CN201748657U - 一种普通强排气燃气快速热水器的控制系统 - Google Patents

一种普通强排气燃气快速热水器的控制系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种普通强排气燃气快速热水器的控制系统，包括单片机，所述单片机经比例阀驱动控制电路与主进气管上设置的比例阀电连接。本实用新型在主进气管上设置比例阀，在控制系统中采用比例阀驱动控制电路，利用比例阀的可以线性调节开度的特性，使热水器整机的工作热负荷在最小2.0L/min至最大10L/min(最大热负荷可以调节)，分段数可以根据需要任意设定，并通过面板按键来设定火力(负荷)段，使火力(负荷)调节精确，选择范围宽，以满足使用的需要，同时，采用调节风机转速的控制电路，根据火力(负荷)大小，调节鼓风机的风量进行配合，提高燃烧效率，以满足能效要求，达到节能目的。

Description

一种普通强排气燃气快速热水器的控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种采用交流供电的普通全自动强制排气燃气快速热水器，特别是一种普通强排气燃气快速热水器的控制系统。
背景技术
全自动强制排气式燃气快速热水器(简称强排热水器)从整机的复杂程度、价格成本和使用舒适性等方面来划分，可以分为普通强排热水器和智能恒温强排热水器。
现有的普通强排热水器在燃气通路上有两道独立的自吸阀或一道对立的自吸阀加一道独立的水-气联动机械阀来控制气路的导通或截止，然而自吸阀或水-气联动机械阀都只有开启和关闭两个状态，开启时，它们都只能开启到最大状态，但是其不能控制开度的大小，所以要调节进气量的多少，只能在气路上再增加一个气量调节装置5，通过左右调节气量开关来控制进气量的多少，从而达到控制热水器火力(负荷)大小的目的，如图1和2所示。在热水器的控制器上控制燃气阀的电路中，也只需一套简单的控制回路，即用一个功率三极管做电子开关，一端连接气阀电源，一端连接气阀。
如图4所示，为现有普通强排热水器的控制系统，包括单片机以及与单片机连接的风机驱动控制电路、电磁阀驱动控制电路、点火器驱动控制电路、出水温度检测电路、水流量检测电路(或水动开关)、火焰检测电路、风机转速检测电路(或风压开关检测电路)、电源电路、故障检测电路和单片机外围电路。
综上所述，由于现有普通强排热水器采用的上述结构及其控制系统，使其工作时存在以下问题：1、由于其热负荷通常是一个固定的值，即火力大小是固定的，该火力(负荷)大小由用户在使用前通过气量或水量调节机械装置设定，虽然这样可以将气量或水量调大或调小，达到调节火力(负荷)的目的，但是这样的火力(负荷)设定只有一个较小的范围，而且机械调节装置的调节刻度比较模糊，调节精度不高，造成普通强排热水器使用的舒适性和便捷性不高；2、使用的普通电磁阀，不具有稳定燃气气压的作用，若要稳定燃气气压则需要单独增加稳压阀，这样又使成本较高。
为了克服上述气量调节装置调节范围有限的问题，有些普通强排热水器采用了分段燃烧的技术，即在气路上增加一个分段阀，通过将燃烧器分段，同时与气量调节装置相配合的方式来调节火力(负荷)的大小。如图3所示，当需要较小火力的时候，将自吸阀2关闭，燃烧器A6上的火焰熄灭，只有自吸阀1和自吸阀3开启，热水器B7上的火焰保持，同时以气量调节装置5配合调节，最终达到调节目的。如果采用这种分段燃烧的方式，通过增加分段的段数，虽然可以将热水器的火力(负荷)在很大的范围内进行调节，但是如果增加的段数太多，则会使结构变得复杂，且成本也增加较多。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种成本低，可线性调节气量开度，且调节精度高、选择范围宽的普通强排气燃气快速热水器的控制系统。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种普通强排气燃气快速热水器的控制系统，包括单片机，其特征在于：所述单片机经比例阀驱动控制电路与主进气管上设置的比例阀电连接。
本实用新型所述的普通强排气燃气快速热水器的控制系统，其所述单片机连接有风机调速驱动控制电路。
本实用新型所述的普通强排气燃气快速热水器的控制系统，其所述比例阀驱动控制电路通过单片机与面控器通讯电路连接。
本实用新型在主进气管上设置比例阀，在控制系统中采用比例阀驱动控制电路，利用比例阀的可以线性调节开度的特性(其开度大小在一定范围内可以任意调节)，使热水器整机的工作热负荷在最小2.0L/min至最大10L/min(最大热负荷可以调节)，分段数可以根据需要任意设定，并通过面板按键来设定火力(负荷)段，使火力(负荷)调节精确，选择范围宽，以满足使用的需要，同时，采用调节风机转速的控制电路，根据火力(负荷)大小，调节鼓风机的风量进行配合，提高燃烧效率，以满足能效要求，达到节能目的。
附图说明
图1和图2是现有普通强排热水器控制器的结构示意图。
图3是现有普通强排热水器控制器采用了分段阀的结构示意图。
图4是现有普通强排热水器的控制系统原理框图。
图5是本实用新型主控制器的结构示意图。
图6是本实用新型的控制系统原理框图。
图7是本实用新型的电路原理图。
图中标记：1、2、3为自吸阀，4为主进气管，5为气量调节装置，6为燃烧器A，7为燃烧器B，8为分段阀，9为比例阀。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图5和6所示，一种普通强排气燃气快速热水器的控制系统，包括单片机，所述单片机经比例阀驱动控制电路与主进气管4上设置的比例阀9电连接，所述单片机还连接有风机调速驱动控制电路，利用比例阀开度在一定范围内可以任意调整的特性，再在不同的火力(负荷)段下配以适当的风量，使风量-燃气比配合得当，供燃烧使用。
其中，所述比例阀驱动控制电路通过单片机与面控器通讯电路连接，所述单片机上还连接有其他控制电路，所示其他控制电路包括主电磁阀驱动控制电路、分段阀驱动控制电路、点火器驱动控制电路、出水温度检测电路、水流量检测电路、火焰检测电路、风机转速检测电路(或风压开关检测电路)、电源电路、故障检测电路和单片机外围电路。
如图7所示，所述比例阀驱动控制电路包括电阻R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、二极管V5、三极管V29、V31和电容C15、C17，所述电阻R25和R26并联后一端通过电阻R62与比例阀驱动控制电路连接，其另一端接地，构成反馈回路，所述三极管V29的发射极接口XS6连接，集电极接电源，其基极通过电阻R23与三极管V31的发射极连接，三极管V31的集电极接地，其基极与运放输出控制电路连接，所述电阻R24一端与接口XS6连接，另一端与电容C17一端连接，C17的另一端接地，所述二极管V5的正极与接口XS6连接，负极接地，所述电阻R18一端与电容C15连接，其另一端与电阻R16和R17的并联点连接后与驱动D2E连接。
所述风机调速驱动控制电路包括电阻R1、R2、R59、熔断器F1、F2、电容C1、C3、电感L1、压敏电阻R68、可控硅V25和光耦N4，所述熔断器F2一端与接口XS1连接，另一端与电感L1连接，熔断器F1一端与接口XS1连接，另一端与并联的电容C1和压敏电阻R68连接，电感L1与可控硅V25连接，可控硅V25与光耦N4连接，光耦N4分别与电阻R59和驱动D2C连接，所述电容C3的一端与R1和R3串联，C3的另一端与接口XS9连接。
所述面控器通讯电路包括电阻R34、R35、R36、R37、R38、R39、三极管V26、V27和电容C16，所述三极管V27的发射极通过电阻R37与接口XS8连接，集电极接地，其基极通过电阻R38与单片机连接，所述三极管V26的发射极通过电阻R34与接口XS8连接，其集电极接地，基极通过电阻R35与单片机连接，电阻R36、R39接电源后分别与三极管V26、V27的基极连接。
其中所述火焰检测电路、点火器驱动控制电路、出水温度检测电路、风机转速检测电路(或风压开关检测电路)、分段阀驱动控制电路、自吸阀驱动控制电路、电源电路、故障检测电路和单片机外围电路与现有普通强排热水器的控制电路基本相同。
本实用新型采用控制燃气比例阀的控制电路，利用比例阀的可以线性调节开度的特性(其开度大小在一定范围内可以任意调节)，使热水器整机的工作热负荷在最小2.0L/min至最大10L/min(最大热负荷是可以调节的，需要根据热水器整机的设计特性来决定，本发明以最大热负荷为10L的热水器来进行说明)的范围内均匀分配，形成若干个火力(负荷)段，分段数可以根据需要任意设定，例如，按2.0L/min、2.5L/min、3.0L/min、4.0L/min、5.0L/min、6.0L/min、7.0L/min、8.0L/min、9.0L/min、10.0L/min，这10段进行划分，并通过面板按键来设定这10段火力(负荷)，使用户的火力(负荷)调节精确，选择范围宽，以满足使用的需要，同时，采用调节风机转速的控制电路，根据火力(负荷)大小，调节鼓风机的风量进行配合，提高燃烧效率，以满足能效要求，达到节能目的。
本实用新型的工作流程：a、接通电源，控制系统进入待机工作状态，此时控制系统会进行自检，控制系统默认是第4火力(负荷)段，在该状态下通过面板控制器可以根据需要任意设置10个火力(负荷)段中的一个，从1至10。
b、开水，当控制系统检测水流信号达到规定的启动流量后，开启风机高速进入前清扫工作状态。
c、前清扫完成后，控制系统控制进入点火开阀工作状态，风机降低转速，开启点火器，开启电磁阀。
d、当点火开阀动作完成，控制系统检测到火焰信号后，进入正常燃烧工作状态，在该状态下也可通过面板控制器按需要任意设置10个火力(负荷)段中的一个，单片机按火力(负荷)设定向比例阀驱动控制电路输出一个控制值，同时向风机调速驱动控制电路输出一个控制值，使比例阀和风机按设定输出。例如，在第4火力(负荷)段下，比例阀驱动电压(电流)输出为DC9.30V(115mA)，风机驱动电压输出为AC120V。
e、关水，当控制系统检测水流信号达到规定的关闭流量后，进入后清扫工作状态，关闭电磁阀，风机低速并延迟30秒后，关闭风机。
f、后清扫状态完成后，重新进入待机状态。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种普通强排气燃气快速热水器的控制系统，包括单片机，其特征在于：所述单片机经比例阀驱动控制电路与主进气管上设置的比例阀电连接。
2.根据权利要求1所述的普通强排气燃气快速热水器的控制系统，其特征在于：所述单片机连接有风机调速驱动控制电路。
3.根据权利要求1或2所述的普通强排气燃气快速热水器的控制系统，其特征在于：所述比例阀驱动控制电路通过单片机与面控器通讯电路连接。
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