CN221279667U - 一种燃气采暖热水炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热水器技术领域，具体涉及一种燃气采暖热水炉。包括壳体、燃烧器以及气流监控组件，壳体内设置有燃烧腔室，燃烧器位于燃烧腔室内，气流监控组件包括控制器、火焰离子电流传感器以及警报模组，火焰离子电流传感器位于燃烧器的火焰喷口上，控制器分别与火焰离子电流传感器、燃烧器以及警报模组电连接，以使控制器对燃烧器进行闭环控制。本实用新型采用火焰离子电流传感器，结合控制器的闭环控制，组成创新性的气流监控组件，无需再采用风压开关做为气流监控部件，从而从根本上避开风压开关，有效解决采用风压开关导致的故障率高等问题。

Description

一种燃气采暖热水炉

技术领域

本实用新型涉及热水器技术领域，特别是一种燃气采暖热水炉。

背景技术

燃气采暖热水炉是日常生活中必不可少的家用电器，具有采暖和生活热水功能。在采暖模式下，可以对室内进行升温；在生活热水模式下，可以对自来水进行加热，从而方便人们在厨房或者卫生间使用。

由于目前国内燃气采暖热水炉经过煤改气政策，燃气采暖热水炉的使用一般采用风压开关作为气流监控的部件，实现气流监控功能。风压开关通常是通过硅胶管连接到风机的文丘里管上，但是燃气采暖热水炉在运行过程中，由于气流管路中的冷凝水积聚导致管路堵塞或直接进入风压开关内部，以及电路中的触点因氧化而失去连接性等，均会导致风压开关容易出现故障并失灵，进而影响燃气采暖热水炉的正常运行。同时，燃气采暖热水炉内的风压开关维修不便，造成服务成本过高，使用户体验不佳。

实用新型内容

本实用新型实施例要解决的技术问题在于，提供一种燃气采暖热水炉，以解决现有技术中采用风压开关作为燃气采暖热水炉的气流监控部件，其故障率高，且不易维修的问题。

本实用新型公开了一种燃气采暖热水炉，包括壳体、燃烧器以及气流监控组件，所述壳体内设置有燃烧腔室，并在所述壳体上设置有对接所述燃烧腔室的气流导入组件，所述燃烧器位于所述燃烧腔室内，所述气流监控组件包括控制器、火焰离子电流传感器以及警报模组，所述火焰离子电流传感器位于所述燃烧器的火焰喷口上，所述控制器分别与所述火焰离子电流传感器、燃烧器以及警报模组电连接，以使所述控制器对所述燃烧器进行闭环控制。

可选地，所述壳体内位于所述燃烧腔室的上方设置有第一集成腔室，所述气流导入组件包括设置在所述第一集成腔室内的风机和风量传感器，所述风机与所述燃烧腔室连接，以使所述风机向所述燃烧腔室内导入空气，所述风量传感器连接在所述风机的进风口上，且所述风机和所述风量传感器分别与所述控制器电连接。

可选地，所述燃气采暖热水炉还包括热交换组件，以及与所述热交换组件分别对接的进水组件、用水组件以及采暖组件，所述热交换组件包括设置在所述燃烧腔室内的热交换器，以及连接在所述热交换器上的冷水进水管和热水出水管，所述热交换器位于所述燃烧器的火焰喷口侧，所述热水出水管上连接有温控器，所述温控器与所述控制器电连接；

所述壳体内位于所述燃烧腔室的下方设置有第二集成腔，所述进水组件、用水组件以及采暖组件分别位于所述第二集成腔内。

可选地，所述进水组件包括自来水进水管，以及连接所述自来水进水管和所述冷水进水管的进水阀，所述用水组件包括第一出水管，以及连接所述第一出水管和所述热水出水管的第一出水阀，所述进水阀和所述第一出水阀分别与所述控制器电连接。

可选地，所述自来水进水管上设置有第一水流量传感器和第一温度传感器，所述第一出水管上设置有第二温度传感器，所述第一水流量传感器、第一温度传感器以及第二温度传感器分别与所述控制器电连接。

可选地，所述用水组件还包括第一回水管，以及连接所述第一回水管和所述冷水进水管的回水水泵，所述第一回水管远离所述回水水泵的管口与所述热水出水管的末端连接，所述回水水泵与所述控制器电连接。

可选地，所述第二集成腔内设置有燃气比例阀，所述控制器通过所述燃气比例阀与所述燃烧器连接，所述燃气比例阀连接在所述燃烧器的燃气进口上，且所述燃气比例阀与所述控制器电连接。

可选地，所述采暖组件包括第二出水管、第二回水管，以及连接所述第二出水管和所述热水出水管的第二出水阀、连接所述第二回水管与所述冷水进水管的采暖循环泵，所述第二出水阀和所述采暖循环泵分别与所述控制器电连接。

可选地，所述第二集成腔内设置有膨胀水箱，以及连接所述膨胀水箱和所述第二回水管的膨胀热水管。

可选地，所述第二出水管上设置有第三温度传感器，所述第二回水管上设置有第四温度传感器，所述第三温度传感器和所述第四温度传感器分别与所述控制器电连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的燃气采暖热水炉有益效果在于：

由于当气流导入组件所在的烟道回路发生阻塞时，导入燃烧腔室内的空气量会变小，即过剩空气率变小，此时火焰离子电流值就会有上升的趋势，因此通过采用火焰离子电流传感器，结合控制器的闭环控制，组成创新性的气流监控组件，以实现对燃烧器的闭环控制，从而基于火焰离子电流信号与气流信号的关联控制，使本实用新型的燃气采暖热水炉无需再采用风压开关作为气流监控部件，而是采用创新型的气流监控方式，从根本上解决了风压开关故障率高的问题，且降低了上门更换配件的困扰，进而大幅降低上门维修成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明，附图中：

图1为本实用新型实施例提供的燃气采暖热水炉的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的燃气采暖热水炉的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的控制器对燃烧器闭环控制的示意框图。

图中各附图标记为：

1、壳体；11、燃烧腔室；12、第一集成腔室；13、第二集成腔；2、燃烧器；3、气流监控组件；31、控制器；32、火焰离子电流传感器；33、数据库；34、警报模组；4、气流导入组件；41、风机；42、风量传感器；5、热交换组件；51、热交换器；52、冷水进水管；53、热水出水管；6、进水组件；61、自来水进水管；62、进水阀；7、用水组件；71、第一出水管；72、第一回水管；73、回水水泵；8、采暖组件；81、第二出水管；82、第二回水管；83、采暖循环泵；84、膨胀水箱；85、膨胀热水管；9、燃气比例阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

本实用新型实施例提供了一种燃气采暖热水炉，包括壳体1、燃烧器2以及气流监控组件3。壳体1内设置有燃烧腔室11，并在壳体1上设置有对接燃烧腔室11的气流导入组件4。燃烧器2位于燃烧腔室11内，气流监控组件3包括控制器31、火焰离子电流传感器32以及警报模组34。火焰离子电流传感器32位于燃烧器2的火焰喷口上。控制器31分别与火焰离子电流传感器32、燃烧器2以及警报模组34电连接，以使控制器31对燃烧器2进行闭环控制。其中，控制器31上设置有数据库连接模组，数据库连接模组用于连接控制器和数据库33，数据库33预上传有目标参数。优选地，火焰离子电流传感器32采用火焰捡知针。

通过上述结构的设置，由于当气流导入组件4所在的烟道回路发生阻塞时，导入燃烧腔室11内的空气量会变小，即过剩空气率变小，此时火焰离子电流值就会有上升的趋势。因此通过设置燃烧器2、火焰离子电流传感器32以及控制器31，利用离子火焰探测的原理，使用火焰离子电流传感器32检测燃烧器2燃烧时的离子电流值，并将火焰离子电流的变化转换成信号传回控制器31，进而由控制器31实时监测燃烧器2的燃烧工况。此外，将控制器31连接至数据库33，以此参照数据库33中预上传的火焰离子电流参数及对应的气流参数，将获取的火焰离子电流变化与数据库33中预上传的火焰离子电流参数进行比对和演算，根据对应的气流参数，以判断燃烧腔室11内过剩空气率的变化状况，从而构成一个反馈回路。并在燃烧工况较差的时候，即火焰离子电流的变化值超出数据库33中预上传的火焰离子电流参数准值，控制器31立即关闭燃烧器2，进行停机保护，并控制警报模组34进行故障警报。由此采用火焰离子电流传感器32，结合控制器31对燃烧器的闭环控制，组成创新性的气流监控组件3，以实现对燃烧器2的闭环控制，实现火焰离子电流信号与气流信号的关联控制，无需采用风压开关作为气流监控部件，以提供一种创新性的气流监控方式。

优选地，控制器31可以选择一个带有足够的计算和存储能力的MCU主控板，如Arduino、Raspberry Pi等。控制器31将负责读取火焰离子电流的数据，并进行处理和判断。火焰离子电流传感器32用于检测和测量火焰离子电流的值。数据库33是指用于在软件应用程序中连接和操作数据库的模块。数据库33通常提供了一组API(应用程序接口)，使开发人员能够执行各种数据库操作，如查询、插入、更新和删除数据。数据库33的功能通常包括连接数据库、执行SQL查询、处理数据库事务、处理数据库连接池等。它们可以支持各种类型的数据库，如关系型数据库(如MySQL、PostgreSQL、Oracle)和非关系型数据库(如MongoDB、Redis)。数据库连接模组将控制器31和数据库33进行连接和通信，如Wi-Fi模块、Ethernet模块等，以将控制器31与数据库33进行数据传输，以进一步由控制器31进行数据比较。警报模组34用于发出故障警报的声音或光信号，可以选择适当的蜂鸣器或LED模块。将火焰离子电流传感器32连接到控制器31上的合适引脚，将控制器31连接到数据库33，根据使用的通信模块，可以使用适当的接口和线缆，如串口、网络线等进行连接，确保控制器31和数据库33之间的通信正常。可以编程控制器31，以便从火焰离子电流传感器32读取数据，并通过数据库33将数据进行比较和演算，从而根据设定要求，以参照火焰离子电流参数进行比较判断，从而判定是否因为气流堵塞而需要停机保护。上述的电路连接方式可以根据具体的硬件和通信接口来实现，并且需要仔细考虑数据传输、电源供应、信号处理和控制等方面的需求，以确保系统可以正常运行并实现所需的功能。

进一步地，壳体1内位于燃烧腔室11的上方设置有第一集成腔室12。气流导入组件4包括设置在第一集成腔室12内的风机41和风量传感器42。风机41与燃烧腔室11连接，以使风机41向燃烧腔室11内导入空气。风量传感器42连接在风机41的进风口上，且风机41和风量传感器42分别与控制器31电连接。通过该结构的设置，由风机41将燃烧器2燃烧所需要的新鲜空气从壳体1顶端导入到燃烧腔室11内，以提供空气确保燃烧器2进行稳定工作。同时，利用风量传感器42可实时监控输入风机41的空气风量大小，从而使控制器31能够根据输入风机41的空气风量大小过调节风机41的转速，以确保风机41提供足够的氧气来支持燃烧过程的顺利进行，有助于提高燃气采暖热水炉的能效和安全性，并确保正常的热水供应。

进一步地，燃气采暖热水炉还包括热交换组件5，以及与热交换组件5分别对接的进水组件6、用水组件7以及采暖组件8。热交换组件5包括设置在燃烧腔室11内的热交换器51，以及连接在热交换器51上的冷水进水管52和热水出水管53。热交换器51位于燃烧器2的火焰喷口侧，热水出水管53上连接有温控器，温控器与控制器31电连接。壳体1内位于燃烧腔室11的下方设置有第二集成腔13，进水组件6、用水组件7以及采暖组件8分别位于第二集成腔13内。通过该结构的设置，由进水组件6外接水源，并向燃气采暖热水炉提供冷水，当冷水经过热交换器51内需要加热时，燃烧器2将点火启动。燃烧器2通常使用电火花点火或者火焰点火。点火后，燃烧器2开始燃烧燃料，并在燃烧的过程中产生高温火焰和高温烟气。热交换器51通常是一个金属管束，当高温烟气在燃烧腔室11内通过热交换器51时，高温烟气在管束外部，冷水在管束内部，此时高温烟气的热量通过金属导热传给冷水，使冷水迅速加热，最终产生热水，并通过用水组件7和采暖组件8管分别外接用水设施和采暖设施，以将热水运送到需要热水的地方。结合热水出水管53上的温控器设置，可以根据热水出水管53内热水的温度情况，发出相应的控制信号，以使控制器31调节燃烧器2的燃烧工况，从而保持出水水温在设定范围内。

进一步地，进水组件6包括自来水进水管61，以及连接自来水进水管61和冷水进水管52的进水阀62。用水组件7包括第一出水管71，以及连接第一出水管71和热水出水管53的第一出水阀，进水阀62和第一出水阀分别与控制器31电连接。通过该结构的设置，打开进水阀62和第一出水阀，可由自来水进水管61外接水源向热交换器51内提供冷水，并经热交换器51换热后产生热水，使热水自热水出水管53流向第一出水管71，通过第一出水管71外接用水设施，以将热水运送到需要热水的地方。其中，用水设施如淋浴、洗手盆等，使用户可以得到所需的热水供应。

进一步地，自来水进水管61上设置有第一水流量传感器和第一温度传感器，第一出水管71上设置有第二温度传感器，第一水流量传感器、第一温度传感器以及第二温度传感器分别与控制器31电连接。通过该结构的设置，利用第一水流量传感器和第一温度传感器监测热交换器51进水侧的水温和水流量，并通过第二温度传感器监测第一出水管71的出水温度，通过第一水流量传感器、第一温度传感器以及第二温度传感器将监测信号反馈给控制器31，使控制器31能够根据监测的水流量调节进水阀62以控制冷水的进水量，以及根据监测的冷水水温和出水水温，调节燃烧器2的燃烧工况，从而保持出水的水温在设定范围内。

进一步地，用水组件7还包括第一回水管72，以及连接第一回水管72和冷水进水管52的回水水泵73。第一回水管72远离回水水泵73的管口与热水出水管53的末端连接，回水水泵73与控制器31电连接。通过该结构的设置，当在设定的工作时间段内，第二温度传感器检测到第一出水管71内的水温是低于预设的温度时候，回水水泵73就会启动，使第一出水管71内的水沿第一回水管72循环回热交换器51内进行再次加热，直至第二温度传感器检测到第一出水管71内的水温达到预设的出水温度，回水水泵73就停止工作，从而确保出水的水温在设定范围内，达到打开热水设施就有热水流出的效果，即实现即开既出热水的效果。

进一步地，第二集成腔13内设置有燃气比例阀9。控制器31通过燃气比例阀9与燃烧器2连接。燃气比例阀9连接在燃烧器2的燃气进口上，且燃气比例阀9与控制器31电连接。通过该结构的设置，使控制器31通过控制燃气比例阀9来控制燃烧器2的燃烧工况。同时，可基于固定周期监测燃气采暖热水炉的进水量和进水水温，以及第一出水管71的出水水温，由控制器31演算用水功率并与数据库中预设的目标功率做比较，当两者有差异时，控制器31将执行燃气比例阀9的开度控制和PID控制，使水温加热达到目标设定值。

进一步地，采暖组件8包括第二出水管81、第二回水管82，以及连接第二出水管81和热水出水管53的第二出水阀、连接第二回水管82与冷水进水管52的采暖循环83泵。第二出水阀和采暖循环83泵分别与控制器31电连接。通过该结构的设置，将第二出水管81和第二回水管82与采暖设施连接，以构成热交换器51-第二出水管81-采暖设施-第二回水管82-热交换器51的采暖循环83回路，使燃气采暖热水炉向采暖设施提供热水进行供暖，且采暖设施内供暖后冷却的水能够在采暖循环83泵作用下循环至热交换器51内进行再加热，使热水在采暖循环83回路内循环流动，以不断被加热再供应给采暖设施，从而使燃气采暖热水炉向采暖设施提供持续的供暖效果，进而满足用户的供暖需求。上述闭环循环供暖的形式有效提高能源利用效率，减少能源浪费，同时也可以提供持续稳定的供暖效果。

进一步地，第二集成腔13内设置有膨胀水箱84，以及连接膨胀水箱84和第二回水管82的膨胀热水管85。通过该结构的设置，在供暖过程中，燃气采暖热水炉向采暖设施提供的热水会因为温度升高而膨胀，而这个膨胀热水需要被储存起来，以免对供暖系统造成压力过高。因此，将采暖组件8的第二回水管82与膨胀水箱84连接，以接收和储存过量的膨胀热水，从而缓解供暖系统的压力。同样，当供暖系统的热水冷却后，膨胀水箱84中的水回流，以保持采暖系统的正常工作压力。

进一步地，第二出水管81上设置有第三温度传感器，第二回水管82上设置有第四温度传感器，第三温度传感器和第四温度传感器分别与控制器31电连接。通过该结构的设置，利用第三温度传感器监测采暖出水的温度，以及第四温度传感器监测采暖回水的温度，以便于控制器31能够根据监测的水温调节燃烧器2的燃烧工况，使采暖回水的水温加热达到目标设定值，并提供给采暖设施，以确保提供持续稳定的供暖效果。

本实用新型的燃气采暖热水炉利用离子火焰探测的原理，使用火焰离子电流传感器32检测燃烧器2燃烧时的离子电流值，并将火焰离子电流的变化转换成信号传回控制器31，由控制器31监测燃烧器2的燃烧工况。结合数据库连接模组和警报模组34的设置，使控制器31根据火焰离子电流的变化与数据库中火焰离子电流参数比对，来反推算气流状况，以此来控制燃烧器2的关闭和故障警报，从而将现有技术中只用作于检验火焰有无的火焰离子电流传感器32，结合控制器31对燃烧器2的闭环控制，实现火焰离子电流信号与气流信号的关联控制，使本实用新型的燃气采暖热水炉无需再采用风压开关作为气流监控部件，而是采用创新型的气流监控组件3，从根本上解决了风压开关故障率高的问题，且降低了上门更换配件的困扰，进而大幅降低上门维修成本。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃气采暖热水炉，其特征在于：所述燃气采暖热水炉包括壳体、燃烧器以及气流监控组件，所述壳体内设置有燃烧腔室，并在所述壳体上设置有对接所述燃烧腔室的气流导入组件，所述燃烧器位于所述燃烧腔室内，所述气流监控组件包括控制器、火焰离子电流传感器以及警报模组，所述火焰离子电流传感器位于所述燃烧器的火焰喷口上，所述控制器分别与所述火焰离子电流传感器、燃烧器以及警报模组电连接，以使所述控制器对所述燃烧器进行闭环控制。

2.根据权利要求1所述的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述壳体内位于所述燃烧腔室的上方设置有第一集成腔室，所述气流导入组件包括设置在所述第一集成腔室内的风机和风量传感器，所述风机与所述燃烧腔室连接，以使所述风机向所述燃烧腔室内导入空气，所述风量传感器连接在所述风机的进风口上，且所述风机和所述风量传感器分别与所述控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述燃气采暖热水炉还包括热交换组件，以及与所述热交换组件分别对接的进水组件、用水组件以及采暖组件，所述热交换组件包括设置在所述燃烧腔室内的热交换器，以及连接在所述热交换器上的冷水进水管和热水出水管，所述热交换器位于所述燃烧器的火焰喷口侧，所述热水出水管上连接有温控器，所述温控器与所述控制器电连接；

所述壳体内位于所述燃烧腔室的下方设置有第二集成腔，所述进水组件、用水组件以及采暖组件分别位于所述第二集成腔内。

4.根据权利要求3所述的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述进水组件包括自来水进水管，以及连接所述自来水进水管和所述冷水进水管的进水阀，所述用水组件包括第一出水管，以及连接所述第一出水管和所述热水出水管的第一出水阀，所述进水阀和所述第一出水阀分别与所述控制器电连接。

5.根据权利要求4所述的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述自来水进水管上设置有第一水流量传感器和第一温度传感器，所述第一出水管上设置有第二温度传感器，所述第一水流量传感器、第一温度传感器以及第二温度传感器分别与所述控制器电连接。

6.根据权利要求4所述的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述用水组件还包括第一回水管，以及连接所述第一回水管和所述冷水进水管的回水水泵，所述第一回水管远离所述回水水泵的管口与所述热水出水管的末端连接，所述回水水泵与所述控制器电连接。

7.根据权利要求5所述的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述第二集成腔内设置有燃气比例阀，所述控制器通过所述燃气比例阀与所述燃烧器连接，所述燃气比例阀连接在所述燃烧器的燃气进口上，且所述燃气比例阀与所述控制器电连接。

8.根据权利要求3所述的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述采暖组件包括第二出水管、第二回水管，以及连接所述第二出水管和所述热水出水管的第二出水阀、连接所述第二回水管与所述冷水进水管的采暖循环泵，所述第二出水阀和所述采暖循环泵分别与所述控制器电连接。

9.根据权利要求8所述的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述第二集成腔内设置有膨胀水箱，以及连接所述膨胀水箱和所述第二回水管的膨胀热水管。

10.根据权利要求8所述的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述第二出水管上设置有第三温度传感器，所述第二回水管上设置有第四温度传感器，所述第三温度传感器和所述第四温度传感器分别与所述控制器电连接。