CN209639233U - 一种燃气热水器及其风机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种燃气热水器及其风机控制系统，包括主控制器、燃气比例阀、比例阀控制电路、比例阀电流反馈电路、风机、风机控制电路、风机电流反馈电路和风机转速反馈电路；比例阀控制电路的输入端连接主控制器，比例阀控制电路的输出端连接燃气比例阀，比例阀电流反馈电路的输入端连接燃气比例阀，比例阀电流反馈电路的输出端连接主控制器，风机控制电路的输入端连接主控制器，风机控制电路的输出端连接风机，风机电流反馈电路的输入端连接风机，风机电流反馈电路的输出端连接主控制器，风机转速反馈电路的输入端连接风机，风机转速反馈电路的输出端连接主控制器。本实用新型通过实时调节风机的电流及转速，可提高抗风能力及燃烧稳定性。

Description

一种燃气热水器及其风机控制系统

技术领域

本实用新型涉及燃气热水器控制技术领域，特别是涉及一种燃气热水器及其风机控制系统。

背景技术

风机作为燃气热水器中的供风系统的核心部件，能够把大气抽取到燃烧室保证燃气充分燃烧，并把燃烧后产生的废气排出热水器。

目前的燃气热水器通常采用转速控制或电压控制，即恒定风速或恒定电压调制风机；当燃气热水器用于某些高层建筑或者海边等其它高气压气旋气流区域时，由于外部气流的风压高，采用固定转速或者恒定电压的控制方式进行排风，废气排放时无法适应外界多变的气压，排风系统存在回流、倒灌风、堵塞等现象，从而造成燃烧不稳定，甚至存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种燃气热水器的风机控制及包括其的燃气热水器，通过实时调整风机的电流及转速，以匹配合适的风量与燃气量，能够适应外部的风压变化，避免排风系统发生回流、倒灌风及堵塞的现象，确保燃气热水器的燃烧稳定性。

为了实现上述目的，本实用新型的第一方面提供一种燃气热水器的风机控制系统，其包括：主控制器、燃气比例阀、比例阀控制电路、比例阀电流反馈电路、风机、风机控制电路、风机电流反馈电路、风机转速反馈电路；

所述比例阀控制电路的输入端连接所述主控制器，所述比例阀控制电路的输出端连接所述燃气比例阀，所述比例阀电流反馈电路的输入端连接所述燃气比例阀，所述比例阀电流反馈电路的输出端连接所述主控制器，所述风机控制电路的输入端连接所述主控制器，所述风机控制电路的输出端连接所述风机，所述风机电流反馈电路的输入端连接所述风机，所述风机电流反馈电路的输出端连接所述主控制器，所述风机转速反馈电路的输入端连接所述风机，所述风机转速反馈电路的输出端连接所述主控制器；

所述主控制器内预置有第一关系表及第二关系表，所述第一关系表中记录风机的基准电流与燃气比例阀的电流的对应关系，所述第二关系表中记录风机的基准转速与风机的电流的对应关系。

作为优选方案，本实用新型的风机控制系统的所述第一关系表中还记录有风机的最大电流与燃气比例阀的电流的对应关系，对于同一个燃气比例阀的电流值，其相应的风机的最大电流值大于其基准电流值；所述第二关系表中还记录有风机的最大转速与风机的电流之间的对应关系，相对于同一个风机的电流值，其相应的风机的最大转速值大于其基准转速值。

作为优选方案，本实用新型风机控制系统的所述第二关系表中还记录有风机的保护转速与风机的电流之间的对应关系，相对于同一个风机的电流值，其相应的风机的保护转速值大于其最大转速值；

所述燃气热水器的风机控制系统还包括燃气阀，所述燃气阀电连接于所述主控制器。

作为优选方案，本实用新型风机控制系统还包括均与所述主控制器电连接的进水温度传感器、出水温度传感器、水流量传感器及用于设定温度的显示器。

同样的目的，本实用新型的第二方面还提供一种燃气热水器，其特征在于，其包括如第一方面所述的燃气热水器的风机控制系统。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

通过在主控制器中提前预置了第一关系表及第二关系表，第一关系表中相对于每一个燃气比例阀的电流值设置有基准电流值，第二关系表中相对于每一个风机的电流值设置有基准转速值，在正常燃烧时，风机的电流持续保持在基准电流，在外部风压发生变化时，风机的转速会提高至基准转速之上，这时候主控制器通过查找第一关系表和第二关系表以运算出与燃气比例阀的电流值匹配的目标电流，并调整风机的电流至目标电流，从而对风机提速，匹配合适的燃气量和风量，使空燃比达到最佳状态，能够实现实时抗风效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种燃气热水器的风机控制方法的流程图；

图2是本实用新型实施例中另一种燃气热水器的风机控制方法的流程图；

图3是本实用新型实施例中的第一关系表的对应关系示意图；

图4是实用新型实施例中的第二关系表的对应关系示意图；

图5是热负荷与风量及燃气量之间的对应关系示意图；

图6是本实用新型实施例中一种燃气热水器的控制系统的结构示意图。

图中，1、主控制器；2、燃气比例阀；3、比例阀控制电路；4、比例阀电流反馈电路；5、风机；6、风机控制电路；7、风机电流反馈电路；8、风机转速反馈电路；9、燃气阀；10、进水温度传感器；20、出水温度传感器；30、水流量传感器；40、显示器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

如图1-图5所示，本实用新型优选实施例的一种燃气热水器的风机控制方法，其包括以下步骤：

获取燃气比例阀的实时电流、风机的实时电流及风机的实时转速；

根据所述燃气比例阀的实时电流及预置的第一关系表，得到风机的实时基准电流，根据所述实时基准电流及预置的第二关系表，得到风机的实时基准转速；

将所述风机的实时电流与所述实时基准电流比较；

当所述风机的实时电流小于所述实时基准电流时，调整风机的电流至所述实时基准电流；

将所述风机的实时转速与所述实时基准转速比较；

当所述风机的实时转速大于所述实时基准转速时，根据所述第二关系表得到将所述实时转速作为基准转速时所对应的风机的电流值，并将此电流值定义为目标电流I_m；

其中，在第一关系表中记录了风机的基准电流I_FJ与燃气比例阀的电流的对应关系，具体参照附图3所示；在第二关系表中记录了风机的基准转速R_FJ与风机的电流的对应关系，具体参照附图4可知。

在本实施例中，将燃气比例阀的实时电流标注为I_B，将风机的实时电流标注为I_F，将风机的实时转速标注为R_F，在热水器燃烧过程中，根据燃气比例阀的实时电流以控制风机的实时转速及风机的实时电流；另外，参阅图3和图4所示，具体控制过程中，对应于燃气比例阀的实时电流I_B及风机的实时电流I_F，通过查找第一关系表能够得到与其相对应的燃气比例阀的实时基准电流I_FJ，并通过实时基准电流I_FJ和第二关系表，得到相对应的风机的实时基准转速R_FJ；当风机受到外界风压的影响时，风机的转速会下降，此时通过将风机的转速提速至风机的实时基准转速以进行补偿；然后再实时监控风机的转速，当风机的实时转速R_F大于风机的实时基准转速R_FJ时，将第二关系表中的基准转速匹配为风机的实时转速R_F，以得到相应的风机的目标电流I_m，然后将风机的电流进一步增加至目标电流I_m，对风机实现进一步提速，以匹配满足当下风量的需求，能够提高抗风能力，实现燃气热水器的稳定燃烧。

进一步地，本实施例中的第一关系表中还记录有风机的最大电流与燃气比例阀的电流的对应关系，对于同一个燃气比例阀的电流值，其相应的风机的最大电流值大于其基准电流值；所述第二关系表中还记录有风机的最大转速与风机的电流之间的对应关系，相对于同一个风机的电流值，其相应的风机的最大转速值大于其基准转速值；在调整所述风机的电流至所述目标电流后，还包括以下步骤：

根据燃气比例阀的实时电流及所述第一关系表，得到风机的实时最大电流I_Fmax，并根据所述实时基准电流及第二关系表，得到风机的实时最大转速R_Fmax；

将所述风机的实时转速与所述实时最大转速比较；

当所述风机的实时转速大于所述实时最大转速时，则表明排风系统发生较大的改变，燃气量和风量匹配变化较大，此时调整所述风机的电流至所述实时最大电流，以匹配满足当下燃气量及风量的需求，实现最佳抗风稳定燃烧。

本实施例中，为了保证燃气热水器燃烧的安全性能，所述第二关系表中还记录有风机的保护转速与风机的电流之间的对应关系，相对于同一个风机的电流值，其相应的风机的保护转速值大于其最大转速值；在调整所述风机的电流至所述实时最大电流之后，还包括以下步骤：

根据所述风机的实时基准电流及所述第二关系表，得到风机的实时保护转速；

将所述风机的实时转速与所述实时保护转速比较；

当所述风机的实时转速大于所述实时保护转速时，表明排风系统已经发生了严重堵塞，此时关闭燃气阀，进行故障提示及显示处理等。

开机时，为了使出水温度达到设定的温度，在获取燃气比例阀的实时电流、风机的实时电流及风机的实时转速之前，还包括以下步骤：

获取进水温度、出水温度及水流量；

根据所述进水温度、所述出水温度、所述水流量及设定的温度值计算出所需的热负荷；

附图5示出了热负荷与风量及燃气量的对应关系，根据所述热负荷及附图5所示的对应关系，调整风机的电流和燃气比例阀的电流，以使所述出水温度等于所述设定温度。

同样的目的，具体请参阅附图6所示，本实用新型实施例还提供一种燃气热水器的风机控制系统，其包括：主控制器1、燃气比例阀2、比例阀控制电路3、比例阀电流反馈电路4、风机5、风机控制电路6、风机电流反馈电路7及风机转速反馈电路8。

所述比例阀控制电路3的输入端连接所述主控制器1，所述比例阀控制电路3的输出端连接所述燃气比例阀2，所述比例阀电流反馈电路4的输入端连接所述燃气比例阀2，所述比例阀电流反馈电路4的输出端连接所述主控制器1，用来检测燃气比例阀2的实时供应燃气量比例阀开度所对应的电流；所述风机控制电路6的输入端连接所述主控制器1，所述风机控制电路6的输出端连接所述风机5，为风机5提供PWM脉宽占空比调制，通过改变PWM占空比大小即可为风机5提供相应的电流；所述风机电流反馈电路7的输入端连接所述风机5，所述风机电流反馈电路7的输出端连接所述主控制器1，所述风机转速反馈电路8的输入端连接所述风机5，所述风机转速反馈电路8的输出端连接所述主控制器1，风机电流反馈电路7和风机转速反馈电路8作为风机5的电流及转速的检测单元，用来检测风机的实时供应风量；所述主控制器1及第二关系表，所述第一关系表中记录风机的基准电流与燃气比例阀的电流的对应关系，所述第二关系表中记录风机的基准转速与风机的电流的对应关系。

本实施例中，风机5为直流调速风机，直流调速风机采用恒电流控制及脉宽调制驱动，为燃气热水器燃烧提供风量，燃气比例阀采用恒电流控制及脉宽调制驱动，为热水器提供燃气量；燃气热水器通过燃气比例阀电流匹配风机电流，以达到多能源燃烧最佳空燃比，实时对热水器燃烧工况稳定、安全、可靠高抗风能力进行监控。

进一步地，本实施例中，所述第二关系表中还记录有风机的保护转速与风机的电流之间的对应关系，相对于同一个风机的电流值，其相应的风机的保护转速值大于其最大转速值；

所述燃气热水器的风机控制系统还包括燃气阀9，所述燃气阀9电连接于所述主控制器4，当检测到风机5的实时转速大于实时保护转速时，主控制器1关闭燃气阀9，以进行故障提示及显示处理等。

本实施例中，为了能够使出水温度达到预设的温度，燃气热水器的风机控制系统还包括与所述主控制器1电连接的进水温度传感器10、出水温度传感器20、水流量传感器30及用于设定温度的显示器40。

同样地，本实用新型实施例还提供一种燃气热水器，其包括上述的风机控制系统。

本实用新型实施例中的燃气热水器，由于包括上述的风机控制系统，因此具有上述风机控制系统的所有有益效果，在此不作一一陈述。

综上，本实用新型实施例提供一种燃气热水器的风机控制控制系统及包括该风机控制系统的燃气热水器，通过在主控制器中提前预置了第一关系表及第二关系表，第一关系表中预置了风机的基准电流值与燃气比例阀的电流值的相对关系，第二关系表中风机的基准转速值与风机的电流的相对关系；在正常燃烧时，风机的电流保持在基准电流，在外部风压发生较大变化时，风机的转速高于基准转速，主控制器通过查找第一关系表和第二关系表运算出与燃气比例阀的实时电流相匹配的目标电流，并将风机调整至目标电流运行，从而对风机提速，以匹配合适的燃气量和风量，使空燃比达到最佳状态，能够提高抗风能力，实现稳定燃烧。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种燃气热水器的风机控制系统，其特征在于，包括：主控制器、燃气比例阀、比例阀控制电路、比例阀电流反馈电路、风机、风机控制电路、风机电流反馈电路、风机转速反馈电路；

所述比例阀控制电路的输入端连接所述主控制器，所述比例阀控制电路的输出端连接所述燃气比例阀，所述比例阀电流反馈电路的输入端连接所述燃气比例阀，所述比例阀电流反馈电路的输出端连接所述主控制器，所述风机控制电路的输入端连接所述主控制器，所述风机控制电路的输出端连接所述风机，所述风机电流反馈电路的输入端连接所述风机，所述风机电流反馈电路的输出端连接所述主控制器，所述风机转速反馈电路的输入端连接所述风机，所述风机转速反馈电路的输出端连接所述主控制器；

所述主控制器内预置有第一关系表及第二关系表，所述第一关系表中记录风机的基准电流与燃气比例阀的电流的对应关系，所述第二关系表中记录风机的基准转速与风机的电流的对应关系。

2.如权利要求1所述的燃气热水器的风机控制系统，其特征在于，所述第一关系表中还记录有风机的最大电流与燃气比例阀的电流的对应关系，对于同一个燃气比例阀的电流值，其相应的风机的最大电流值大于其基准电流值；所述第二关系表中还记录有风机的最大转速与风机的电流之间的对应关系，相对于同一个风机的电流值，其相应的风机的最大转速值大于其基准转速值。

3.如权利要求2所述的燃气热水器的风机控制系统，其特征在于，所述第二关系表中还记录有风机的保护转速与风机的电流之间的对应关系，相对于同一个风机的电流值，其相应的风机的保护转速值大于其最大转速值；

所述燃气热水器的风机控制系统还包括燃气阀，所述燃气阀电连接于所述主控制器。

4.如权利要求1-3中任一项所述的燃气热水器的风机控制系统，其特征在于，还包括均与所述主控制器电连接的进水温度传感器、出水温度传感器、水流量传感器及用于设定温度的显示器。

5.一种燃气热水器，其特征在于，包括如权利要求1-4中任一项所述的燃气热水器的风机控制系统。