CN107238207B - 一种燃气热水器的控制方法及燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃气热水器的控制方法及燃气热水器，所述燃气热水器包括燃气加热单元，燃气加热单元分别与进水管和出水管相连通；进水管上设有对进水进行快速加热的电加热器。在燃气热水器的进水温度小于设定值时，启动进水管上的电加热器对进水进行快速加热，并依据进水和/或出水温度检测值调整电加热器的工作功率，以使出水温度达到设定值。通过上述设置和控制方法，实现了的电加热器自动控制，达到了对流经进水管中的水进行辅助电加热的目的，使燃气热水器的进水温度得到显著提升，提高了燃气热水器的功率，扩宽了燃气热水器的使用环境。同时，本发明结构简单，方法简洁，效果显著，适宜推广使用。

Description

一种燃气热水器的控制方法及燃气热水器

技术领域

本发明涉及热水器领域，尤其涉及一种燃气热水器，特别涉及一种电加热辅助调节出水温度的燃气热水器控制方法。

背景技术

在北方寒冷的冬天，用户必须购买升数比较大的燃气热水器，否则会因为热负荷不够而造成出水温度达不到要求的情况。造成上述问题的原因在于：燃气热水器在达到最大热负荷时，若进水流量继续增大、或者进水温度继续降低、或者设置温度继续升高的话，燃气热水器的燃气加热单元会因功率所限，将无法提供更多的热量满足用户的要求。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种燃气热水器的控制方法，以实现对电加热器的自动控制，以达到自动调节出水温度、增大燃气热水器工作功率的目的。

为实现发明目的，采用如下技术方案：

一种燃气热水器的控制方法，在燃气热水器的进水温度小于设定值时，启动进水管上的电加热器对进水进行快速加热，并依据进水和/或出水温度检测值调整电加热器的工作功率，以使出水温度达到设定值。

进一步，依据燃气热水器的进水温度,对应调用预存的电加热器的工作功率值，令电加热器以对应功率进行工作。

进一步，具体包括如下步骤，

11)、燃气热水器开机上电，在检测到有出水水流时，燃气加热单元开始工作；

12)、判断进水温度Tio是否低于设定值Ts；若是，执行步骤13)；若否，执行步骤15)；

13)、电加热器开始工作，对燃气热水器的进水进行加热；

14)、依据进水温度设定值Ts和进水温度检测值Tio，调用对应的预存值，并令电加热器以对应预存值的工作功率进行加热；

15)、燃气热水器保持工作状态持续进行加热，直至燃气热水器的出水水流为0后，停止燃气加热单元和电加热器工作。

进一步，当设定值Ts-进水温度Tio大于0、小于预存值T时，电加热器以第一档进行工作；

当设定值Ts-进水温度Tio大于T、小于n1*T时，电加热器以第二档进行工作；

当设定值Ts-进水温度Tio大于n1*T、小于n2*n1*T时，电加热器以第三档进行工作；

当设定值Ts-进水温度Tio大于n2*n1*T、小于n3*n2*n1*T时，电加热器以第四档进行工作；

当设定值Ts-进水温度Tio大于n3*n2*n1*T时，电加热器以第五档进行工作；

所述的n3、n2、n1分别为大于1的预设常数，所述的预存值T为预设的温度差值。

进一步，电加热器的输入电压和/或输入电流与设定值Ts与进水温度T之间的差值为一一对应关系；

电加热器的输入电压和/或输入电流随设定值Ts与进水温度T之间的差值的增大而递增、减小而递减。

进一步，对进水温度值Tio和出水温度值Tso及燃气热水器出水流量V进行实时监测，并利用下述公式，

Qo＝KV(Tso-Tio)，所述的K为设定的换算常数；

得出燃气加热单元的实时热负荷Qo。

进一步，在电加热器工作过程中，判断燃气加热单元的实时热负荷是否小于最大值，若是，则降低电加热器的输入功率和/或减小档位。

本发明的另一目的在于提供一种应用上述控制方法的燃气热水器，其包括燃气加热单元，燃气加热单元分别与进水管和出水管相连通；进水管上设有对进水进行快速加热的电加热器。

进一步，进水管上设有对进水温度检测的进水温度传感器，出水管上设有对出水温度进行检测的出水温度传感器。

进一步，所述的电加热器包括设有进水管中的、和/或包覆于进水管外的电阻丝。

进一步，所述的电加热器为可变频加热器；优选的，电加热器与供电电源之间设有调节输入电流和/或输入电压的调节装置，以调节电加热器的输入电流和/或输入电压；

或者，电加热器包括调节其工作档位的换挡装置，以调节电加热器的工作档位。

本发明与现有技术相比存在如下有益效果：

通过上述设置和控制方法，实现了对电加热器进行控制，达到了对流经进水管中的水进行电加热的目的，使燃气热水器的进水温度得到显著提升，以提高燃气热水器的功率，令出水温度更易达到设定值；进而，使得用户可以选择购买升数较小的燃气热水器，依然可满足出水温度、保证正常使用，令用户的购买成本得到降低；还使得燃气热水器的使用环境得到进一步扩宽。

还有，通过上述控制方法，使得燃气热水器可在进水温度低于设定值时，自动控制电加热器启动，以保证燃气热水器出水温度达到设定值，进而满足用户使用要求；进而实现了对燃气工作状况的预判，避免了燃气加热单元无法满足用户使用、燃气热水器出水温度不达标状况的出现；还能令燃气热水器的燃气燃烧效率最大化，进而实现了既能满足用户需求、又不会造成燃气能源的浪费，提高了燃烧效率。

另外，将电加热器的工作档位和/或输入功率与进水温度值对应设置，以在燃气热水器使用过程中，若发生环境温度升高、或燃气气源改变、或进水水温升高等情况发生时，对应降低电加热器的加热档位和/或输入功率，避免燃气燃烧效率过低、电加热器依然工作情况的发生，以减少燃气热水器的能量损耗，提高燃气热水器的工作效率。

同时，本发明结构简单，方法简洁，效果显著，适宜推广使用。

附图说明

图1本发明实施例中燃气热水器的结构示意图；

图2本发明实施例一中燃气热水器的控制流程示意图；

图3本发明实施例二中燃气热水器的控制流程示意图；

主要元件说明：1—进水管，2—出水管，3—电加热器，4—进水温度传感器，5—出水温度传感器，6—水流量传感器，10—燃气加热单元。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步详细的说明。

如图1所示，本发明实施例中，介绍了一种燃气热水器，其包括燃气加热单元10，以利用燃气进行燃烧实现对流入的水进行加热；燃气加热单元10分别与进水管1和出水管2相连通，以使得冷水自进水管1流入燃气加热单元10、加热后的热水经出水管2自燃气加热单元10流出。本发明实施例中，燃气热水器的进水管1上还设有对进水进行快速加热的电加热器3，以实现对燃气热水器进水的辅助电加热，以提高燃气热水器的加热功率，克服室外环境较低、燃气热水器出水温度不达标的问题。

本发明实施例中，在燃气加热单元10的进水温度小于设定值时，启动进水管1上的电加热器3对进水进行快速加热，并依据进水温度检测值调整电加热器3的工作功率，以使出水温度达到设定值，以避免燃气加热单元的热负荷达到最大值、出水温度未达到设定值状况的出现，进而达到预判并自动调节燃气热水器出水温度的目的。

通过上述设置，以控制启动对水快速加热的电加热器，对流经进水管中的水进行加热，使燃气热水器的进水温度得到显著提升，以提升燃气热水器的功率，令出水温度更易达到设定值；进而，使得用户可以选择购买升数较小的燃气热水器，依然可满足出水温度、保证正常使用，令用户的购买成本得到降低；还使得燃气热水器的使用环境得到进一步扩宽。

实施例一

如图1所示，本实施例中，所述的电加热器3包括设有进水管1中的、和/或包覆于进水管1外的电阻丝，以对流经进水管1的进水进行加热。所述的电加热器3为可变频加热器；优选的，电加热器3与供电电源之间设有调节输入电流和/或输入电压的调节装置，以调节电加热器的输入电流和/或输入电压，使得电加热器的输入功率可呈线性变化的递增或递减。

本实施例中，进水管1上设有对进水温度检测的进水温度传感器4，出水管2上设有对出水温度进行检测的出水温度传感器5。优选的，所述进水温度传感器4设于电加热器3的下游进水管1上，以利用进水温度传感器4和出水温度传感器5的检测值计算燃气加热单元10的实时热负荷。进一步优选的，在电加热器3的上游进水管1上设置第一进水温度传感器、电加热器3的下游进水管上设置第二进水温度传感器(未在附图中注明)，以对电加热器的工作状况进行实时监控，避免电加热器超负荷工作、损坏后无法及时发现情况的发生。

如图2所示，本实施例中，燃气热水器的工作过程具体包括如下步骤，

01)、燃气热水器开机上电，在检测到有出水水流时，燃气加热单元开始工作；

02)、判断进水温度Tio是否低于设定值Ts；若是，执行步骤03)；若否，执行步骤05)；

03)、电加热器开始工作，对燃气热水器的进水进行加热；

04)、依据进水温度设定值Ts和进水温度检测值Tio，调用对应的预存值，并令电加热器以对应预存值的工作功率进行加热；

05)、燃气热水器保持工作状态持续进行加热，直至燃气热水器的出水水流为0后，停止燃气加热单元和电加热器工作。

通过上述控制方法，使得燃气热水器的电加热器进行实时的递增或递减，令电加热器输入功率的调节更为灵敏，以提高燃气热水器的控制精度。

本实施例中，电加热器的输入电压和/或输入电流与设定值Ts与进水温度T之间的差值为一一对应关系；电加热器的输入电压和/或输入电流随设定值Ts与进水温度T之间的差值的增大而递增、减小而递减，使得电加热器的输入电压和/或输入电流随进水温度的改变而自动调节。

如图1所示，本实施例中，在进水管1上设有水流量传感器6，以对流经进水管的水流量进行检测，并由此实现对燃气热水器出水流量V进行检测的目的。

本实施例中，在上述燃气热水器工作过程的步骤05)中，对进水温度值Tio和出水温度值Tso及燃气热水器出水流量V进行实时监测，并利用下述公式，Qo＝KV(Tso-Tio)，所述的K为设定的换算常数；得出燃气加热单元的实时热负荷Qo；并判断燃气加热单元的实时热负荷Qo是否小于最大值，若是，则降低电加热器的输入功率，直至燃气加热单元的实时热负荷Qo达到最大值、或电加热器的输入功率为0。从而，在燃气热水器使用过程中，避免因工作环境改变，导致燃气燃烧不充分、而电加热器依然持续工作情况的发生，以降低燃气热水器的使用成本，提高燃气燃烧效率。

本实施例中，在上述燃气热水器工作过程的步骤05)中，进水温度检测值Tio与设定值Ts进行实时比较，以得出电加热器的最适实时输入电压和/或输入电流，达到对电加热器的工作功率进行实时调节的目的，进而实现电加热器以最适工况进行工作的目的。

实施例二

本实施例中，所述的电加热器3包括设有进水管1中的、和/或包覆于进水管1外的电阻丝。电加热器3包括调节其工作档位的换挡装置，以自动和/或手动调节电加热器的工作档位，实现自动调节电加热器工作模式、进而调整燃气热水器出水温度的目的。

本实施例中，进水管1上设有对进水温度检测的进水温度传感器4，出水管2上设有对出水温度进行检测的出水温度传感器5。优选的，所述进水温度传感器4设于电加热器3的下游进水管1上，以利用进水温度传感器4和出水温度传感器5的检测值计算燃气加热单元的实时热负荷。进一步优选的，在电加热器3的上游进水管1上设置第一进水温度传感器、电加热器3的下游进水管上设置第二进水温度传感器(未在附图中注明)，以对电加热器的工作状况进行实时监控，避免电加热器超负荷工作、损坏后无法及时发现情况的发生。

如图3所示，本实施例中，燃气热水器的工作过程具体包括如下步骤，

1)、燃气热水器开机上电，在检测到有出水水流时，燃气加热单元开始工作；

2)、判断进水温度Tio是否低于设定值Ts；若是，执行步骤3)；若否，执行步骤8)；

3)、电加热器开始工作，对燃气热水器的进水进行加热；

4)、判断进水温度Tio-设定值Ts是否小于预存值T，若是，则执行步骤5)；若否，则电加热器以第一档进行工作；

5)、判断进水温度Tio-设定值Ts是否小于预存值n1*T，若是，则执行步骤6)；若否，则电加热器以第二档进行工作；

6)、判断进水温度Tio-设定值Ts是否小于预存值n2*n1*T，若是，则执行步骤7)；若否，则电加热器以第三档进行工作；

7)、判断进水温度Tio-设定值Ts是否小于预存值n3*n2*n1*T，若是，则电加热器以第五档进行工作；若否，则电加热器以第四档进行工作；

8)、燃气热水器保持工作状态持续进行加热，直至燃气热水器的出水水流为0后，停止燃气加热单元和电加热器工作。

通过上述控制方法，使得燃气热水器可在燃气加热单元无法满足用户使用状况下，自动控制电加热器启动，以保证燃气热水器出水温度达到设定值，进而满足用户使用要求；还能令燃气热水器的燃气燃烧效率最大化，进而实现了既能满足用户需求、又不会造成燃气能源的浪费，提高了燃烧效率。

本实施例中，所述的n3、n2、n1分别为大于1的预设常数，所述的预存值T为预设的温度差值。本实施例中，电加热器的第一档工作功率小于第二档工作功率、第二档工作功率小于第三档工作功率、第三档工作功率小于第四档工作功率、第四档工作功率小于第五档工作功率。从而，随着进水的温度递减，令燃气热水器的工作档位逐渐增大，以提高电加热器的功率，实现燃气热水器出水温度的自动调节。

本实施例中，在上述燃气热水器工作过程的步骤8)中，每间隔一定时间t，令电加热器以第i-1档工作，并判断燃气热水器的出水温度是否达到设定值Ts；若是，则电加热器以当前第i-1档持续工作；若否，则电加热器恢复至第i档持续工作。从而，在燃气热水器使用过程中，若发生环境温度升高、或燃气气源改变、或进水水温升高等情况发生时，对应降低电加热器的加热档位，避免燃气燃烧效率过低情况的发生，提高燃气热水器的工作效率。

本实施例中，在燃气热水器停止使用时，对电加热器停止工作前的工作档位进行实时存储，并令电加热器下次启动时，调用该存储值为i值，令电加热器以对应的第i档启动进行工作，以使得燃气热水器针对用户的使用习惯进行对应设置。

本实施例中，燃气热水器的控制面板、或者燃气热水器外部设有相应的控制按键或按钮，使用户可以手动操作该按键或按钮，以接通控制器中的继电器，令电加热器启动，以对流入的进水进行加热快速，提高燃气热水器的燃气加热单元的进水温度值，以便于用户自己选择是否需要启动电加热器进行辅助加热。

上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种燃气热水器的控制方法，其特征在于：在燃气热水器的进水温度小于设定值时，启动进水管上的电加热器对进水进行快速加热，并依据进水和/或出水温度检测值调整电加热器的工作功率，以使出水温度达到设定值；依据燃气热水器的进水温度,对应调用预存的电加热器的工作功率值，令电加热器以对应功率进行工作；

具体包括如下步骤，

11)、燃气热水器开机上电，在检测到有出水水流时，燃气加热单元开始工作；

12)、判断进水温度Tio是否低于设定值Ts；若是，执行步骤13)；若否，执行步骤15)；

13)、电加热器开始工作，对燃气热水器的进水进行加热；

14)、依据出水温度设定值和进水温度检测值，调用对应的预存值，并令电加热器以对应预存值的工作功率进行加热；

15)、燃气热水器保持工作状态持续进行加热，直至燃气热水器的出水水流为0后，停止燃气加热单元和电加热器工作；

其中，电加热器的输入电压和/或输入电流与设定值Ts与进水温度T之间的差值为一一对应关系；

电加热器的输入电压和/或输入电流随设定值Ts与进水温度T之间的差值的增大而递增、减小而递减；

对进水温度值Tio和出水温度值Tso及燃气热水器出水流量V进行实时监测，并利用下述公式，

Qo＝KV(Tso-Tio)，所述的K为设定的换算常数；

得出燃气加热单元的实时热负荷Qo；

在电加热器工作过程中，判断燃气加热单元的实时热负荷是否小于最大值，若是，则降低电加热器的输入功率和/或减小档位。

2.根据权利要求1所述燃气热水器的控制方法，其特征在于：当设定值Ts-进水温度Tio大于0、小于预存值T时，电加热器以第一档进行工作；

当设定值Ts-进水温度Tio大于T、小于n1*T时，电加热器以第二档进行工作；

当设定值Ts-进水温度Tio大于n1*T、小于n2*n1*T时，电加热器以第三档进行工作；

当设定值Ts-进水温度Tio大于n2*n1*T、小于n3*n2*n1*T时，电加热器以第四档进行工作；

当设定值Ts-进水温度Tio大于n3*n2*n1*T时，电加热器以第五档进行工作；

所述的n3、n2、n1分别为大于1的预设常数，所述的预存值T为预设的温度差值。

3.一种应用上述权利要求1或2所述控制方法的燃气热水器，其包括燃气加热单元，燃气加热单元分别与进水管和出水管相连通；其特征在于：进水管上设有对进水进行快速加热的电加热器；

在进水管上设有水流量传感器。

4.根据权利要求3所述的一种燃气热水器，其特征在于：进水管上设有对进水温度检测的进水温度传感器，出水管上设有对出水温度进行检测的出水温度传感器。

5.根据权利要求3所述的一种燃气热水器，其特征在于：所述的电加热器为可变频加热器；优选的，电加热器与供电电源之间设有调节输入电流和/或输入电压的调节装置，以调节电加热器的输入电流和/或输入电压；

或者，电加热器包括调节其工作档位的换挡装置，以调节电加热器的工作档位。

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