CN202158666U - 燃气热水器内压反馈调节系统 - Google Patents

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李键
刘联产
张鑫
韩天雷
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海尔集团公司
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Abstract

本实用新型提供了一种燃气热水器内压反馈调节系统,包括:排风风压检测单元,用于检测燃气热水器排风口处所排放的废气风压;风机转速检测单元,用于检测燃气热水器的风机转速;控制单元,与排风风压检测单元和风机转速检测单元连接,存储有不同风机转速对应不同废气风压的风道状态函数曲线,用于据此确定出排风风压检测单元和风机转速检测单元的废气风压和风机转速值对应的当前风道状态,并生成相应的燃气热水器的风机转速控制信号;风机转速控制单元,与控制单元连接,用于根据控制单元的风机转速控制信号控制风机转速。依据检测排风风道所排风压变化,判断风道是否被堵塞,并控制风机转速,提高用户使用安全。

Description

燃气热水器内压反馈调节系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种燃气热水器内压反馈调节系统。 背景技术
[0002] 如图1示出了燃气热水器,主要包括:水路管道10 ;为水路管道10加热的燃烧设备,燃烧设备包括燃气进气阀11和燃烧装置及换热系统12 ;与燃烧装置及换热系统12通路相通的风机13,以及与该风路相通的排风风道16 ;另外,还包括控制燃烧装置燃烧风机 13的控制装置14。
[0003] 现有燃气热水器是通过烟管和风机将燃烧后的烟气排出室外,如果在燃烧过程中出现风堵或者烟管被异物堵住的情况,造成尾气无法正常排出室外,不但会造成火焰离焰或者燃烧不充分,还会产生震动等情况,给用户造成极大的安全隐患。
实用新型内容
[0004] 有鉴于此,本实用新型的主要目的在于提供一种燃气热水器内压反馈调节系统。 依据检测排风风道所排风压变化,判断风道是否被堵塞,并控制风机转速,提高用户使用安全。
[0005] 本实用新型提供的燃气热水器内压反馈调节系统包括:
[0006] 排风风压检测单元210,用于检测燃气热水器排风口处所排放的废气风压;
[0007] 风机转速检测单元220,用于检测燃气热水器的风机转速;
[0008] 控制单元230,与排风风压检测单元210和风机转速检测单元220连接,存储有不同风机转速对应不同废气风压的风道状态函数曲线,用于据此确定出排风风压检测单元 210和风机转速检测单元220的废气风压和风机转速值对应的当前风道状态,并生成相应的燃气热水器的风机转速控制信号;
[0009] 风机转速控制单元MO,与控制单元230连接,用于根据控制单元230的风机转速控制信号控制风机转速。
[0010] 由上,通过检测排风风道所排风压变化,判断风道是否被堵塞,并控制风机转速, 实现提高用户使用安全。
[0011] 可选的,控制单元230还用于根据确定出的当前风道状态,并生成相应的燃气热水器的燃气比例阀开度控制信号;
[0012] 还包括,燃气比例阀开度控制单元250,与控制单元230连接,用于根据控制单元 230的燃气比例阀开度控制信号控制燃气比例阀的开度大小。
[0013] 由上,实现当燃气热水器燃烧过量或燃烧不足时,控制燃气比例阀的开度大小,保证用户安全。
[0014] 可选的,所述控制单元230包括:
[0015] 存储单元231,用于存储不同风机转速对应不同废气风压的风道状态函数曲线;
[0016] 风道状态确定单元232,与存储单元231连接,用于根据排风风压检测单元210和风机转速检测单元220的废气风压和风机转速值在所述风道状态函数曲线中的位置确定当前风道状态;
[0017] 风机控制输出单元233,与风道状态确定单元232连接,用于根据所确定出的当前风道状态生成相应的燃气热水器的风机转速控制信号;
[0018] 比例阀控制输出单元234,与风道状态确定单元232连接,用于根据所确定出的当前风道状态生成相应的燃气热水器的燃气比例阀开度控制信号。
[0019] 由上,通过对所检测的风机转速以及废气风压,确定风道状态,实现实时调控,确保热水器稳定运行。
[0020] 可选的,还包括连接在排风风压检测单元210与控制单元230之间的信号放大单
元 260 ο
[0021] 其中,所述信号放大单元260为比较器放大电路。
[0022] 由上,实现所检测的废气风压信号进行放大处理。
[0023] 可选的,所述风机转速控制单元240包括:
[0024] 整流单元Μ1,其用于将外接的交流电进行整流转换为风机工作用直流电;
[0025] 控制信号放大单元Μ2,用于将控制单元230的风机转速控制信号进行信号放大;
[0026] 斩波电路单元Μ3,与整流单元241和控制信号放大单元242连接,用于将控制信号放大单元242放大后的风机转速控制信号斩波后与整流单元241相接向风机的供电。
[0027] 较佳的,所述风机转速控制单元240还包括:
[0028] 滤波单元Μ4,连接在斩波电路单元Μ3向风机供电的电路中。
[0029] 其中,所述整流单元241为全桥二极管整流电路;控制信号放大单元242为三极管放大电路;斩波电路单元243为MOSFET开关电路;滤波单元244为LC滤波电路。
[0030] 由上,实现确保所述控制单元发出信号的稳定。
附图说明
[0031] 图1为现有技术燃气热水器的系统组成图;
[0032] 图2为本实用新型燃气热水器内压反馈调节系统原理图;
[0033] 图3为本实用新型控制单元内部原理图;
[0034] 图4为本实用新型燃气热水器内压反馈调节系统部分电路图;
[0035] 图5为本实用新型燃气热水器内压反馈调节系统工作流程图;
[0036] 图6为本实用新型存储单元所存储的风道状态函数曲线图。
具体实施方式
[0037] 下面结合附图详细介绍本实用新型所提供的燃气热水器内压反馈调节系统。如图 2所示,热水器内压反馈调节系统包括:排风风压检测单元210、风机转速检测单元220、控制单元230、风机转速控制单元240和燃气比例阀开度控制单元250。其中,
[0038] 排风风压检测单元210,设置于排风风道16的排风口处,用于检测排风口处所排放的废气风压。其中,排风风压检测单元210由风压传感器实现。
[0039] 信号放大单元沈0,用于将排风风压检测单元210所检测的排放的废气风压信号进行放大,然后输入到控制单元230。其中,信号放大单元沈0由比较器信号放大电路实现。[0040] 风机转速检测单元220,用于检测燃气设备的风机的转速。风机转速检测单元220 可设置在风机内部或外部,在如图4所示实施例中,风机转速检测单元220设置于风机外部。
[0041] 控制单元230,分别与排风风压检测单元210和风机转速检测单元220连接。控制单元230由单片机实现,存储有不同转速下所对应的排风口所排放废气不同风压所对应的风道状态,并用于根据排风风压检测单元210和风机转速检测单元220的检测值,确定出对应的风道状态,根据所确定出的风道状态发出控制风机转速的控制信号以及控制比例阀开度角度的控制信号。如图3所示,出了控制单元230的内部原理图,包括:
[0042] 存储单元231,用于存储风机在不同转速下所对应的排风口所排放废气不同风压所对应的风道状态函数曲线。如图6示出了上述风道状态函数曲线,其中,横坐标所对应风机转速V,纵坐标所对应废气风压P,风道状态函数曲线①表示加热管道畅通且存在过度燃烧的情况,风道状态函数曲线②表示最适燃烧情况,风道状态函数曲线③表示加热管道内存在堵塞而无法充分燃烧的情况。由此不难理解,当热水器运行在A区域时,表示风道内无堵塞处于正常状态,且存在燃气过分燃烧情况。当热水器运行在B区域时,表示热水器工作正常,但存在燃气轻微过度燃烧的情况。当热水器运行在C区域时,表示表示热水器工作正常,但存在燃气轻微不完全燃烧的情况。当热水器运行在D区域时,表示燃气因风道内堵塞而无法正常燃烧。
[0043] 其中,风道状态函数曲线②可以根据测试采样获得,风道状态函数曲线①与风道状态函数曲线③可以是风道状态函数曲线②加上或减去一定的权值获得。
[0044] 风道状态确定单元232,与存储单元231连接,用于接收排风风压检测单元210和风机转速检测单元220的检测值,并据此查询存储单元231中的上述风道状态函数曲线,以确定燃气设备对应的风道状态,并生成控制风机开启、关闭转速变化的控制信号以及控制比例阀开度的控制信号并输出。
[0045] 风机控制输出单元233,与风道状态确定单元232连接,用于在风道状态确定单元 232确定出需调整风机转速时,输出相应的控制信号,该控制信号包括风机的开启、关闭、转速变化控制信号。
[0046] 比例阀控制输出单元234,与风道状态确定单元232连接,用于在风道状态确定单元232确定出需调整燃气设备的燃气比例阀开度时,输出相应的控制信号。
[0047] 其中,在如图4所示的实施例中,所述控制单元230由MCU实现。
[0048] 风机转速控制单元MO,与控制单元230连接,用于根据控制单元230的风机控制输出单元233输出的控制信号控制风机转速。
[0049] 燃气比例阀开度控制单元250,与控制单元230连接,用于根据控制单元230的比例阀控制输出单元234输出的相应控制信号控制燃气比例阀的开度大小。
[0050] 如图4示出了燃气热水器内压反馈调节系统的部分电路图,其中,图4还示出了风机转速控制单元MO内部原理图,如图所示,风机转速控制单元240包括:
[0051] 整流单元Ml,其用于将经过变压器变压后的交流电进行整流转换为40V的直流电,即风机工作用电。其中,整流单元MI由全桥二极管整流电路实现。
[0052] 控制信号放大单元M2,用于将来自控制单元230的控制风机的转速控制信号进行信号放大。其中,控制信号放大单元M2由三极管放大电路实现。[0053] 斩波电路单元M3,与整流单元241和控制信号放大单元242连接,用于将控制信号放大单元242处理后的控制信号进行斩波,并与整流单元241相接经整流后给风机供电。 其中,斩波电路单元M3由MOSFET电路实现。
[0054] 滤波单元M4,与斩波电路单元243连接,用于将斩波电路单元243处理后的电信号进行滤波,转换为平直的直流信号,再传递给风机。其中,滤波单元244由LC滤波电路实现。
[0055] 另外,燃气热水器内压反馈调节系统还包括报警装置(未图示),与控制单元230 连接。当所述控制单元230检测排风风道16堵塞时,向报警装置发送相应控制信号,控制报警装置开启。
[0056] 其他电路连接,如燃气比例阀开度控制单元250的连接不再赘述。
[0057] 下面,参见图5示出的燃气热水器风机控制流程图,对本实用新型工作原理进行说明,包括以下步骤:
[0058] Sl :系统上电,进入启动模式。
[0059] S2 :判断用户是否有热水需求,即判断是否有足够压力的水流流入水路管道10。 当水流流过管道10的流量传感器检测到有足够压力的水流流进水路管道10时,点火器开始点火,同时煤气燃气阀打开,燃气释放,遇到点火器的高压电火花开始燃烧,点火检测电路检测到火苗后停止点火。
[0060] S3 :使用过程中,通过风机转速检测单元220检测风机转速,以及通过排风风压检测单元210检测排风口处所排放的废气风压。上述检测信号通过信号放大单元260将该信号放大后传输给控制单元230。控制单元230中的风道状态确定单元232调用存储单元231 所存储的如图6示出的风道状态函数曲线所对应的函数以确定风道状态。若确定燃烧处于 A区域,表示风道畅通且燃烧过量,则风道状态确定单元232首先通过比例阀控制输出单元 234输出所述相应的控制信号至燃气比例阀开度控制单元250,控制减小燃气比例阀的开度。若确定燃烧处于D区域,表示并未完全燃烧,风道状态确定单元232输出控制信号,控制增大燃气比例阀的开度。处于B或C区域的调整过程与A或D相似,此处不再赘述。
[0061] S4 :继续通过风机转速检测单元220检测风机转速,以及通过排风风压检测单元 210检测排风口处所排放的废气风压。若风道状态确定单元232确定燃烧仍然处于D区域, 则可判定为排风风道16堵塞,进入步骤S8,否则表示工作正常,继续步骤S5。
[0062] S5 :若经过步骤S3调节进气量后,风道状态确定单元232所确定燃烧处于B或C 区域,表示燃气热水器工作正常则风道状态确定单元232输出相应控制信号至风机控制输出单元233,风机控制输出单元233将所述控制信号进行转换后输出至风机转速控制单元 240,具体来说,若处于B区域,相应减小风机转速;处于C区域,相应增加风机转速使燃气热水器的燃烧接近风道状态函数曲线②,达到最稳定工作状态。调节风机转速的具体工作原理为:风机转速控制单元240中的整流单元241将所输入的交流电转换为驱动风机工作的 40V直流电。风机控制输出单元233输出的控制信号经控制信号放大单元242放大、斩波电路单元243斩波以及滤波单元244进行滤波处理后,进入风机,调节风机转速。同时控制单元230继续调节进气量以消除误差,保证系统正常运行。
[0063] S6 :调整过程中同时判断用户是否停水,若停水进入步骤S7,否则返回步骤S3,继
续调整。
6[0064] S7 :水流逐渐停止进入水路管道10,由此火焰熄灭,燃气燃烧停止。
[0065] S8 :确定排风风道16堵塞,控制单元230发送控制信号,控制燃气进气阀关闭,并发送报警信号。
[0066] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1. 一种燃气热水器内压反馈调节系统,其特征在于,包括:排风风压检测单元010),用于检测燃气热水器排风口处所排放的废气风压; 风机转速检测单元020),用于检测燃气热水器的风机转速;控制单元030),与排风风压检测单元OlO)和风机转速检测单元(220)连接,存储有不同风机转速对应不同废气风压的风道状态函数曲线,用于据此确定出排风风压检测单元 (210)和风机转速检测单元O20)的废气风压和风机转速值对应的当前风道状态,并生成相应的燃气热水器的风机转速控制信号;风机转速控制单元040),与控制单元(230)连接,用于根据控制单元O30)的风机转速控制信号控制风机转速。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,控制单元(230)还用于根据确定出的当前风道状态,并生成相应的燃气热水器的燃气比例阀开度控制信号;还包括,燃气比例阀开度控制单元050),与控制单元(230)连接,用于根据控制单元 (230)的燃气比例阀开度控制信号控制燃气比例阀的开度大小。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述控制单元(230)包括:存储单元031),用于存储不同风机转速对应不同废气风压的风道状态函数曲线; 风道状态确定单元032),与存储单元(231)连接,用于根据排风风压检测单元(210) 和风机转速检测单元O20)的废气风压和风机转速值在所述风道状态函数曲线中的位置确定当前风道状态;风机控制输出单元033),与风道状态确定单元(23¾连接,用于根据所确定出的当前风道状态生成相应的燃气热水器的风机转速控制信号;比例阀控制输出单元034),与风道状态确定单元(23¾连接,用于根据所确定出的当前风道状态生成相应的燃气热水器的燃气比例阀开度控制信号。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括连接在排风风压检测单元(210)与控制单元(230)之间的信号放大单元060)。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述信号放大单元(沈0)为比较器放大电路。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述风机转速控制单元(MO)包括: 整流单元041),其用于将外接的交流电进行整流转换为风机工作用直流电;控制信号放大单元042),用于将控制单元Q30)的风机转速控制信号进行信号放大; 斩波电路单元043),与整流单元(Ml)和控制信号放大单元(¾¾连接,用于将控制信号放大单元(¾¾放大后的风机转速控制信号斩波后与整流单元(Ml)相接向风机的供 H1^ ο
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述风机转速控制单元(MO)还包括: 滤波单元044),连接在斩波电路单元043)向风机供电的电路中。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述整流单元041)为全桥二极管整流电路;控制信号放大单元(M2)为三极管放大电路;斩波电路单元(M3)为MOSFET开关电路;滤波单元044)为LC滤波电路。
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