CN110895041A - 排水装置、换热设备及换热设备的排水控制方法 - Google Patents

排水装置、换热设备及换热设备的排水控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种排水装置、换热设备及换热设备的排水控制方法，排水装置包括：水封结构；排水管道，一端连接于水封结构，包括远离水封结构的进水端与靠近水封结构的出水端；流量传感结构，安装于排水管道，用于获取进水端的进水瞬时流量及出水端的出水瞬时流量。上述排水装置，利用流量传感结构获取排水管道不同位置的瞬时流量即可获得排水装置的工作状态，而无需设置电极等结构而通过电极的通断判断排水状态，因此在有效监控排水装置的排水状态的同时，避免了电极结构的误报现象，从而提高了设有该排水装置的换热设备的工作稳定性，延长了换热设备的使用寿命。

Description

排水装置、换热设备及换热设备的排水控制方法
技术领域
本发明涉及换热设备技术领域，特别是涉及一种排水装置、换热设备及换热设备的排水控制方法。
背景技术
燃气采暖热水炉，又称壁挂炉，可分为常规壁挂炉和冷凝式壁挂炉。其中，冷凝式壁挂炉通过利用高温烟气进行二次换热，提高了整机的换热效率，提升了机组的能效。而高温烟气二次换热产生的冷凝水则通过排水装置排出。
然而，当排水装置被异物堵住时，冷凝水无法及时排出，冷凝水在排水装置内不断堆积，最后通过倒灌流入炉膛，使风机、比例阀和燃烧器等核心部件进水，导致机组故障损坏。因此，冷凝式壁挂炉的行业标准中明确提出，在冷凝水堵塞后，机组应当安全停机。所以，冷凝燃气采暖炉中往往设置有检测冷凝水的排水装置是否堵塞的结构。
常用的第一种方案通过电路及两个电极来实现。当排水装置中的水位上升时，两个电极没入水中通过冷凝水导通，从而可通过检测电路的通断情况判断液面升高而最终得到排水装置堵塞的结论。
第二种方案通过电路、两个电极以及浮球型微动开关来实现。当排水装置中的水位变化时，浮球型微动开关的浮球在冷凝水的浮力作用下，使得微动开关断开或闭合，进而导通或断开检测电路，从而可据此判断排水***是否堵塞。
而由于壁挂炉的使用环境较为复杂，因此上述两种方案均存在一定缺陷。在第一种方案中，两个电极均在冷凝水的流经途中而长期处于湿润且带酸性的环境中，因此很容易发生导通而误报。第二种方案中的电极未处于冷凝水之中，但发生保护动作需水的浮力推动浮球运动，若浮球位置存在空腔，那么即使冷凝水排水***发生堵塞也无法产生相应的检测信号，进而导致冷凝水通过排水装置倒灌机组。
发明内容
基于此，有必要针对难以稳定监控排水装置的排水状态的问题，提供一种可稳定监控排水装置的排水状态的排水装置、换热设备及换热设备的排水控制方法。
一种排水装置，所述排水装置包括：
水封结构；
排水管道，包括远离所述水封结构的进水端与连接所述水封结构的出水端；以及
流量传感结构，安装于所述排水管道，用于获取所述进水端的进水瞬时流量及所述出水端的出水瞬时流量。
上述排水装置，利用流量传感结构获取排水管道不同位置的瞬时流量即可获得排水装置的工作状态，而无需设置电极等结构而通过电极的通断判断排水状态，因此在有效监控排水装置的排水状态的同时，避免了电极结构的误报现象，从而提高了设有该排水装置的换热设备的工作稳定性，延长了换热设备的使用寿命。
在其中一个实施例中，所述流量传感结构包括安装于所述进水端的第一流量传感单元及安装于所述出水端的第二流量传感单元，所述第一流量传感单元用于检测所述进水瞬时流量，所述第二流量传感单元用于检测所述出水瞬时流量。
在其中一个实施例中，所述第一流量传感单元与所述第二流量传感单元均为霍尔型流量传感器。
在其中一个实施例中，所述霍尔型流量传感器包括转子组件及霍尔元件，所述转子组件位于所述排水管道内，所述霍尔元件位于所述排水管道外并根据所述转子组件的工作状态输出控制信号。
一种换热设备，包括上述的排水装置。
在其中一个实施例中，所述换热设备还包括二级换热器，所述排水管道的所述进水端连接所述二级换热器。
在其中一个实施例中，所述换热设备为冷凝式壁挂炉。
一种换热设备的排水监控方法，包括以下步骤：
获取排水管道的进水端的进水瞬时流量与出水端的出水瞬时流量；
获取所述进水瞬时流量与所述出水瞬时流量的差值；
比较所述进水瞬时流量与所述出水瞬时流量的差值和预设流量差值的大小；
当所述进水瞬时流量与所述出水瞬时流量的差值大于所述预设流量差值时，发出报警信号。
在其中一个实施例中，当所述出水瞬时流量小于所述进水瞬时流量，且所述进水瞬时流量与所述出水瞬时流量的差值大于预设破损流量差值时，判断所述排水管道破损并发出破损报警信号；
当所述出水瞬时流量下降为零，且所述进水瞬时流量与所述出水瞬时流量的差值大于预设堵塞流量差值时，判断所述排水管道发生堵塞并发出堵塞报警信号。
在其中一个实施例中，判断所述排水管道发生堵塞并发出堵塞报警信号之后，还包括以下步骤：
当所述进水瞬时流量下降为零时，获取在所述出水瞬时流量下降为零与所述进水瞬时流量下降为零的时间段内，所述进水端的累计流量；
当所述累计流量等于预设累计流量时，发送停机保护信号。
附图说明
图1为本发明的一实施例的换热设备的部分结构示意图；
图2为本发明的一实施例的换热设备的排水监控方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本发明的实施例的一种换热设备100，包括用于排出冷凝水的排水装置40。下面以换热设备100为燃气采暖热水炉为例，对本申请的中排水装置40的结构进行说明。本实施例仅用以作为范例说明，并不会限制本申请的技术范围。可以理解，在其它实施例中，换热设备100也可具体为安装有排水装置40的其它设备，在此不作限定。
换热设备100包括换热机组及控制装置(图未示)，换热机组设有二级换热器20，排水装置40连接于二级换热器20，二级换热器20输出的冷凝水通过排水装置40排出，控制装置与换热机组及排水装置40通信连接，从而获取排水装置40的信号并根据信号控制换热机组的工作状态。
请继续参阅图1，排水装置40包括水封结构41与排水管道43，排水管道43包括远离水封结构41的进水端与连接水封结构41的出水端，进水端连接于二级换热器20以获取二级换热器20排出的冷凝水，出水端连接于水封结构41以排出冷凝水。如此，二级换热器20输出冷凝水通过进水端进入排水管道43，然后出水端流出排水管道43并进入水封结构41中。
为了监测排水管道43的工作状态，排水装置40还包括流量传感结构45，流量传感结构45安装于排水管道43并与控制装置通信连接，流量传感结构45用于获取进水端的进水瞬时流量、出水端的出水瞬时流量并将上述参数发送至控制装置，控制装置可计算得到进水瞬时流量与出水瞬时流量的流量差值，并根据流量差值的大小控制换热机组的工作状态。
在正常排水情况下，由于冷凝水从进水端不经过损失地直接流至出水端，因此出水瞬时流量与进水瞬时流量大致相同，进水瞬时流量与出水瞬时流量的流量差值基本为零。而当进水瞬时流量与出水瞬时流量的流量差值大于预设流量差值时，表明排水管道43的进水瞬时流量与出水瞬时流量之间存在较大差异，排水过程中出现异常(例如排水管道43堵塞或破裂)，因此控制装置控制换热机组发出警报信号甚至控制换热机组停机保护。
具体地，流量传感结构45包括安装于进水端的第一流量传感单元452及安装于出水端的第二流量传感单元454，第一流量传感单元452用于检测进水瞬时流量，第二流量传感单元454用于检测出水瞬时流量。如此，第一流量传感单元452与第二流量传感单元454可分别准确获取进水端的进水瞬时流量与出水端的出水瞬时流量，且两者之间不会相互影响而降低测量准确度。
进一步地，第一流量传感单元452与第二流量传感单元454均为霍尔型流量传感器。霍尔型流量传感器包括阀体、转子组件、稳流组件以及霍尔元件，转子组件位于排水管道43内，霍尔元件位于排水管道43外。当排水管道43中的水流流过转子组件时，磁性转子转动且转子的转速随着水流流量呈线性变化，霍尔元件可根据转子组件的工作状态输出脉冲信号反馈至控制装置，控制装置根据脉冲信号获取水流流量。
如此，用于发送脉冲信号的霍尔元件位于排水管道43外而并未与冷凝水直接接触，因此冷凝水的复杂成份不会对第一流量传感单元452与第二流量传感单元454的感应准确度造成影响，从而有效避免了误报现象，有效减少了排水装置40中的冷凝水倒灌进入换热机组的现象。
如图1及图2所示，上述换热设备100的排水监控方法具体包括以下步骤：
S110：获取排水管道43的进水端的进水瞬时流量与出水端的出水瞬时流量。
具体地，第一流量传感单元452获取排水管道43的进水瞬时流量并发送至控制装置，第二流量传感单元454获取排水管道43的出水瞬时流量并发送至控制装置。
S120：获取进水瞬时流量与出水瞬时流量的差值。
具体地，控制装置接收进水瞬时流量与出水瞬时流量，并计算获得进水瞬时流量与出水瞬时流量的差值。具体地，差值＝|进水瞬时流量-出水瞬时流量|。
S130：比较进水瞬时流量与出水瞬时流量的差值和预设流量差值的大小。
具体地，预设流量差值的具体数值不限，可根据换热设备100的实际参数设置。
S140：当进水瞬时流量与出水瞬时流量的差值大于预设流量差值时，发出报警信号。
具体地，当进水瞬时流量与出水瞬时流量的差值小于预设流量差值时，表明排水装置40正常排水。当进水瞬时流量与出水瞬时流量的差值大于预设流量差值时，表明排水装置40的排水过程发生故障，因此控制装置发出报警信号以提醒用户。
在一些实施例中，当出水瞬时流量小于进水瞬时流量，且进水瞬时流量与出水瞬时流量的差值大于预设破损流量差值时，表明排水管道43的进水端与排水端之间的位置发生破损，一部分水从破损处泄露而未流至排水端，因此控制装置判断排水管道43破损并发出破损报警信号。
当出水瞬时流量下降为零，且进水瞬时流量与出水瞬时流量的差值大于预设堵塞流量差值时，表明排水管道43的进水端依然在进水，但出水端因堵塞而停止出水，因此控制装置判断排水管道43发生堵塞并发出堵塞报警信号。
进一步地，在控制装置判断排水管道43发生堵塞并发出堵塞报警信号之后，当进水瞬时流量下降为零时，表明在出水瞬时流量下降为零之后，排水管道43中的冷凝水不断累积直至没过第一流量传感单元452所在位置，因此控制装置获取在出水瞬时流量下降为零与进水瞬时流量下降为零的时间段内进水端的累计流量。当累计流量等于预设累计流量(即从第一流量传感单元452所在位置至第二流量传感单元454所在位置之间的排水管道43的内积)时，表明排水管道43中的冷凝水已积累至进水端，因此控制装置发送停机保护信号至换热机组以控制换热机组停机。
上述排水装置40及设有其的换热设备100，通过第一流量传感单元452与第二流量传感单元454的设置，不仅可以检测到排水管道43发生堵塞的状况，还可以检测到排水管道43发生破损等情况，从而简单便捷地全面监控排水过程。而且，由于第一流量传感单元452与第二流量传感单元454的关键部件与冷凝水分离，因此可避免因与冷凝水直接接触导致误报的问题，从而保障换热设备100的运行安全。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种排水装置，其特征在于，所述排水装置包括：
水封结构(41)；
排水管道(43)，包括远离所述水封结构(41)的进水端与连接所述水封结构(41)的出水端；以及
流量传感结构(45)，安装于所述排水管道(43)，用于获取所述进水端的进水瞬时流量及所述出水端的出水瞬时流量。
2.根据权利要求1所述的排水装置，其特征在于，所述流量传感结构(45)包括安装于所述进水端的第一流量传感单元(452)及安装于所述出水端的第二流量传感单元(454)，所述第一流量传感单元(452)用于检测所述进水瞬时流量，所述第二流量传感单元(454)用于检测所述出水瞬时流量。
3.根据权利要求2所述的排水装置，其特征在于，所述第一流量传感单元(452)与所述第二流量传感单元(454)均为霍尔型流量传感器。
4.根据权利要求3所述的排水装置，其特征在于，所述霍尔型流量传感器包括转子组件及霍尔元件，所述转子组件位于所述排水管道(43)内，所述霍尔元件位于所述排水管道(43)外并根据所述转子组件的工作状态输出控制信号。
5.一种换热设备，其特征在于，包括如权利要求1-4任意一项所述的排水装置。
6.根据权利要求5所述的换热设备，其特征在于，所述换热设备还包括二级换热器，所述排水管道(43)的所述进水端连接所述二级换热器。
7.根据权利要求6所述的换热设备，其特征在于，所述换热设备为冷凝式壁挂炉。
8.一种换热设备的排水监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取排水管道(43)的进水端的进水瞬时流量与出水端的出水瞬时流量；
获取所述进水瞬时流量与所述出水瞬时流量的差值；
比较所述进水瞬时流量与所述出水瞬时流量的差值和预设流量差值的大小；
当所述进水瞬时流量与所述出水瞬时流量的差值大于所述预设流量差值时，发出报警信号。
9.根据权利要求8所述的换热设备的排水监控方法，其特征在于，
当所述出水瞬时流量小于所述进水瞬时流量，且所述进水瞬时流量与所述出水瞬时流量的差值大于预设破损流量差值时，判断所述排水管道(43)破损并发出破损报警信号；
当所述出水瞬时流量下降为零，且所述进水瞬时流量与所述出水瞬时流量的差值大于预设堵塞流量差值时，判断所述排水管道(43)发生堵塞并发出堵塞报警信号。
10.根据权利要求9所述的换热设备的排水监控方法，其特征在于，判断所述排水管道(43)发生堵塞并发出堵塞报警信号之后，还包括以下步骤：
当所述进水瞬时流量下降为零时，获取在所述出水瞬时流量下降为零与所述进水瞬时流量下降为零的时间段内所述进水端的累计流量；
当所述累计流量等于预设累计流量时，发送停机保护信号。
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