1312405 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ^明係涉穴種熱水器系統及其調節方法 ;:種在低瓦斯壓時具有智能調節燃燒之熱水器系= 【先前技術】 液化石油氣(桶裝瓦斯)在常溫常壓 座過加壓處理裝入鋼瓶中成而油乳月豆’ 使用。由於還原的過程會化运原成為氣體方可 來使鋼瓶中的液化石油氣進行氣環境溫度 ^正ί提供給用戶所使用應足，1 :化是賴 成瓦斯供越能將液化石油氣進行氣化以形 範圍内，以“:会二r般會將此比例設定在適當的 器為例燒瓦斯之作用及效果。而以熱水 A j田在越养冷的天氣或地 熱水器之瓦斯供應時，_m 曰由液化石油氣來做為 油氣的減少，使得瓦斯q卜旦二的使用而使鋼瓶内液化石 度降低而導致益本戸’士，m牛低’再加上鋼瓶因環境溫 斯*過:=法氣化出足量的瓦斯時，就會形成瓦 象二便:造成空氣過量而瓦斯不足的現 生熄火的原因Ά热法供應熱水的狀況。然而由於發 致，並非鋼瓶二因為瓦斯氣化量不足及瓦斯壓過低所導 非鋼_的液化石油氣已用盡，但此時用戶仍然必 6 叫 2405 v員進行更換或等待〜 器。如此-來，不僅氣化，才能再使用熱水 利性及導致使用成本的損失，物 因此，要如何在執水哭上 ' ，瓦斯能夠更充分的被°。订改良’使桶裝瓦斯中的 降低來擔心本身所使丄用桶使用者不需因環境溫度的 導致低瓦斯壓無法持庫二' 斯因瓦斯氣化量不足，而 【發明内容】 ％供應熱水器燃燒的情形。 器中有題在於，在熱水 異，來得知是否瓦斯氣化旦 之熱值與理論熱值的差 於是藉由自動調整瓦斯流；，處於低瓦斯壓的狀態， 供應的程度，以對庫^ :—瓦斯消耗量至低於瓦斯可 得以足狗，不受環;進氣量，使得氣化量 .比例來達到正常辦择^义、〜貪’而維持適當的空燃 能源。 几之目的’並且也能更充分地使用瓦斯 為了達到上述目的，根據本發明所 =智能調節燃燒之方法，係應用於： 該熱水器系統係提供有一空 ，、、、m，且 驟包括：首先，在熱水器系===目=方^步 開度及—鼓風器轉速來對 :』進:= :Γ喻’接著，進行計算熱水器系 值達—預;U:較際小於理論熱 度，並且依據該縮小後之比例比例閥開 表，進而調整該鼓風器轉速===例對照 猎此以達到维持熱水器系 1312405 統持續處於正常燃燒之狀態。 為了達到上述目的，根據本發明所提出之另一方案， 提供一種智能調節燃燒之熱水器系統，其包括：一比例閥、 一鼓風器、一水流量檢知器、一入水溫度檢知器、一熱交 換器、一出水溫度檢知器及一微控制單元。其中，比例閥 係用以調節瓦斯進氣量，而鼓風器係用以調節空氣流量， 並且透過兩者的適當搭配來使熱水器系統得以正常燃燒。 而水流量檢知器係用來量測一入水之入水量，且將入水溫 度檢知器連接水流量檢知器，以進行量測該入水之溫度。 此外，熱交換器係用來將該入水進行加熱以產生一具溫度 改變之出水，並且再透過連接於熱交換器的出水溫度檢知 器來量測該出水之溫度。而微控制單元係提供有一空燃比 例對照表，並且統合計算入水量、入水溫度及出水溫度以 獲得一實際熱值，另外，在熱水器系統燃燒時，微控制單 元以目前的比例閥開度及鼓風器轉速來對應空燃比例對照 表，進而取得一理論熱值，並且依據實際熱值與理論熱值 之間的比較結果來進行調節該比例閥之開度及該鼓風器之 轉速。 以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能 進一步說明本發明為達成預定目的所採取之方式、手段及 功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明 及圖式中加以闡述。 【實施，方式】 . 請參考第一圖，係本發明智能調節燃燒之熱水器系統 的架構方塊圖。如圖所示’本發明提供一種熱水器系統1， 其可因應環境溫度下降或高負荷持續使用過久所導致的瓦 8 1312405 .斯麟if斯氣化量不足)之情形，進而繼續維持正㈣ 燒以k供先、水知出。而在本發明的熱水 有^齡例對照表，並且在熱水器系統1處於 狀態i曾預先依據目前熱水器系統丨中的 閥了 之開度及一鼓風器11之轉速來對應空燃比例對照表，^ 獲得一理淪熱值。其中，比例閥1〇係用 一 之進氣量，而鼓風器η則係用以調節—空Π之;^0，1 並且空燃比例對照表中係記錄著比侧丨 =哭 11轉速的比例曲線以供對應，進 支風叩 及空氣111认埶q + ^供適當的瓦斯101 及二孔11丨、'，口熱水益糸統丨來進行燃燒使用。 而本發明之熱水P车鲚1 [ΐ/ν γ —人 鼓風…外，更包括述比Γ1。及 閥13、一入水溫度檢知器14」:;=12:「調節 SK ,AN UJ. 水/皿度檢知益15、一 二，i6j —熱交換器' 17及一微控制單元18。其 厂流量檢知器12係用來量測自調節閥η所進入的一 ,〗31之入水里，而入水溫度檢知 知器U，用以直接量測該入水131之溫度係連接^里^ u再者，火排燃燒裳置16係連接比例閥！〇及鼓風器 心^在接收瓦斯1〇1及空氣111後進行點火燃燒，以 收；=給熱交換器17之火源。而熱交換器Γ7係用來接 後131 ’亚且在藉由火排燃燒襄置16的火源供應之 =以將入水131進行加熱，以產生-具溫度改變之出 使用的Μ也就疋熱水器系统1提供給使用者來 %用的熱水輸出。 而在本發明中，再設置有出水溫度檢知哭1 1交換器17，以直接進行量測熱交換^所輸出之出 1312405 水的171溫度。最後，微控制單元18係連接水流量檢知器 12、入水μ度檢知14及出水溫度檢知器15，以接收各 個-檢知器分別所量測到的入水量、入水溫度及出水溫度， 進而統合進行熱值計算後以產生—實際熱值。而其中的熱 值計具係可透過熱值公式（熱量(H)=質量(m)*比熱(s)*溫度 差(0)來運鼻得到該貫際熱值。 按者 微控制早元18再將 .....- ,不恐Ί且兴 < 則所對應出 的理論熱值進行比較，並且根據比較結果，再參照空燃比 例對照表的對應比例關係，以進行調節比例閥丨〇之^度以 及對應調整鼓風器π之轉速。此外，微控制單元18係當 前述比較之結果為實際熱值小於理論熱值且達到—預設二 之程度時’，才進行調節比例閥1〇之開度及鼓風器轉 速，f為當實際熱值小於理論熱值時，即表示瓦斯丨^ 供應，不足，以導致實際所能產生的熱能較小，而 =3 1〇1量的減少而相對使空氣⑴的風量係處於 容易導致熄火。而該預設值則係可例如 距15〇〇在千為就實驗的數據來講，通常差 對過多於瓦斯致於形鐵〗u風量相 而當實際熱值小於理认 有熄火之虞（視久值超過2500千卡時，便會 夫（視各種不同燃燒έ 明之微控制單元18便合先、二構有可ι不同）’此時本發 為當瓦斯101氣化旦曰、仃调節比例閥1〇之開度。因 法輪出相對之瓦斯lQi、旦了就异比例闕之開度大也無 以滿足目前氣化量可通此可以縮小比例閥10之開度 比例閥W之開度來對^1而之後便再依據縮小後的 、二L比例對照表以對應調節鼓風 1312405 器11之轉速。附帶一提，微控制單元18係藉由控制流經 比例閥10的電流大小來達到調整比例闊10之開度大小的 作用，當電流越大時比例閥10之開度就越大；則越 •I另外，上述之空燃比例對照表係預設於微控制單元18 中，亚且可例如以直接描述於軟體程式或者 憶體的方式來實現。 廿々、曰召-己
，外，在實際應用上，由於瓦斯101供應量的減少， 夂水态系統1所輸出的出水171之溫度將可能降低，因此 在本發明中可進-步透過調節閥13的控制來調節 的多寡，使微控制單元18得以依據輯算出的實際敎值之 增減來進-步控制調節閥13以調節入水量。當實際埶 少時’便控制調節目U降低入水量以因應目前較少的瓦斯 101供應量，進而盡量維持固定的出水171之溫度。’ 請參考第二圖，係本發明智能調節燦燒之方法的實施 例流程圖。如圖所示，本發明所提供的〜種智能調節燃燒 之方法，其係應用於預設有空燃比例對照表之熱水哭系統 卜其步驟包括：首先，啟動熱水器系統i於正常^狀能 (S201)，於是，熱水器系、统i便會依據目前的比例闊1〇 = 開度及鼓風器11之轉速來對應空腿例對照表，以取得依 目前之情形所應產生的理論熱值（S203)。 接著，熱水器系統1分別透過水流量檢知器12、入水 溫度檢知器14及出水溫度檢知器15來量刪入水量、，入水 溫度及出水溫度（S205),進而藉由微處理單元18來進行熱 值運算以計算出目前熱水㈣統】雜所實際產生的^際 熱值(S207)。而在步驟(S2〇7)計算出實際熱值之後，萨由^ 發明之設計’微處理單元〗8可根據實際熱值另外進^控制 11 1312405 調節閥13來調整入水量的多寡，以 ⑽8)。因此當目前之實際熱值比之=巧的出水溫度 值減少時，便會進行降低入水量，而°十异出的貫際熱 使發生實際熱值減少所代表之瓦斯1()^使^者來講’即 時，仍可以獲得固定的出水溫度。 、應里不足的彳月形 緊接著’微處理單元18再進—I 熱值是否小於理論熱值且達-預設值^較所計算出實際
得以判斷出熱水器系統i的瓦斯1〇1及巧⑽9) ’藉此 例是否適當且足以維持正常的燃燒狀態：1丄之工燃比 歸驟㈣9)的比較、絲為是，”示目前的所計算 出的只際熱值小於應該有的理論熱值，並且差里的幅度達 到預設值所狀之程度(如：15⑻千卡），而這也就表示， 的瓦斯101供應量減少，並且不符合相對的空氣m 流量，因而不僅造成實際熱值的降低’並且可能因空氣ln
過量而產生熄火的現象，因此便要進行調節比例閥〗0之開 度及對應之鼓風器11的轉速。反之，若步驟(S2〇9)的比較 結果為否時，則表示目前的實際熱值足以符合理論熱值， 或者兩者之間的差異仍在允許的範圍内，因此便不需進行 改變或調整，進而重複至步驟（S203)及執行之後的程序步 驟以繼續取得最新的實際熱值及理論熱值之關係。 而在前述步驟(S209)的比較結果為是之後，接著執行 的是進行判·斷比例閥10之開度是否大於一開度下限值 (S2U)，以判斷目前的比例閥1〇是否仍可以進行縮小開度 之作業。若步驟(S211)之判斷結果為是，即表示比例閥工〇 仍可進行所縮小，因此便進行縮小比例閥1〇之開度 (S213)，以符合目前的瓦斯1〇1氣化量得以通過即可。而 12 1312405 在實際運作上，微控制單元18係控制流經比例閥10的電 流變小，即可縮小比例閥1〇之開度。 而由於比例閥10 -不能全部關閉，因此若步驟（S211) ' 之判斷結果為否時，即表示目前比例閥10之開度已經小於 或等於開度下限值，因此無法再繼續縮小比例閥10之開 度，於是即結束程式的運作。 而在步驟(S213)縮小比例閥10開度之後，則以縮小後 的比例閥10開度來對應空燃比例對照表，便得以對應調整 鼓風器11所需的轉速(S215)。藉此，以讓熱水器系統1在 瓦斯101氣化量不足的情形下，不致於因為過多的空氣111 流量而導致熄火，以能正常維持在燃燒狀態（S217)。並且 在步驟(S217)之後，便重複至步驟(S203)及執行之後的各個 步驟，以隨時獲得熱水器系統1的實際熱值與理論熱值之 關係，進而能即時進行調整比例閥10及鼓風器Η來維持 燃燒狀態。 為了進一步說明本發明所運用之空燃比例對照表的 對照情形，請參考第三圖，為本發明的空燃比例對照表之 對應曲線示意圖。其中，X軸係用以控制比例閥1〇開度的 電流(mA)，而對應的Y轴係分別為熱水器系統1所能產生 的理論熱值(kcal)以及鼓風器11的轉速(rpm)。舉例來說， 例如熱水器系統1依據目前用來控制比例閥10開度的電流 (150 iilA)大小以及此時的鼓風器11之轉速（3000 rpm)快 慢，可以對應得到.的理論熱值係為15000千卡。而藉由各 檢知器所量測的入水量、入水溫度及出水溫度所計算出的 實際熱值若例如為13000千卡時，則此時的實際熱值係小 於理論熱值，並且超過1500千卡的差異程度，因此便必須 13 1312405 進行調整比例閥1 〇之開度。而在透過電流的降低（降至i 〇 〇 mA)來縮小比例閥10開度之後，藉由對應空燃比例對昭表 可以對應調節鼓風'器η的轉速至2800 rpm ’而此時的^ 對應出的理論熱值即為12500千卡，於是可供應之實際熱 值會高於理論熱值，而瓦斯筒會有能力提供足夠的氣化^ 維持正常比例來供應燃燒。 里 游细ί在上述中，右貫際熱值亦持續地下降時，則在上述 〜出的結果中’實際熱值與理論熱值仍舊會差里過 =2是便必須繼續進行調整比G 二 电流的大小）及對應的鼓風器η之轉速，方可維 的空：比例而使熱水器系統i正常燃燒。 水器發斯壓智能調節燃燒之熱 主要透過微控制單开由Ώ而、巾'"度改變硬體的架構之下， 讓熱水器系統在任何環的改良’不僅達到 來進行燃燒之目的：ς J能維持適當的空燃比例 斯能源能的優點，讓^ ’更可擁有充分利用瓦 響（導致瓦斯氣化量不足再受到環境溫度降低的影 尚未使用完畢的狀態’ 2目前所❹_裝瓦斯在 時間之後才能使用行更換或者需要置放-段 及增加便利性。 、可以即省瓦斯使用上的成本，以 及圖式而已，.並非用：二：士 =的具體實施例之詳細說明 :;下述之申請專利範‘：二;上發明之所有範圍應 月之領域内，可輕易黑υ '4項技蟄者在本發 案所界定之專利範圍。又或修飾皆可涵蓋在以下本 14 1312405 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明智能調節燃燒之熱水器系統的架構方塊 圖；- - 第二圖係本發明智能調節燃燒之方法的實施例流程圖；及 第三圖係本發明的空燃比例對照表之對應曲線示意圖。 【主要元件符號說明】 熱水器系統1 '比例閥10 I 瓦斯101 鼓風器11 空氣111 水流量檢知器12 調節閥13 入水131 入水溫度檢知器14 出水溫度檢知器15 > •火排燃燒裝置16 熱交換器Π 出水171 ' 微控制單元18 15