CN112460814A - 一种直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法，包括壳体、换热器、燃烧室、燃气接口、进水接口、出水接口、排烟管和直流风机。本发明的有益效果是：无需风压开关信号，通过对不同燃烧工况点匹配不同的风机转速，并通过对直流风机电流，转速等的采集及计算，推算出风道阻力，自适应调节风机转速，提高燃烧抗风能力，不同负荷自动匹配不同风机转速，智能判断风道堵塞情况来提升风机转速达到最优工作状态。

Description

一种直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法

技术领域

本发明涉及一种燃气热水器的风速控制方法，具体为一种直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法，属于恒温型燃气热水器技术领域。

背景技术

现有燃气热水器大部分为交流上抽燃气热水器(风机不可调速)，用户用水时，燃气热水器检测到水流信号，先开风机进行前清扫，将热水器内的废气通过烟管排出，风压开关检测到闭合后，再进行点火，开气阀，再到燃烧，水加热后经热水器流出。

每次点火前或是燃烧过程中均要判断是否风压闭合，闭合则代表风道通畅，风压***正常。由于外界风大，或是烟管出现意外堵塞，出现风压未闭合，则有可能出现火焰外溢或是燃烧不充分。热水器则会报警。但由于风压开关只有开闭两个信号，不同的安装环境下(烟管长短)或是不同运行负荷时报警点都是一致的，会导致部分报警不及时，在外界有大风时，风压信号正常，但由于费气排放不通畅，导致供氧不足，燃烧会不稳定，不允分，产生大量CO超标的烟气，基于此，本申请提出一种直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决问题而提供一种直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法，包括用于工作控制的燃气热水器；所述燃气热水器由壳体、换热器、燃烧室、燃气接口、进水接口、出水接口、排烟管和直流风机构成，所述壳体内设置有换热器和燃烧室，且所述换热器位于燃烧室的上方，所述壳体的底端设置有燃气接口、进水接口和出水接口，且所述燃气接口、进水接口和出水接口从右向左依次设置，所述燃气接口的一端通过管道与燃烧室进行连通，所述燃气接口的另一端与外接燃气管进行连通，所述进水接口的一端通过管道与换热器的进水端进行连通，所述进水接口的另一端与外设进水管进行连通，所述出水接口的一端通过管道与换热器的出水端进行连通，所述出水接口的另一端与外设出水管进行连通，所述壳体的顶部设置有排烟管，所述排烟管连接在燃烧室的出烟口处，且所述排烟管内安装有直流风机；

其控制方法包括以下流程：

一、标准烟管无堵塞，外界无风时，正常燃烧时，直流风机智能匹配；

二、烟管出现堵塞或是外界有风时：

风机特性：在同一负荷点，外界有风或堵塞时，风机做功变小，转速会自动上升，电流值出现下降，I/R，其中，I为风机电流，R为转速，此时应加大风机功率输出以提升转速；

虚拟压力值的计算：当I/R大于某一值时，排烟顺畅，当I/R小于某一值时，排烟不通畅，此值可定义为排烟风道压力值。标准烟管下的压力值出厂设定为标准值；

堵塞时智能补偿风速：

(1)通过用户需求负荷计算所需转速；

(2)与出厂标准值进行对比。如比标准值大，则表示排烟比标准值更为顺畅，可继续保持此转速运行，如发现比标准值小，则表示排烟不顺畅；

(3)堵塞越严重则转速增加越大，且燃烧噪音会加大，同时燃烧出现不稳定，需要提前报警处理，负荷越大，最大转速报警点越大；

(4)如果大分段区有相同负荷点则切换到大分段区，重新进行转速计算调节，切换后仍出现连续5s调节转速到达对应负荷的最大转速时，则报警处理，关闭燃气阀门，停止燃烧，直流风机转10s后停止工作。

作为本发明再进一步的方案：所述虚拟压力值的计算方式为：当转速到达目标转速后，计算虚拟压力值P＝I/R。

作为本发明再进一步的方案：所述虚拟压力值比标准值小的范围在0-10％时，对整机影响不大，可不做调节。

作为本发明再进一步的方案：所述虚拟压力值比标准值小的范围大于10％时，开始调节转速，每500ms调节一次50r/min，调节后实时计算P值,当P值大于95％标准P值时，停止调节。

作为本发明再进一步的方案：所述直流风机连续5s调节转速到达对应负荷的最大转速时，则表示燃烧供氧严重不足，如果大分段区无相同负荷点，则报警处理，关闭燃气阀门，停止燃烧，直流风机转10s后停止工作。

本发明的有益效果是：该直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法设计合理，无需风压开关信号，通过对不同燃烧工况点匹配不同的风机转速，并通过对直流风机电流，转速等的采集及计算，推算出风道阻力，自适应调节风机转速，提高燃烧抗风能力，不同负荷自动匹配不同风机转速，智能判断风道堵塞情况来提升风机转速达到最优工作状态。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图；

图2为本发明电流与转速关系示意图。

图中：1、壳体，2、换热器，3、燃烧室，4、燃气接口，5、进水接口，6、出水接口，7、排烟管和8、直流风机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～2，一种直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法，包括用于工作控制的燃气热水器；所述燃气热水器由壳体1、换热器2、燃烧室3、燃气接口4、进水接口5、出水接口6、排烟管7和直流风机8构成，所述壳体1内设置有换热器2和燃烧室3，且所述换热器2位于燃烧室3的上方，所述壳体1的底端设置有燃气接口4、进水接口5和出水接口6，且所述燃气接口4、进水接口5和出水接口6从右向左依次设置，所述燃气接口4的一端通过管道与燃烧室3进行连通，所述燃气接口4的另一端与外接燃气管进行连通，所述进水接口5的一端通过管道与换热器2的进水端进行连通，所述进水接口5的另一端与外设进水管进行连通，所述出水接口6的一端通过管道与换热器2的出水端进行连通，所述出水接口6的另一端与外设出水管进行连通，所述壳体1的顶部设置有排烟管7，所述排烟管7连接在燃烧室3的出烟口处，且所述排烟管7内安装有直流风机8。

实施例：

直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法包括以下流程：

一、标准烟管无堵塞，外界无风时，正常燃烧时，直流风机智能匹配；当用户开水后，开始计算需求负荷P(kw)＝L*(T设定-T进水)/14是恒定的(用户用水洗浴时，一般需求负荷是恒定的，设定温度及水流量不发生变化时)，如当需求负荷为16.5kw，则可推算出此时工作为6分段，比例阀开度介于PH，PL之间，由正比关系推算出风机输出转速为2000+(16.5-10)/(23-10)*(3000-2000)＝2500r/min。当需求负荷变化时，风机转速为对应发生变化；

二、烟管出现堵塞或是外界有风时：

风机特性：在同一负荷点，外界有风或堵塞时，风机做功变小，转速会自动上升，电流值出现下降，I/R(I为风机电流，R为转速)，此时应该加大风机功率输出，提升转速使得排烟更为顺畅。当提升到I/R计算值与正常无堵塞相等时，排烟，供氧会变好，可满足要求；

虚拟压力值的计算：当I/R大于某一值时，排烟顺畅，当I/R小于某一值时，排烟不通畅，此值可定义为排烟风道压力值。标准烟管下的压力值出厂设定为标准值；

堵塞时智能补偿风速：

(1)通过用户需求负荷计算所需转速；

(2)与出厂标准值进行对比。如比标准值大，则表示排烟比标准值更为顺畅，可继续保持此转速运行，如发现比标准值小，则表示排烟不顺畅；

(3)堵塞越严重则转速增加越大，且燃烧噪音会加大，同时燃烧出现不稳定，需要提前报警处理，负荷越大，最大转速报警点越大；

(4)如果大分段区有相同负荷点则切换到大分段区，重新进行转速计算调节，切换后仍出现连续5s调节转速到达对应负荷的最大转速时，则报警处理，关闭燃气阀门，停止燃烧，直流风机8转10s后停止工作。

在本发明实施例中，所述虚拟压力值的计算方式为：当转速到达目标转速后，计算虚拟压力值P＝I/R。

在本发明实施例中，所述虚拟压力值比标准值小的范围在0-10％时，对整机影响不大，可不做调节。

在本发明实施例中，所述虚拟压力值比标准值小的范围大于10％时，开始调节转速，每500ms调节一次50r/min，调节后实时计算P值,当P值大于95％标准P值时，停止调节。

在本发明实施例中，所述直流风机8连续5s调节转速到达对应负荷的最大转速时，则表示燃烧供氧严重不足，如果大分段区无相同负荷点，则报警处理，关闭燃气阀门，停止燃烧，直流风机8转10s后停止工作。

工作原理：在使用该直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法时，通过对不同燃烧工况点自动匹配不同的风机转速，并通过对直流风机电流，转速等的采集及计算，推算出风道阻力，自适应调节风机转速，提高燃烧抗风能力。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法，其特征在于：包括用于工作控制的燃气热水器；

所述燃气热水器包括壳体(1)、换热器(2)、燃烧室(3)、燃气接口(4)、进水接口(5)、出水接口(6)、排烟管(7)和直流风机(8)；

所述壳体(1)内设置有换热器(2)和燃烧室(3)，且所述换热器(2)位于燃烧室(3)的上方，所述壳体(1)的底端设置有燃气接口(4)、进水接口(5)和出水接口(6)，且所述燃气接口(4)、进水接口(5)和出水接口(6)从右向左依次设置；所述燃气接口(4)的一端通过管道与燃烧室(3)进行连通，所述燃气接口(4)的另一端与外接燃气管进行连通，所述进水接口(5)的一端通过管道与换热器(2)的进水端进行连通，所述进水接口(5)的另一端与外设进水管进行连通，所述出水接口(6)的一端通过管道与换热器(2)的出水端进行连通，所述出水接口(6)的另一端与外设出水管进行连通，所述壳体(1)的顶部设置有排烟管(7)，所述排烟管(7)连接在燃烧室(3)的出烟口处，且所述排烟管(7)内安装有直流风机(8)；

其控制方法包括以下流程：

一、标准烟管无堵塞，外界无风时，正常燃烧时，直流风机智能匹配；

二、烟管出现堵塞或是外界有风时：

风机特性：在同一负荷点，外界有风或堵塞时，风机做功变小，转速会自动上升，电流值出现下降，I/R，I为风机电流，R为转速，此时应加大风机功率输出以提升转速；

虚拟压力值的计算：当I/R大于某一值时，排烟顺畅，当I/R小于某一值时，排烟不通畅，此值可定义为排烟风道压力值，标准烟管下的压力值出厂设定为标准值；

三、堵塞时智能补偿风速：

(a)通过用户需求负荷计算所需转速；

(b)与出厂标准值进行对比，如比标准值大，则表示排烟比标准值更为顺畅，可继续保持此转速运行，如发现比标准值小，则表示排烟不顺畅；

(c)堵塞越严重则转速增加越大，且燃烧噪音会加大，同时燃烧出现不稳定，需要提前报警处理，负荷越大，最大转速报警点越大；

(d)如果大分段区有相同负荷点则切换到大分段区，重新进行转速计算调节，切换后仍出现连续5s调节转速到达对应负荷的最大转速时，则报警处理，关闭燃气阀门，停止燃烧，直流风机(8)转10s后停止工作。

2.根据权利要求1所述的一种直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法，其特征在于：所述虚拟压力值的计算方式为：当转速到达目标转速后，计算虚拟压力值P＝I/R。

3.根据权利要求1或2所述的一种直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法，其特征在于：所述虚拟压力值比标准值小的范围在0-10％时，对整机影响不大，可不做调节。

4.根据权利要求3所述的一种直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法，其特征在于：所述虚拟压力值比标准值小的范围大于10％时，开始调节转速，每500ms调节一次50r/min，调节后实时计算P值,当P值大于95％标准P值时，停止调节。

5.根据权利要求1所述的一种直流变频燃气热水器风速自适应的控制方法，其特征在于：所述直流风机(8)连续5s调节转速到达对应负荷的最大转速时，则表示燃烧供氧严重不足，如果大分段区无相同负荷点，则报警处理，关闭燃气阀门，停止燃烧，直流风机(8)转10s后停止工作。

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