CN113551426B - 一种燃气热水设备及其高抗风控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种燃气热水设备及其高抗风控制方法，其特征在于，用户开始使用燃气热水器，燃气热水器的主控制器控制双速交流风机以低速档开始运作，主控制器获取双速交流风机的采样负压值P，并将所述采样负压值P与风压闭合值P1比较；若P＞P1，燃气热水器以双速交流风机的低速档点火燃烧进入工作状态；若P≤P1，燃气热水器无法点火，主控制器将双速交流风机切换到高速档状态继续运行后再次获取双速交流风机的采样负压值P，并将所述采样负压值P与风压闭合值P1比较；若P仍然≤P1，主控制器进行风压过大报警并断电停止运行；若P＞P1则自检正常，燃气热水器以双速交流风机的高速档开始工作。

Description

一种燃气热水设备及其高抗风控制方法

技术领域

本发明涉及燃气热水器技术领域，尤其涉及一种基于双速交流风机的燃气热水设备及其高抗风控制方法。

背景技术

当前使用交流风机的燃气热水器，风机的运行方式主要有以下两种：单速运行以及双速运行。单速交流风机需要根据整机燃烧情况确定一个最佳风速，从而导致风机的抗风压能力有限。现有的双速交流风机一般是在单速交流风机的基础上增加低速绕组，用于低负荷燃烧，因此风机的抗风压能力也很有限。而如果在现有的单速风机上增加高速绕组形成双速风机来提高抗风压能力，又会导致低负荷下加风火焰不稳定甚至熄火的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种提升点火时的抗风压能力的基于双速交流风机的燃气热水器抗风控制方法。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种燃气热水设备的高抗风控制方法，其特征在于，在单速交流风机的基础上增加高速绕组形成具有低速档和高速档的双速交流风机，包括以下控制步骤：（1）启动燃气热水设备时，双速交流风机以低速档开始启动并利用电子风压传感器获取双速交流风机的采样负压值P，将所述采样负压值P与电子风压传感器的风压闭合值P1进行比较；（2）若采样负压值P＞风压闭合值P1，燃气热水设备以双速交流风机的低速档点火燃烧进入工作状态；（3）若采样负压值P≤风压闭合值P1，双速交流风机切换到高速档状态继续运行后再次获取双速交流风机的采样负压值P，并将所述采样负压值P与风压闭合值P1比较；（4）若高速档运行时的采样负压值P仍然≤风压闭合值P1，进行风压过大报警并断电停止运行；若采样负压值P＞风压闭合值P1则自检正常，燃气热水器以双速交流风机的高速档点火燃烧进入工作状态。

更为优选的是，燃气热水设备在低速档点火燃烧进入工作状态后，循环进行采样负压值P与设定的风压复位值P0的大小判定，当采样负压值P≤风压复位值P0时，进行风压过大报警并断电停止运行燃气热水器；当采样负压值P＞风压复位值P0时，根据燃气比例阀电流I和电流参考值I0的大小控制双速交流风机进行高档位和低档位之间的切换。

更为优选的是，如果比例阀电流I＜电流参考值I0，则维持双速交流风机以低速档状态工作；如果比例阀电流I≥电流参考值I0，则根据采样负压值P与加风参考值P2的大小控制双速交流风机进行高档位和低档位之间的切换。

更为优选的是，如果采样负压值P≥加风参考值P2，则维持双速交流风机的低速档状态工作；如果采样负压值P＜加风参考值P2，则调控所述双速交流风机以高速档工作，并进入采样负压值P与减风参考值P3大小的判定；如果采样负压值P＞减风参考值P3，则控制双速交流风机恢复到低速档状态工作；如果采样负压值P≤减风参考值P3，则回到低速档点火燃烧进入工作状态的循环判断起点，进行采样负压值P与设定的风压复位值P0的大小循环判断。

更为优选的是，燃气热水设备以高速档进入工作状态后，循环进行采样负压值P与设定的风压复位值P0的大小判定；若采样负压值P≤风压复位值P0，则进行风压过大报警并断电停止所述燃气热水器工作；若采样负压值P＞风压复位值P0，则进行采样负压值P与减风参考值P3的大小判定；若所述采样负压值P＞减风参考值P3，则控制所述双速交流风机以低速档状态工作；如果采样负压值P≤减风参考值P3，则维持所述双速交流风机以高速档状态工作并回到高速档点火燃烧进入工作状态的循环判断起点，采样负压值P与设定的风压复位值P0的大小判定。

更为优选的是，所述电流参考值I₀=

，所述I_PH为比例阀最大开度的电流 值，所述I_PL为比例阀最小开度的电流值。

更为优选的是，所述电流参考值I₀、所述加风参考值P2和所述减风参考值P3都通过程序固化在燃气热水器的主控制器中，燃气热水器高抗风控制方法通过燃气热水器的主控制器来控制实现。

更为优选的是，所述采样负压值P通过电子风压传感器采样得到，所述电子风压传感器与所述主控制器之间通过风压传感器连接线连接、并通过风压吸气管与所述双速交流风机的蜗壳连接。

本发明还提供一种燃气热水器设备，其特征在于，具有如上所述的高抗风控制方法。

更为优选的是，该燃气热水设备为具有供热水功能的燃气热水器或兼具供热水、供暖功能的燃气壁挂炉。

本发明的有益效果是。

一、主控制器获取双速交流风机的采样负压值P并将采样负压值P与风压闭合值P1比较从而调节燃气热水器以双速交流风机的低速档或高速档点火燃烧进入工作状态，或燃气热水器断电停止工作；提升燃气热水器点火时的抗风压能力。

二、通过主控制器获取的比例阀电流信号与电流参考值I₀大小的比较以及将获取的风机负压值P与加风参考值P2、减风参考值P3大小的比较，共同来完成对燃气热水器双速交流风机高低速档自动的切换；当双速交流风机低速运行时能够保证燃气热水器内燃气燃烧火焰的稳定，当双速交流风机高速运行时增大双速交流风机的抗风压能力，保证了热水器在恶劣环境下运行。

三、主控制器与双速交流风机、比例阀之间的是一个闭环的反馈调节过程，主控制器实时接收双速交流风机的负压信号和比例阀反馈的比例阀电流从而对控制结果进行调整和修正，提高控制的精确度。

附图说明

图1所示为双速交流风机的连接应用示意图。

图2所示为本发明提供的基于双速交流风机的燃气热水器抗风控制方法的程序框图。

附图标记说明。

1：电子风压传感器，2：双速交流风机，3：风压吸气管，4：风压传感器连接线，5：风机连接线，6：主控制器。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向” 、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一。

如图1所示，其为双速交流风机的连接应用方式包括：电子风压传感器1、双速交流风机2、风压吸气管3、风压传感器连接线4、风机连接线5和主控制器6，电子风压传感器1通过风压吸气管3与双速交流风机2的蜗壳连接、用来采集双速交流风机的负压，所述主控制器6通过风压传感器连接线4、风机连接线5分别与电子风压传感器1和双速交流风机2连接、用来根据电子风压传感器反馈的风压信号控制双速交流风机的工作。该***主要工作原理是通过电子风压传感器1提供的双速交流风机2的实时负压信号和燃气比例阀反馈的电流信号来实现主控制器与双速交流风机2之间的一个闭环反馈调节。

本发明提供的一种燃气热水设备的高抗风控制方法，其是在现有的单速交流风机的基础上增加高速绕组形成具有低速档和高速档的双速交流风机，并对这种双速交流风机的控制方法进行改进，从而使抗风压能力增强，保证低负荷运行火焰稳定燃烧且覆盖点火情况下的方案，即，着重解决引入高速绕组后的点火时抗风压能力提升这一关键问题。

燃气热水设备，如燃气热水器、燃气壁挂炉等通常需要满足风压开关闭合这一条件才能开始点火燃烧。本申请的设计思路是：如果双速交流风机在低速状态下不能使风压开关闭合，则切换到高速状态下继续判定，若风机高速运行可以使风压开关闭合，热水器就能正常点火燃烧，否则才会故障报警；也即提升了点火时的抗风压能力。

如图2所示，一种燃气热水设备的高抗风控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤。

1）当用户使用燃气热水器时，燃气热水器的主控制器控制双速交流风机以低速档开始运作，主控制器利用电子风压传感器获取双速交流风机的采样负压值P，并将所述采样负压值P与电子风压传感器的风压闭合值P1进行比较。

2）若采样负压值P大于P1，燃气热水器以双速交流风机的低速档点火燃烧，进入工作状态；若采样负压值P小于或等于风压闭合值P1，燃气热水器无法点火，主控制器将双速交流风机切换到高速档运行，再次获取双速交流风机的采样负压值P并将其与风压闭合值P1进行比较，若采样负压值P仍然小于或等于风压闭合值P1，主控制器判断故障并进行风压过大报警，断电停止运行保护机器；若采样负压值P大于P1则自检正常，燃气热水器以双速交流风机的高速档开始工作。

3）当步骤2）中燃气热水器以双速交流风机的低速档进入工作状态后，主控制器开始比较采样负压值P与设定的风压复位值P0的大小；当采样负压值P小于或等于风压复位值P0，主控制器进行风压过大报警并使得燃气热水器断电停止运行；当采样负压值P大于风压复位值P0时，主控制器获取比例阀电流I并开始判定比例阀电流I和电流参考值I₀的大小，若比例阀电流I小于电流参考值I₀则主控制器使双速交流风机以低速档状态工作，并重新回到采样负压值P与风压复位值P0比较重复以上的循环；若比例阀电流I大于或等于电流参考值I₀则主控制器继续进行采样负压值P与加风参考值P2大小的比较，若采样负压值P大于或等于P2则双速交流风机保持原有状态且主控制器将采样负压值P与减风参考值P3进行大小比较；若采样负压值P小于加风参考值P2，主控制器维持双速交流风机以高速状态工作，并进行采样负压值P与减风参考值P3大小的判定，若采样负压值P大于减风参考值P3则主控制器维持双速交流风机以低速状态工作，并回到采样负压值P与风压复位值P0大小的判定后重复以上的循环；如果采样负压值P小于或等于减风参考值P3则直接回到采样负压值P与风压复位值P0大小的判定并重复以上的循环。

4）当步骤2）中燃气热水器以双速交流风机的高速档进入工作状态后，主控制器判断采样负压值P与设定的风压复位值P0的大小，若采样负压值P小于或等于风压复位值P0时，主控制器进行风压过大报警并断电停止运行保护机器；若采样负压值P大于风压复位值P0时则判定采样负压值P与减风参考值P3的大小。如果采样负压值P大于减风参考值P3则主控制器使双速交流风机以低速状态工作，并回到低速档启动的循环中去；如果采样负压值P小于减风参考值P3则回到上一步采样负压值P与风压复位值P0大小的判定并重复该循环。

需要说明的是，在步骤4）中，所述双速交流风机从高速挡回到低速挡运行，并回到低速档启动的循环中去是指所述主控制器继续判断采样负压值P与设定的风压复位值P0的大小，当采样负压值P≤风压复位值P0时，所述主控制器进行风压过大报警并断电停止运行燃气热水器；当采样负压值P＞风压复位值P0时，所述主控制器获取比例阀电流I并根据比例阀电流I和电流参考值I0的大小控制双速交流风机工作。如果比例阀电流I＜电流参考值I0，则主控制器维持双速交流风机以低速状态工作，并回到采样负压值P与设定的风压复位值P0的大小判断；如果比例阀电流I≥电流参考值I0，则根据采样负压值P与加风参考值P2的大小控制双速交流风机工作。如果采样负压值P≥加风参考值P2时，主控制器维持双速交流风机的低速状态工作，并进入采样负压值P与减风参考值P3大小的判定；如果采样负压值P＜加风参考值P2时，所述主控制器调控所述双速交流风机以高速档工作，并进入采样负压值P与减风参考值P3大小的判定；如果采样负压值P＞减风参考值P3，则主控制器使双速交流风机以低速状态工作，并回到采样负压值P与设定的风压复位值P0的大小判断；如果采样负压值P≤减风参考值P3，则直接回到采样负压值P与设定的风压复位值P0的大小判断。

另外需要说明的是，所述主控制器6通过电子风压传感器1反馈的双速交流风机实时负压信号得到双速交流风机2的采样负压值P。所述电子风压传感器1与所述双速交流风机2通过风压吸气管3连接，所述电子风压传感器1与所述主控制器6通过风压传感器连接线4连接；所述主控制器与所述双速交流风机2通过风机连接线5连接。所述主控制器通过比例阀反馈得到比例阀电流I。至于电子风压传感器和比例阀的产品型号选择、电路设计均为本领域技术人员所掌握的普通技术知识，这里不再赘述。

进一步地，所述电流参考值I₀=

，所述I_PH为比例阀最大开度的电流值，所 述I_PL为比例阀最小开度的电流值。

所述风压复位值P0和所述风压闭合值P1是电子风压传感器所决定的，根据燃气热水器所安装的电子风压传感器的型号不同而不同。对于电子风压传感器而言，P0和P1的值可以通过主控制器程序进行调整。

在本实施例中，所述电流参考值I₀、所述风压复位值P0、所述风压闭合值P1是在燃气热水器出厂时通过程序固化在燃气热水器的主控制器中。在其它实施方式中，也可以是在燃气热水器安装调试时或检测维修后由工程人员重新编写进燃气热水器的主控制器中。当然，也可以通过一些初始化操作使所述电流参考值I₀、所述风压复位值P0、所述风压闭合值P1还原；至于这些初始化操作为本领域技术人员所掌握的普通技术知识，这里不再赘述。

所述加风参考值P2和所述减风参考值P3是通过实验测试得到，加风参考点P2为热水器烟气超标时的风机负压值，减风参考点P3为热水器出现离焰、熄火等现象时的风机负压值。至于其具体的测量方法是本领域技术人员的公知常识，在这里不再赘述。所述加风参考值P2和所述减风参考值P3是在燃气热水器测试后或检测维修后由工程人员编写进燃气热水器的主控制器中的。

实施例二。

一种燃气热水设备，具有如实施例一所述的燃气热水设备的高抗风控制方法。

需要说明的是，该燃气热水设备为具有供热水功能的燃气热水器或兼具供热水、供暖功能的燃气壁挂炉。

本实施例提供的燃气热水设备具有实施例一所有的有益效果，在这里不再赘述。至于燃气热水设备的具体结构可以采用现有的或将来有的结构，在这里不进行详细说明。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (10)

1.一种燃气热水设备的高抗风控制方法，其特征在于，在单速交流风机的基础上增加高速绕组形成具有低速档和高速档的双速交流风机，包括以下控制步骤：

（1）启动燃气热水设备时，双速交流风机以低速档开始启动并利用电子风压传感器获取双速交流风机的采样负压值P，将所述采样负压值P与电子风压传感器的风压闭合值P1进行比较；

（2）若采样负压值P＞风压闭合值P1，燃气热水设备以双速交流风机的低速档点火燃烧进入工作状态；

（3）若采样负压值P≤风压闭合值P1，双速交流风机切换到高速档状态继续运行后再次获取双速交流风机的采样负压值P，并将所述采样负压值P与风压闭合值P1比较；

（4）若高速档运行时的采样负压值P仍然≤风压闭合值P1，进行风压过大报警并断电停止运行；若采样负压值P＞风压闭合值P1则自检正常，燃气热水器以双速交流风机的高速档点火燃烧进入工作状态；

在燃气热水设备以低速档点火燃烧进入工作状态后，循环进行采样负压值P与设定的风压复位值P0的大小判定，当采样负压值P≤风压复位值P0时，进行风压过大报警并断电停止运行燃气热水器；当采样负压值P＞风压复位值P0时，根据燃气比例阀电流I和电流参考值I₀的大小控制双速交流风机进行高档位和低档位之间的切换；

在燃气热水设备以高速档进入工作状态后，循环进行采样负压值P与设定的风压复位值P0的大小判定；若采样负压值P≤风压复位值P0，则进行风压过大报警并断电停止所述燃气热水器工作；若采样负压值P＞风压复位值P0，则进行采样负压值P与减风参考值P3的大小判定，所述减风参考值P3为燃气热水设备出现离焰、熄火现象时的风机负压值。

2.根据权利要求1所述的一种燃气热水设备的高抗风控制方法，其特征在于，如果比例阀电流I＜电流参考值I₀，则维持双速交流风机以低速档状态工作；如果比例阀电流I≥电流参考值I₀，则根据采样负压值P与加风参考值P2的大小控制双速交流风机进行高档位和低档位之间的切换；所述加风参考值P2为燃气热水设备烟气超标时的风机负压值。

3.根据权利要求2所述的一种燃气热水设备的高抗风控制方法，其特征在于，如果采样负压值P≥加风参考值P2，则维持双速交流风机的低速档状态工作；如果采样负压值P＜加风参考值P2，则调控所述双速交流风机以高速档工作，并进入采样负压值P与减风参考值P3大小的判定；

如果采样负压值P＞减风参考值P3，则控制双速交流风机恢复到低速档状态工作；如果采样负压值P≤减风参考值P3，则回到低速档点火燃烧进入工作状态的循环判断起点，进行采样负压值P与设定的风压复位值P0的大小循环判断。

4.根据权利要求1所述的一种燃气热水设备的高抗风控制方法，其特征在于，所述进行采样负压值P与减风参考值P3的大小判定为：

若所述采样负压值P＞减风参考值P3，则控制所述双速交流风机以低速档状态工作；如果采样负压值P≤减风参考值P3，则维持所述双速交流风机以高速档状态工作并回到高速档点火燃烧进入工作状态的循环判断起点，采样负压值P与设定的风压复位值P0的大小判定。

5.根据权利要求1所述的一种燃气热水设备的高抗风控制方法，其特征在于，所述电流 参考值I₀=

，所述I_PH为比例阀最大开度的电流值，所述I_PL为比例阀最小开度的电流 值。

6.根据权利要求1所述的一种燃气热水设备的高抗风控制方法，其特征在于，所述电流参考值I₀、所述风压复位值P0、所述风压闭合值P1都通过程序固化在燃气热水器的主控制器中，燃气热水器高抗风控制方法通过燃气热水器的主控制器来控制实现。

7.根据权利要求6所述的一种燃气热水设备的高抗风控制方法，其特征在于，所述采样负压值P通过电子风压传感器采样得到，所述电子风压传感器与所述主控制器之间通过风压传感器连接线连接、并通过风压吸气管与所述双速交流风机的蜗壳连接。

8.根据权利要求2所述的一种燃气热水设备的高抗风控制方法，其特征在于，所述加风参考值P2和所述减风参考值P3是在燃气热水器测试后或检测维修后由工程人员编写进燃气热水器的主控制器中的。

9.一种燃气热水器设备，其特征在于，具有如权利要求1-8中任意一项所述的高抗风控制方法。

10.根据权利要求9所述的一种燃气热水器设备，其特征在于，该燃气热水设备为具有供热水功能的燃气热水器或兼具供热水、供暖功能的燃气壁挂炉。

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