁挂炉的风机和燃气比例阀进行调节。
进一步地，所述步骤S4具体为：计算当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数的偏差率，在当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数的偏差率大于设定偏差率时，调节壁挂炉的风机和燃气比例阀，使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变，当前空燃比监测参数接近直至达到目标空燃比监测参数。
进一步地，所述步骤S1具体包括：
S101、获取壁挂炉的燃气流量Qgas和空气流量Qair；
S102、获取壁挂炉的进水温度T1、出水温度T2和热水流量Qw，并计算出壁挂炉输出功率P输出；
S103、调节至少一次壁挂炉的风机和燃气比例阀，每次调节时使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变、空燃比监测参数增加x％，每次调节后计算出壁挂炉输出功率P′输出，并比较P′输出和每次调节前的壁挂炉输出功率P输出，直至P′输出≦P输出；
S104、调节至少一次壁挂炉的风机和燃气比例阀，每次调节时使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变、空燃比监测参数减小x％，每次调节后计算出壁挂炉输出功率P′输出，并比较P′输出和每次调节前的壁挂炉输出功率P输出，直至P′输出≦P输出，根据此时的P输出计算出对壁挂炉输入燃气的掺氢比H。
进一步地，所述进水温度T1为采暖回水温度、所述出水温度T2采暖供水温度、热水流量Qw为采暖水流量；或所述进水温度T1为生活进水温度、所述出水温度T2生活出水温度、热水流量Qw为生活水流量。
并且，本发明的实施例还提供了一种燃气壁挂炉，包括燃烧室、主换热器、板式换热器、燃气进气管、采暖回水管、采暖供水管、生活进水管、生活出水管、燃气流量计、监测模块和控制器；
所述燃烧室设有风机；
所述燃气进气管设有燃气比例阀；
所述燃气流量计用于检测壁挂炉的燃气流量Qgas；
所述监测模块用于采集所述壁挂炉内的当前空燃比监测参数；
所述控制器分别连接所述燃气流量计、所述监测模块、所述风机和所述燃气比例阀，所述控制器用于获取对壁挂炉输入燃气的掺氢比H，根据燃气流量Qgas计算出掺氢比为H的燃气对应的壁挂炉输入功率P输入，然后根据壁挂炉输入功率P输入计算出最佳空燃比α0，并根据最佳空燃比α0计算出所述壁挂炉内的目标空燃比监测参数，比较当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数，并根据比较结果对壁挂炉的风机和燃气比例阀进行调节，使当前空燃比监测参数达到目标空燃比监测参数。
进一步地，还包括两温度传感器和热水流量传感器，两所述温度传感器用于分别用于检测壁挂炉的进水温度T1和出水温度T2，所述热水流量传感器用于检测壁挂炉的热水流量Qw；
所述控制器还连接两所述温度传感器和所述热水流量传感器，以获取壁挂炉的燃气流量Qgas和空气流量Qair；获取壁挂炉的进水温度T1、出水温度T2和热水流量Qw，并计算出壁挂炉输出功率P输出；调节至少一次壁挂炉的风机和燃气比例阀，每次调节时使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变、空燃比监测参数增加x％，每次调节后计算出壁挂炉输出功率P′输出，并比较P′输出和每次调节前的壁挂炉输出功率P输出，直至P′输出≦P输出；调节至少一次壁挂炉的风机和燃气比例阀，每次调节时使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变、空燃比监测参数减小x％，每次调节后计算出壁挂炉输出功率P′输出，并比较P′输出和每次调节前的壁挂炉输出功率P输出，直至P′输出≦P输出，根据此时的P输出计算出对壁挂炉输入燃气的掺氢比H。
进一步地，一所述温度传感器和所述热水流量传感器均设置于所述采暖回水管上，另一所述温度传感器设置于所述采暖供水管上。
进一步地，一所述温度传感器和所述热水流量传感器均设置于所述生活进水管上，另一所述温度传感器设置于所述生活出水管上。
进一步地，所述监测模块为设置于所述壁挂炉内的空气流量计，用于检测空气流量Qair；或所述监测模块为设置于所述壁挂炉内的离子电流感应针，用于检测离子电流I；或所述监测模块为设置于所述壁挂炉内的氧含量传感器，用于检测烟气氧含量Y。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
1、本发明的一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法及燃气壁挂炉，采集壁挂炉的燃气流量，获得对应的输入功率，结合燃气的掺氢比计算出最佳空燃比，然后再计算出最佳空燃比对应的目标空燃比监测参数，然后采集当前空燃比监测参数并与目标空燃比监测参数比较，根据比较结果对风机、燃气比例阀进行调节，获得最佳的燃烧工况，可以满足在不同的热负荷下对燃烧状态进行自适应调控，使壁挂炉一直保持在效率较高的状态。
2、本发明的一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法及燃气壁挂炉，对于未知掺氢比的燃气，通过调节风机、燃气比例阀调节壁挂炉输出功率，并计算壁挂炉输出功率，根据挂炉输出功率的变化确定壁挂炉最佳工况点，然后再根据内置函数关系计算出燃气的掺氢比，之后根据计算出燃气的掺氢比进行自适应调节，因此本发明对于不同掺氢比例的燃气，均可以做到自适应调节，使壁挂炉在全功率范围内均可处于最佳燃烧状态。
附图说明
图1是本发明一种燃气壁挂炉的的示意图；
图2是本发明实施例1中一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法的流程图；
图3是本发明实施例1中通过气源匹配方法获得掺氢比H的流程图；
图4是本发明实施例2中一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法的流程图；
图5是本发明实施例3中一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法的流程图一；
图6是本发明实施例3中一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法的流程图二；
图7是本发明一种燃气壁挂炉的控制器的工作原理图。
图中：1、燃烧室；2、主换热器；3、板式换热器；4、膨胀水箱；5、采暖回水管；6、采暖供水管；7、生活进水管；8、生活出水管；9、燃气进气管；10、燃气比例阀；11、风机；12、循环水泵；13、三通阀门；14、点火针；15、离子电流感应针；16、采暖回水温度传感器；17、采暖供水温度传感器；18、采暖水流量传感器；19、生活进水温度传感器；20、生活水流量传感器；21、生活出水温度传感器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的描述。下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的较优的一个，旨在提供对本发明的基本了解，但并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
在本发明的描述中，需要说明的是，本发明中涉及电路和电子元器件以及模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于内部结构和方法的改进。
进一步需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“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，或一体的连接；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，可以是两个元件内部的连通。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。
本发明的实施例提供了一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法，应用于以掺氢燃气作为气源的燃气壁挂炉的燃烧状态调节，提高壁挂炉在全功率段下的热效率。
首先需要说明的是，现有技术中，燃气壁挂炉一般主要包括燃烧室1、主换热器2、板式换热器3、燃气进气管9、膨胀水箱4、采暖回水管5、采暖供水管6、生活进水管7、生活出水管8和控制器。
其中，所述主换热器2设置于所述燃烧室1上部，所述燃气进气管9连接所述燃烧室1为所述燃烧室1输送燃气，所述燃气进气管9上设有燃气比例阀10。所述燃烧室1还设有风机11。所述燃烧室1内部还设有点火针14，通过所述点火针14对燃气点火。所述燃气比例阀10和所述风机11受控于所述控制器。
所述采暖供水管6用于为采暖供水，如通过管路与室内暖气片连接，为室内供暖。所述采暖回水管5和所述采暖供水管6分别连接所述主换热器2，且所述采暖回水管5和所述采暖供水管6连接形成循环回路。所述采暖回水管5上设有循环水泵12，所述膨胀水箱4连接所述采暖回水管5。所述采暖供水管6还通过三通阀门13连接所述板式换热器3。
所述生活出水管8用于提供生活热水，如提供洗浴用水。所述生活出水管8和所述生活进水管7分别连接所述板式换热器。
实施例1
请参考图2，本发明的实施例1提供了一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法，主要包括以下步骤：
S1、获取对壁挂炉输入燃气的掺氢比H；
在一些示例中，当燃气的掺氢比H是已知时，直接输入燃气的掺氢比H即可。
在另一些示例中，如图3所示，当燃气的掺氢比H未知时，则可以通过气源匹配方法获得掺氢比H，具体方法如下：
S101、获取壁挂炉的燃气流量Qgas和空气流量Qair，这里燃气流量Qgas通过设置于壁挂炉内的燃气流量计采集获得，所述空气流量Qair通过设置于所述壁挂炉内的空气流量计采集获得。
S102、获取壁挂炉的进水温度T1、出水温度T2和热水流量Qw，并计算出壁挂炉输出功率P输出。
壁挂炉在不同热水模式下，壁挂炉输入功率P输出根据不同的热水供应情况进行计算：
如在采暖热水模式下，所述进水温度T1为采暖回水温度、所述出水温度T2采暖供水温度、热水流量Qw为采暖水流量。采暖回水温度T1由设置于采暖回水管5上的采暖回水温度传感器16采集获得，采暖供水温度T2由设置采暖供水管6上的采暖供水温度传感器17采集获得，采暖水流量Qw由设置于采暖回水管5上的采暖回水流量传感器18采集获得。
在生活热水模式下，所述进水温度T1为生活进水温度、所述出水温度T2生活出水温度、热水流量Qw为生活水流量。生活进水温度T1由设置于生活进水管7上的生活进水温度传感器19采集获得，生活出水温度T2由设置生活出水管8上的生活出水温度传感器21采集获得，生活水流量Qw由设置于生活进水管7上的生活水流量传感器20采集获得。
由此，计算出壁挂炉输出功率P输出＝c*Qw*ρw*(T2-T1)。
S103、调节至少一次壁挂炉的风机和燃气比例阀，每次调节时使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变、空燃比监测参数增加x％，每次调节后计算出壁挂炉输出功率P′输出，并比较P′输出和每次调节前的壁挂炉输出功率P输出，直至P′输出≦P输出；
S104、调节至少一次壁挂炉的风机和燃气比例阀，每次调节时使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变、空燃比监测参数减小x％，每次调节后计算出壁挂炉输出功率P′输出，并比较P′输出和每次调节前的壁挂炉输出功率P输出，直至P′输出≦P输出，根据此时的P输出计算出对壁挂炉输入燃气的掺氢比H。
S2、获取壁挂炉的燃气流量Qgas，根据燃气流量Qgas计算出掺氢比为H的燃气对应的壁挂炉输入功率P输入，然后根据壁挂炉输入功率P输入计算出最佳空燃比α0，并根据最佳空燃比α0计算出所述壁挂炉内的目标空燃比监测参数。
目标空燃比监测参数通过函数计算，其中壁挂炉输入功率P输入、燃气流量Qgas之间的函数和燃气的掺氢比H之间的函数关系f1通过实验数据拟合获得；最佳空燃比α0、壁挂炉输入功率P输入和燃气的掺氢比H之间的函数关系f2通过实验数据拟合获得；目标空燃比监测参数、壁挂炉输入功率P输入和最佳空燃比α0之间的函数关系f3通通过实验数据拟合获得。
本实施例中，所述空燃比监测参数为离子电流，目标离子电流为I0。
S3、采集所述壁挂炉内的当前空燃比监测参数。这里所述离子电流I通过设置于所述壁挂炉内的离子电流感应针15采集获得。
S4、比较当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数，并根据比较结果对壁挂炉的风机11和燃气比例阀10进行调节，获得最佳燃烧工况。
比较当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数具体为：计算当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数的偏差率：
根据比较结果对壁挂炉的风机和燃气比例阀进行调节具体为：在当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数的偏差率大于设定偏差率x％时，调节壁挂炉的风机11和燃气比例阀10，使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变，当前空燃比监测参数接近直至达到目标空燃比监测参数。在调节时，可以先对所述风机10的转速进行调节保持出水温度稳定，然后再调节所述燃气比例阀10来改变离子电流。
需要说明的是，这里比较当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数偏差率而不是直接比较差值，是由于在不同功率下使用差值的调节量会很大，而比较偏差率并根据偏差率进行调节，可以更为精准的对壁挂炉进行调节。可以满足在不同的热负荷下对燃烧状态进行自适应调控，使壁挂炉一直保持在效率较高的状态。
需要说明的是设定偏差率x％可根据实际壁挂炉对调节精度的要求、空燃比监测参数类型等因素确定，如本实施例中x％选择5％。
实施例2
如图4所示，本发明的实施例2提供了一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法，与实施例1不同之处在于：空燃比监测参数选择烟气氧含量Y，即步骤S2中目标空燃比监测参数为目标烟气氧含量Y0。目标烟气氧含量Y0通过函数计算，其中壁挂炉输入功率P输入、燃气流量Qgas之间的函数和燃气的掺氢比H之间的函数关系f1通过实验数据拟合获得；最佳空燃比α0、壁挂炉输入功率P输入和燃气的掺氢比H之间的函数关系f2通过实验数据拟合获得；目标烟气氧含量Y0、壁挂炉输入功率P输入和最佳空燃比α0之间的函数关系f3通通过实验数据拟合获得。
所述步骤S4中，根据当前烟气氧含量Y与目标烟气氧含量Y0参数比较，比较当前烟气氧含量Y与目标烟气氧含量Y0的偏差率，根据比较结果对风机、燃气比例阀进行调节，获得最佳的燃烧工况。具体的，在当前烟气氧含量Y与目标烟气氧含量Y0的偏差率大于设定偏差率x％时，调节壁挂炉的风机11和燃气比例阀10，使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变，当前烟气氧含量Y接近直至达到目标烟气氧含量Y0。这里之所以比较当前烟气氧含量Y与目标烟气氧含量Y0偏差率而不是直接比较差值，是由于在不同功率下使用差值的调节量会很大，而比较偏差率并根据偏差率进行调节，可以更为精准的对壁挂炉进行调节。
实施例3
如图5所示，本发明的实施例3提供了一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法，与实施例1不同之处在于：空燃比监测参数选择空气流量Qair，即步骤S2中目标空燃比监测参数为目标空气流量目标空气流量/>通过函数计算，其中壁挂炉输入功率P输入、燃气流量Qgas之间的函数和燃气的掺氢比H之间的函数关系f1通过实验数据拟合获得；最佳空燃比α0、壁挂炉输入功率P输入和燃气的掺氢比H之间的函数关系f2通过实验数据拟合获得；目标空气流量/>壁挂炉输入功率P输入和最佳空燃比α0之间的函数关系f3通通过实验数据拟合获得。
所述步骤S4中，根据当前空气流量Qair与目标烟气氧含量参数比较，比较当前空气流量Qair与目标烟气氧含量/>的偏差率，根据比较结果对风机、燃气比例阀进行调节，获得最佳的燃烧工况。具体的，在当前空气流量Qair与目标烟气氧含量/>的偏差率大于设定偏差率x％时，调节壁挂炉的风机11和燃气比例阀10，使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变，当前空气流量Qair接近直至达到目标烟气氧含量/>这里之所以比较当前空气流量Qair与目标烟气氧含量/>偏差率而不是直接比较差值，是由于在不同功率下使用差值的调节量会很大，而比较偏差率并根据偏差率进行调节，可以更为精准的对壁挂炉进行调节。
考虑到实际应用时，在小负荷或部分极端情况下，可能会出现风机微调后，变化量依然很大，导致风机11和燃气比例阀10反复调节的情况。
因此，如图6所示，本实施例中进一步的，所述步骤S3采集所述壁挂炉内的当前空气流量Qair后计算出当前实际空燃比α，
并且所述步骤S4中，比较当前实际空燃比α与最佳空燃比α0偏差率，并根据比较结果对壁挂炉的风机11和燃气比例阀10进行调节，使前实际空燃比α达到最佳空燃比α0。
最佳空燃比α0并不会随着工况的变化而剧烈变化，所以采用空燃比α作为判断量，可以增强自适应调节过程在小功率情况下的的稳定性。
实施例4
结合图1和7所示，本发明的实施例还提供了一种燃气壁挂炉，采用上述掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法对燃烧工况进行调节控制，本实施例中该燃气壁挂炉主要包括燃烧室1、主换热器2、板式换热器3、燃气进气管9、采暖回水管5、采暖供水管6、生活进水管7、生活出水管8、燃气流量计、监测模块和控制器。
所述燃烧室1设有风机11，所述风机11转速可以调节，从而调节所述燃烧室1内的空气流量。所述燃气进气管9设有燃气比例阀10，所述燃气比例阀10的开度可以调节，从而调节对所述燃烧室1输入的燃气流量。所述燃气流量计设置于所述燃气进气管9上，所述燃气流量计用于检测壁挂炉的燃气流量Qgas。
所述监测模块用于采集所述壁挂炉内的当前空燃比监测参数。
在一些示例中，所述监测模块为设置于所述壁挂炉内的空气流量计，用于检测空气流量Qair，当前空燃比监测参数为Qair；
在一些示例中，所述监测模块为设置于所述壁挂炉内的离子电流感应针15，用于检测离子电流I，当前空燃比监测参数为I；
在一些示例中，所述监测模块为设置于所述壁挂炉内的氧含量传感器，用于检测烟气氧含量Y，当前空燃比监测参数为Y。
所述控制器分别连接所述燃气流量计、所述监测模块、所述风机11和所述燃气比例阀10，所述控制器用于获取对壁挂炉输入燃气的掺氢比H，根据燃气流量Qgas计算出掺氢比为H的燃气对应的壁挂炉输入功率P输入，然后根据壁挂炉输入功率P输入计算出最佳空燃比α0，并根据最佳空燃比α0计算出所述壁挂炉内的目标空燃比监测参数，比较当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数，并根据比较结果对壁挂炉的风机和燃气比例阀进行调节，使当前空燃比监测参数达到目标空燃比监测参数。
在一些示例中，所述燃气的掺氢比H可以预先获知，直接输入所述控制器中。
在一些其他示例中，所述燃气的掺氢比H未知时，所述控制器可以自动确定所述燃气的掺氢比H，此时该燃气壁挂炉还包括两温度传感器和热水流量传感器，两所述温度传感器用于分别用于检测壁挂炉的进水温度T1和出水温度T2，所述热水流量传感器用于检测壁挂炉的热水流量Qw；
所述控制器还连接两所述温度传感器和所述热水流量传感器，以获取壁挂炉的燃气流量Qgas和空气流量Qair；获取壁挂炉的进水温度T1、出水温度T2和热水流量Qw，并计算出壁挂炉输出功率P输出；调节至少一次壁挂炉的风机11和燃气比例阀10，每次调节时使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变、空燃比监测参数增加x％，每次调节后计算出壁挂炉输出功率P′输出，并比较P′输出和每次调节前的壁挂炉输出功率P输出，直至P′输出≦P输出；调节至少一次壁挂炉的风机11和燃气比例阀10，每次调节时使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变、空燃比监测参数减小x％，每次调节后计算出壁挂炉输出功率P′输出，并比较P′输出和每次调节前的壁挂炉输出功率P输出，直至P′输出≦P输出，根据此时的P输出计算出对壁挂炉输入燃气的掺氢比H。
由于该燃气壁挂炉在不同工作模式下，壁挂炉输入功率P输出根据不同的热水供应情况进行计算。
一些示例中，一所述温度传感器和所述热水流量传感器均设置于所述采暖回水管5上，所述温度传感器为采暖回水温度传感器16、所述热水流量传感器为采暖水流量传感器18；另一所述温度传感器设置于所述采暖供水管6上，所述温度传感器为采暖供水温度传感器17。此时在采暖水模式下，可以根据采暖回水温度传感器16和采暖供水温度传感器17采集的进水温度T1和出水温度T2，所述采暖水流量传感器18采集的热水流量Qw计算壁挂炉输入功率P输出。
一些示例中，一所述温度传感器和所述热水流量传感器均设置于所述生活进水管7上，所述温度传感器为生活进水温度传感器19、所述热水流量传感器为生活水流量传感器20；另一所述温度传感器设置于所述生活出水管8上，所述温度传感器为生活出水温度传感器21。此时在生活水模式下，可以根据所述生活进水温度传感器19和所述生活出水温度传感器21采集的进水温度T1和出水温度T2，所述生活水流量传感器20采集的热水流量Qw计算壁挂炉输入功率P输出。
可以理解的是，该燃气壁挂炉可以同时布置四个温度传感器和两个热水流量传感器，将其中两所述温度传感器分别设置于所述采暖回水管5上和所述采暖供水管6上、将一所述热水流量传感器设置于所述采暖回水管5上；同时将另两所述温度传感器分别设置于所述生活进水管7上和所述生活出水管8上、将另一所述热水流量传感器设置于所述生活进水管7上。如此，所述控制器可以同时采集采暖水模式下和生活水模式下的温度和流量数据，兼顾两种模式下的壁挂炉输入功率P输出计算。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解的是，它们是相对的概念，可以根据使用、放置的不同方式而相应地变化，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、获取对壁挂炉输入燃气的掺氢比H；
S2、获取壁挂炉的燃气流量Qgas，根据燃气流量Qgas计算出掺氢比为H的燃气对应的壁挂炉输入功率P输入，然后根据壁挂炉输入功率P输入计算出最佳空燃比α0，并根据最佳空燃比α0计算出所述壁挂炉内的目标空燃比监测参数；
S3、采集所述壁挂炉内的当前空燃比监测参数；
S4、比较当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数，并根据比较结果对壁挂炉的风机和燃气比例阀进行调节，使当前空燃比监测参数达到目标空燃比监测参数。
2.如权利要求1所述的一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法，其特征在于：所述空燃比监测参数为空气流量Qair、离子电流I或烟气氧含量Y。
3.如权利要求2所述的一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法，其特征在于：所述空气流量Qair通过设置于所述壁挂炉内的空气流量计采集获得；所述离子电流I通过设置于所述壁挂炉内的离子电流感应针采集获得；所述烟气氧含量Y通过设置于所述壁挂炉内的氧含量传感器采集获得。
4.如权利要求2或3所述的一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法，其特征在于：所述步骤S2中，目标空燃比监测参数通过函数计算：壁挂炉输入功率P输入、燃气流量Qgas之间的函数和燃气的掺氢比H之间的函数关系通过实验数据拟合获得；最佳空燃比α0、壁挂炉输入功率P输入和燃气的掺氢比H之间的函数关系通过实验数据拟合获得；目标空燃比监测参数、壁挂炉输入功率P输入和最佳空燃比α0之间的函数关系通过实验数据拟合获得。
5.如权利要求2所述的一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法，其特征在于：所述空燃比监测参数为空气流量Qair时，所述步骤S3还包括计算出当前实际空燃比α，所述步骤S4中根据当前实际空燃比α与最佳空燃比α0比较结果对壁挂炉的风机和燃气比例阀进行调节。
6.如权利要求1所述的一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：计算当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数的偏差率，在当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数的偏差率大于设定偏差率时，调节壁挂炉的风机和燃气比例阀，使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变，当前空燃比监测参数接近直至达到目标空燃比监测参数。
7.如权利要求1所述的一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
S101、获取壁挂炉的燃气流量Qgas和空气流量Qair；
S102、获取壁挂炉的进水温度T1、出水温度T2和热水流量Qw，并计算出壁挂炉输出功率P输出；
S103、调节至少一次壁挂炉的风机和燃气比例阀，每次调节时使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变、空燃比监测参数增加x％，每次调节后计算出壁挂炉输出功率P′ 输出，并比较P′ 输出和每次调节前的壁挂炉输出功率P输出，直至P′ 输出≦P输出；
S104、调节至少一次壁挂炉的风机和燃气比例阀，每次调节时使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变、空燃比监测参数减小x％，每次调节后计算出壁挂炉输出功率P′ 输出，并比较P′ 输出和每次调节前的壁挂炉输出功率P输出，直至P′ 输出≦P输出，根据此时的P输出计算出对壁挂炉输入燃气的掺氢比H。
8.如权利要求7所述的一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法，其特征在于：所述进水温度T1为采暖回水温度、所述出水温度T2采暖供水温度、热水流量Qw为采暖水流量；或所述进水温度T1为生活进水温度、所述出水温度T2生活出水温度、热水流量Qw为生活水流量。
9.一种燃气壁挂炉，其特征在于：包括燃烧室、主换热器、板式换热器、燃气进气管、采暖回水管、采暖供水管、生活进水管、生活出水管、燃气流量计、监测模块和控制器；
所述燃烧室设有风机；
所述燃气进气管设有燃气比例阀；
所述燃气流量计用于检测壁挂炉的燃气流量Qgas；
所述监测模块用于采集所述壁挂炉内的当前空燃比监测参数；
所述控制器分别连接所述燃气流量计、所述监测模块、所述风机和所述燃气比例阀，所述控制器用于获取对壁挂炉输入燃气的掺氢比H，根据燃气流量Qgas计算出掺氢比为H的燃气对应的壁挂炉输入功率P输入，然后根据壁挂炉输入功率P输入计算出最佳空燃比α0，并根据最佳空燃比α0计算出所述壁挂炉内的目标空燃比监测参数，比较当前空燃比监测参数与目标空燃比监测参数，并根据比较结果对壁挂炉的风机和燃气比例阀进行调节，使当前空燃比监测参数达到目标空燃比监测参数。
10.如权利要求9所述的一种燃气壁挂炉，其特征在于：还包括两温度传感器和热水流量传感器，两所述温度传感器用于分别用于检测壁挂炉的进水温度T1和出水温度T2，所述热水流量传感器用于检测壁挂炉的热水流量Qw；
所述控制器还连接两所述温度传感器和所述热水流量传感器，以获取壁挂炉的燃气流量Qgas和空气流量Qair；获取壁挂炉的进水温度T1、出水温度T2和热水流量Qw，并计算出壁挂炉输出功率P输出；调节至少一次壁挂炉的风机和燃气比例阀，每次调节时使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变、空燃比监测参数增加x％，每次调节后计算出壁挂炉输出功率P′ 输出，并比较P′ 输出和每次调节前的壁挂炉输出功率P输出，直至P′ 输出≦P输出；调节至少一次壁挂炉的风机和燃气比例阀，每次调节时使壁挂炉的燃气流量Qgas保持不变、空燃比监测参数减小x％，每次调节后计算出壁挂炉输出功率P′ 输出，并比较P′ 输出和每次调节前的壁挂炉输出功率P输出，直至P′ 输出≦P输出，根据此时的P输出计算出对壁挂炉输入燃气的掺氢比H。
11.如权利要求10所述的一种燃气壁挂炉，其特征在于：一所述温度传感器和所述热水流量传感器均设置于所述采暖回水管上，另一所述温度传感器设置于所述采暖供水管上。
12.如权利要求10所述的一种燃气壁挂炉，其特征在于：一所述温度传感器和所述热水流量传感器均设置于所述生活进水管上，另一所述温度传感器设置于所述生活出水管上。
13.如权利要求9所述的一种燃气壁挂炉，其特征在于：所述监测模块为设置于所述壁挂炉内的空气流量计，用于检测空气流量Qair；或
所述监测模块为设置于所述壁挂炉内的离子电流感应针，用于检测离子电流I；或所述监测模块为设置于所述壁挂炉内的氧含量传感器，用于检测烟气氧含量Y。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311865713.XA CN117685665A (zh) | 2023-12-28 | 2023-12-28 | 一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法及燃气壁挂炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311865713.XA CN117685665A (zh) | 2023-12-28 | 2023-12-28 | 一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法及燃气壁挂炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117685665A true CN117685665A (zh) | 2024-03-12 |
Family
ID=90128346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311865713.XA Pending CN117685665A (zh) | 2023-12-28 | 2023-12-28 | 一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法及燃气壁挂炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117685665A (zh) |
-
2023
- 2023-12-28 CN CN202311865713.XA patent/CN117685665A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104296386B (zh) | 燃气热水器的控制方法、控制系统及燃气热水器 | |
| CN109269087A (zh) | 燃气热水炉及其监控调节方法、采暖系统 | |
| CN111578306A (zh) | 燃气壁挂炉自适应控制方法、设备和燃气壁挂炉系统 | |
| CN105042799A (zh) | 空调器控制方法、控制装置及空调器 | |
| WO2020107721A1 (zh) | 热泵热水器控制方法及热泵热水器 | |
| CN112146263A (zh) | 热水设备及其控制方法、电子设备 | |
| CN109539568B (zh) | 一种燃气具多气源自适应控制方法及其系统 | |
| KR101482846B1 (ko) | 저탕식 급탕 시스템 | |
| CN112146262B (zh) | 热水设备及热水设备的控制方法、电子设备 | |
| CN117685665A (zh) | 一种掺氢自适应燃气壁挂炉控制方法及燃气壁挂炉 | |
| CN205351793U (zh) | 一种恒温燃气热水器控制器 | |
| CN209944765U (zh) | 一种燃气具多气源自适应控制系统 | |
| CN208108507U (zh) | 一种燃气二次压的调节系统 | |
| CN114857783B (zh) | 可设置采暖与卫浴不同功率输出的控制方法及采暖热水炉 | |
| CN215490389U (zh) | 热水器系统 | |
| CN108917060A (zh) | 制热系统的控制方法及装置、存储介质和制热系统 | |
| CN108050670A (zh) | 空调控制方法及空调器 | |
| CN115264956A (zh) | 一种燃气热水设备的控制方法、燃气热水设备及存储介质 | |
| CN211977249U (zh) | 一种双热能全恒温热水器 | |
| CN212260446U (zh) | 一种烟叶烘烤装置 | |
| CN108302718A (zh) | 空调控制方法及空调器 | |
| CN110220312B (zh) | 一种燃气热水器的控制方法及燃气热水器 | |
| CN117889560A (zh) | 一种自适应燃气壁挂炉的控制方法及燃气壁挂炉 | |
| CN112212357A (zh) | 燃气量控制方法、燃气壁挂炉、燃气热水器和暖通系统 | |
| CN105485933B (zh) | 一种恒温出水的光燃系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |