CN220397833U - 一种强抽式燃气热水器 - Google Patents
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Abstract
一种强抽式燃气热水器，包括燃烧器、热交换器、风机和控制器，控制器通过燃气比例阀控制供向燃烧器的燃气量，风机位于热交换器的上方，热交换器的出气端通过集烟罩与风机相连通，还包括烟温传感器，烟温传感器设置在热交换器的出气端和/或集烟罩上，烟温传感器实时采集烟气温度T实时并反馈给控制器，控制器根据烟气温度T实时来控制燃气比例阀的输入电流I和/或风机的转速R：当烟气温度处于“可控预设温度阈值”范围内；超出“可控预设温度阈值”范围；超出“可控预设温度阈值”并严重超标时，均对应不同应对措施。按照本实用新型具有如下优点：安全系数高、应对能力强、判定逻辑严谨、能源利用率高、甚至能减少酸性冷凝水排放量。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃气热水器技术领域，尤其涉及一种强抽式燃气热水器。
背景技术
燃气热水器是以燃气作为燃料，通过燃烧加热的方式将热量传递到流经热交换器的冷水中以达到制备热水目的的一种燃烧器具，其内部燃烧空间通过排烟管与室外空气连通，在风机的作用下，燃气燃烧后产生的高温烟气被排放到室外以避免污染室内环境。根据风机位置的不同，可以将燃气热水器分为强抽式和强鼓式两种产品。在强抽式燃气热水器中，高温烟气的温度指标是判定燃气是否进行了充分燃烧、热交换是否充分进行、是否存在排烟管堵塞、外界大风及其他特殊天气条件导致燃烧异常现象等的重要因素(强鼓式燃气热水器则在高温烟气中混杂过多空气而无法准确反映工况)，因此，为了进一步提高燃烧效率、降低能量损失、及时了解工况，需要对烟气温度进行监测和调节，例如烟气温度过高大于180℃会带走大量热量、热效率也会大幅下跌，造成能源浪费，需要将烟气温度调节回正常阈值以保证燃烧效率、降低能量损失；而且，尤其在冷凝机型中，燃气燃烧后产生的高温烟气还要经过二次换热才能被排放到室外，假如烟气温度过低(例如低于130℃)则容易导致二次换热产生过多酸性冷凝水，腐蚀机器内部零件、影响机器使用寿命，因此，无论哪种机型，都最好对烟气温度进行监测和调节，以提高能源利用率，达到节能减排的目的。
申请公布号为CN110454984A、题为一种恒温燃气热水器的控制方法及燃气热水器的中国发明申请中，公开了：一种恒温燃气热水器的控制方法包括：启动燃气热水器，采集当前烟气温度值；若所述当前烟气温度位于预设温度阈值内时，则所述燃气热水器不进行负荷调节及风机流量调节；若所述当前烟气温度超出所述预设温度阈值时，调节所述燃气热水器输入的当前风机流量，使得所述当前烟气温度位于所述预设温度阈值内。若所述当前烟气温度超出所述预设温度阈值时，调节所述燃气热水器输入的当前风机流量，使得所述当前烟气温度位于所述预设温度阈值内，具体方法为：若所述当前烟气温度高于所述预设温度阈值的上限值时，通过降低所述燃气热水器输入的当前风机流量，使得所述当前烟气温度位于所述预设温度阈值内；若所述当前烟气温度低于所述预设温度阈值的下限值时，通过提高所述燃气热水器输入的当前风机流量，使得所述当前烟气温度位于所述预设温度阈值内。该发明申请所述技术方案，通过设置在集烟罩上的烟气温度检测探头每间隔2min向控制单元反馈一次，经连续3次信号反馈值对比后对工作状态进行控制，其明显缺少对高温烟气超标之后的分段定性及相应的应对措施，并且无法实时反馈燃气热水器的工况，安全系数低。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种安全系数高、应对能力强、判定逻辑严谨、能源利用率高、甚至能减少酸性冷凝水排放量的强抽式燃气热水器。
本实用新型主要采用如下技术方案：
一种强抽式燃气热水器，包括燃烧器、热交换器、风机和控制器，所述控制器通过燃气比例阀控制供向所述燃烧器的燃气量，所述风机位于所述热交换器的上方，所述热交换器的出气端通过集烟罩与所述风机相连通，还包括烟温传感器，所述烟温传感器设置在所述热交换器的出气端和/或所述集烟罩上，所述烟温传感器实时采集烟气温度T实时并反馈给所述控制器，所述控制器根据烟气温度T实时来控制所述燃气比例阀的输入电流I和/或所述风机的转速R：
当T设min-ΔT≤T实时≤T设max+ΔT时，所述控制器不调节所述燃气比例阀的输入电流I和所述风机的转速R；
当T实时＜T设min–ΔT或T实时＞T设max+ΔT，并且T设min–ΔT＞115℃或T设max+ΔT＜220℃时，所述控制器调节所述燃气比例阀的输入电流I和/或所述风机的转速R；
当T实时＜T设min–ΔT或T实时＞T设max+ΔT，并且T设min–ΔT≤115℃或T设max+ΔT≥220℃时，所述控制器通过烟温故障报警单元发出警报并切断所述燃气比例阀和所述风机的工作，
其中，T设min为所述控制器中预设温度阈值的最小值、T设max为所述控制器中预设温度阈值的最大值、ΔT为可控温度值。
其中，所述控制器中预设温度阈值的最小值T设min在130℃至140℃范围内、所述控制器中预设温度阈值的最大值T设max在170℃至180℃范围内。
其中，所述可控温度值ΔT在2℃至7℃范围内。
其中，所述控制器对所述燃气比例阀和/或所述风机的工作状态进行判定，
当I设min≤I≤I设max和/或R设min≤R≤R设max时，所述控制器再根据烟气温度T实时来控制所述燃气比例阀的输入电流I和/或所述风机的转速R；
当I＜I设min或I＞I设max时，和/或当R＜R设min或R＞R设max时，所述控制器切断所述燃气比例阀和所述风机的工作，
其中，I设min为所述燃气比例阀预设输入电流阈值的最小值、I设max为所述燃气比例阀预设输入电流阈值的最大值、R设min为所述风机预设转速阈值的最小值、R设max为所述风机预设转速阈值的最大值。
其中，所述燃气比例阀预设输入电流阈值的最小值I设min在95mA至105mA范围内、所述燃气比例阀预设输入电流阈值的最大值I设max在195mA至255mA范围内、所述风机预设转速阈值的最小值R设min在750r/min至1050r/min范围内、所述风机预设转速阈值的最大值R设max在4750r/min至5050r/min。
其中，所述控制器控制所述燃气比例阀的输入电流I以In＝In-1±ΔI进行变化，所述控制器控制所述风机的转速R以Rm＝Rm-1±ΔR进行变化，其中n为所述控制器控制所述燃气比例阀的输入电流I进行变化的次数、ΔI为所述燃气比例阀的输入电流变化量、m为所述控制器控制所述风机的转速R进行变化的次数、ΔR为所述风机的转速变化量。
其中，所述燃气比例阀的输入电流变化量ΔI为5mA、所述风机的转速变化量ΔR为50r/min。
按照本实用新型所述技术方案，具有如下有益效果：烟温传感器实时采集烟气温度并反馈给控制器，能够实时监控工况，安全系数高；烟气温度处于可控预设温度阈值范围内时、超出可控预设温度阈值范围时、甚至超出可控预设温度阈值并严重超标时，均对应不同的应对措施，判定逻辑严谨、应对能力强；在控制器根据烟气温度来控制燃气比例阀的输入电流和/或风机的转速前，还对燃气比例阀的输入电流和/或风机的转速进行安全阈值判定，保护机器在安全范围内运行，避免发生危险情况。
附图说明
图1为本申请强抽式燃气热水器烟温判定逻辑框图。
图2为本申请一种实施例中的强抽式燃气热水器结构示意图。
图3为本申请另一种实施例中的强抽式燃气热水器结构示意图。
1燃烧器、2热交换器、3风机、4控制器、5燃气比例阀、6集烟罩、7烟温传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步阐述：
参见图1-3所示，一种强抽式燃气热水器，包括燃烧器1、热交换器2、风机3和控制器4，控制器4通过燃气比例阀5控制供向燃烧器1的燃气量，风机3位于热交换器2的上方，热交换器2的出气端通过集烟罩6与风机3相连通，还包括烟温传感器7，烟温传感器7设置在热交换器2的出气端和/或集烟罩6上，烟温传感器7实时采集烟气温度T实时并反馈给控制器4，控制器4根据烟气温度T实时来控制燃气比例阀5的输入电流I和/或风机3的转速R：
当T设min-ΔT≤T实时≤T设max+ΔT时，所述控制器不调节所述燃气比例阀的输入电流I和所述风机的转速R；
当T实时＜T设min–ΔT或T实时＞T设max+ΔT，并且T设min–ΔT＞115℃或T设max+ΔT＜220℃时，所述控制器调节所述燃气比例阀的输入电流I和/或所述风机的转速R；
当T实时＜T设min–ΔT或T实时＞T设max+ΔT，并且T设min–ΔT≤115℃或T设max+ΔT≥220℃时，所述控制器通过烟温故障报警单元发出警报并切断所述燃气比例阀和所述风机的工作，
其中，T设min为所述控制器中预设温度阈值的最小值、T设max为所述控制器中预设温度阈值的最大值、ΔT为可控温度值。本申请中，烟温传感器实时采集烟气温度并反馈给控制器，能够实时监控工况，安全系数更高、反应更敏捷。本申请中，当烟气温度处于“可控预设温度阈值”范围内时、超出“可控预设温度阈值”范围时、甚至超出“可控预设温度阈值”并严重超标时，均对应不同的应对措施，判定逻辑严谨、应对能力强、安全预警方面更突出，其中，“可控预设温度阈值”指的是预设温度阈值叠加可控温度值后的结果，这种设计可以提高机器的抗性、时机器适应能力更强，即使出现“小幅度”偏离预设温度阈值的情况也能正常运作，不会出现机器骤停的情况，确保用户有更好的使用体验。本申请中，燃气比例阀输入电流大小与供向燃烧器的燃气量之间存在线性比例关系，通过调整燃气比例阀输入电流的大小来控制燃气比例阀的阀口大小进而控制供向燃烧器的燃气量。优选地，烟温传感器7设置在集烟罩6上并伸入集烟罩6以内，更优选地，烟温传感器7设置在集烟罩6上靠近热交换器2出气端的中心位置。本申请中，将严重超标的温度范围设定为≤115℃或者≥220℃，与国家标准(≤110℃或者≥240℃)相比范围更窄，进一步提升了安全系数，质量更优。
参见图1所示，控制器4中预设温度阈值的最小值T设min在130℃至140℃范围内、控制器4中预设温度阈值的最大值T设max在170℃至180℃范围内。本申请中，控制器4中预设温度阈值的最小值T设min在130℃至140℃范围内，可以有效保证在冷凝机型中避免因二次换热时烟气温度过低而产生更多酸性冷凝水，防止腐蚀机器内部零件、延长机器使用寿命。本申请中，控制器4中预设温度阈值的最大值T设max在170℃至180℃范围内，可以有效保证热效率、防止出现能源浪费的情况。
参见图1所示，可控温度值ΔT在2℃至7℃范围内。本申请中，可控温度值范围适当，及其燃烧稳定性高，用户体验好。优选地，可控温度值ΔT在2℃至5℃范围内，更优选地，可控温度值ΔT为5℃。
参见图1所示，控制器4对燃气比例阀5和/或风机3的工作状态进行判定，
当I设min≤I≤I设max和/或R设min≤R≤R设max时，控制器4再根据烟气温度T实时来控制燃气比例阀5的输入电流I和/或风机3的转速R；
当I＜I设min或I＞I设max时，和/或当R＜R设min或R＞R设max时，控制器4切断燃气比例阀5和风机3的工作，
其中，I设min为燃气比例阀5预设输入电流阈值的最小值、I设max为燃气比例阀5预设输入电流阈值的最大值、R设min为风机3预设转速阈值的最小值、R设max为风机3预设转速阈值的最大值。本申请中，在控制器根据烟气温度来控制燃气比例阀的输入电流和/或风机的转速前，还对燃气比例阀的输入电流和/或风机的转速进行安全阈值判定，保护机器在安全范围内运行，避免发生危险情况，安全系数更高，后台程序更全面。
参见图1所示，燃气比例阀5预设输入电流阈值的最小值I设min在95mA至105mA范围内、燃气比例阀5预设输入电流阈值的最大值I设max在195mA至255mA范围内、风机3预设转速阈值的最小值R设min在750r/min至1050r/min范围内、风机3预设转速阈值的最大值R设max在4750r/min至5050r/min。优选地，燃气比例阀5预设输入电流阈值的最小值I设min为100mA、燃气比例阀5预设输入电流阈值的最大值I设max为200mA，风机3预设转速阈值的最小值R设min在800r/min至1000r/min、风机3预设转速阈值的最大值R设max在4800r/min至5000r/min。在实际应用中，为了确保机器更安全、更稳定地运行，将燃气比例阀预设输入电流阈值以及风机预设转速阈值设定在较狭窄范围内，机器性能更优良。
参见图1所示，控制器4控制燃气比例阀5的输入电流I以In＝In-1±ΔI进行变化，控制器4控制风机3的转速R以Rm＝Rm-1±ΔR进行变化，其中n为控制器4控制燃气比例阀5的输入电流I进行变化的次数、ΔI为燃气比例阀5的输入电流变化量、m为控制器4控制风机3的转速R进行变化的次数、ΔR为风机3的转速变化量。本申请中，每次调节燃气比例阀5的输入电流以及风机3的转速都以特定变化量ΔI以及ΔR来进行调节。优选地，风机3采用无极变频风机。
参见图1所示，燃气比例阀5的输入电流变化量ΔI为5mA、风机3的转速变化量ΔR为50r/min。
尽管上述已经阐述了本实用新型的具体实施方式，但本领域普通技术人员，在不脱离本实用新型精神和原理的情况下，可以对其进行变换，本实用新型的保护范围，是由其权利要求书及其等同物限定的。
Claims (7)
1.一种强抽式燃气热水器，包括燃烧器、热交换器、风机和控制器，所述控制器通过燃气比例阀控制供向所述燃烧器的燃气量，所述风机位于所述热交换器的上方，所述热交换器的出气端通过集烟罩与所述风机相连通，其特征在于：还包括烟温传感器，所述烟温传感器设置在所述热交换器的出气端和/或所述集烟罩上，所述烟温传感器实时采集烟气温度T实时并反馈给所述控制器，所述控制器根据烟气温度T实时来控制所述燃气比例阀的输入电流I和/或所述风机的转速R：
当T设min-ΔT≤T实时≤T设max+ΔT时，所述控制器不调节所述燃气比例阀的输入电流I和所述风机的转速R；
当T实时＜T设min–ΔT或T实时＞T设max+ΔT，并且T设min–ΔT＞115℃或T设max+ΔT＜220℃时，所述控制器调节所述燃气比例阀的输入电流I和/或所述风机的转速R；
当T实时＜T设min–ΔT或T实时＞T设max+ΔT，并且T设min–ΔT≤115℃或T设max+ΔT≥220℃时，所述控制器通过烟温故障报警单元发出警报并切断所述燃气比例阀和所述风机的工作，
其中，T设min为所述控制器中预设温度阈值的最小值、T设max为所述控制器中预设温度阈值的最大值、ΔT为可控温度值。
2.根据权利要求1所述的强抽式燃气热水器，其特征在于：所述控制器中预设温度阈值的最小值T设min在130℃至140℃范围内、所述控制器中预设温度阈值的最大值T设max在170℃至180℃范围内。
3.根据权利要求1或2所述的强抽式燃气热水器，其特征在于：所述可控温度值ΔT在2℃至7℃范围内。
4.根据权利要求1所述的强抽式燃气热水器，其特征在于：所述控制器对所述燃气比例阀和/或所述风机的工作状态进行判定，
当I设min≤I≤I设max和/或R设min≤R≤R设max时，所述控制器再根据烟气温度T实时来控制所述燃气比例阀的输入电流I和/或所述风机的转速R；
当I＜I设min或I＞I设max时，和/或当R＜R设min或R＞R设max时，所述控制器切断所述燃气比例阀和所述风机的工作，
其中，I设min为所述燃气比例阀预设输入电流阈值的最小值、I设max为所述燃气比例阀预设输入电流阈值的最大值、R设min为所述风机预设转速阈值的最小值、R设max为所述风机预设转速阈值的最大值。
5.根据权利要求4所述的强抽式燃气热水器，其特征在于：所述燃气比例阀预设输入电流阈值的最小值I设min在95mA至105mA范围内、所述燃气比例阀预设输入电流阈值的最大值I设max在195mA至255mA范围内、所述风机预设转速阈值的最小值R设min在750r/min至1050r/min范围内、所述风机预设转速阈值的最大值R设max在4750r/min至5050r/min。
6.根据权利要求1、2、4、5中任一所述的强抽式燃气热水器，其特征在于：所述控制器控制所述燃气比例阀的输入电流I以In＝In-1±ΔI进行变化，所述控制器控制所述风机的转速R以Rm＝Rm-1±ΔR进行变化，其中n为所述控制器控制所述燃气比例阀的输入电流I进行变化的次数、ΔI为所述燃气比例阀的输入电流变化量、m为所述控制器控制所述风机的转速R进行变化的次数、ΔR为所述风机的转速变化量。
7.根据权利要求6所述的强抽式燃气热水器，其特征在于：所述燃气比例阀的输入电流变化量ΔI为5mA、所述风机的转速变化量ΔR为50r/min。
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