燃气热水设备及其控制方法和计算机可读存储介质与流程



1.本发明涉及热水器技术领域,特别涉及一种燃气热水设备及其控制方法和计算机可读存储介质。


背景技术:



2.高温空气燃烧(high temperature air combustion)称为“温和与深度低氧稀释燃烧”,简称柔和燃烧是一种新型的燃烧方式,又称mild燃烧。该燃烧的主要特点是:化学反应主要发生在高温低氧的环境中,反应物温度高于其自燃温度,并且燃烧过程中最大温升低于其自燃温度,氧气体积分数被燃烧产物稀释到极低的浓度,通常为3%~10%。相比于常规燃烧,在这种燃烧状态下,燃料的热解受到抑制,火焰厚度变厚,火焰前锋面消失,从而使得在这种燃烧时整个炉膛的温度非常均匀,污染物nox和co排放大幅度降低。
3.虽然高温空气燃烧具有上述诸多优点,但是,并没有根据热负荷自动选取合适的燃烧方式,容易出现燃气热水设备能源消耗大,燃气热水设备效率低的问题。


技术实现要素:



4.本发明的主要目的是提出一种燃气热水设备及其控制方法和计算机可读存储介质,旨在实现热水器的节能减排,以及减少污染物(co和nox)的排放。
5.为实现上述目的,本发明提出一种燃气热水设备,设置有冷水进水管和热水出水管,所述燃气热水设备包括:
6.燃烧器,内部形成燃烧室
7.换热器,所述换热器的一端连通所述冷水进水管,另一端连通所述热水出水管,所述换热器用于吸收所述燃烧器燃烧产生的热量并将吸收的热量与换热器内部的水进行热量交换;以及,
8.如上所述的燃气热水设备控制装置,所述燃气热水设备控制装置用于根据获取的电流值调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量。
9.可选地,所述燃烧器包括:
10.高温空气燃烧器,安装在所述燃烧室内;
11.预热燃烧器,安装在所述燃烧室内并与所述高温空气燃烧器相邻布置。
12.可选地,所述燃气热水设备控制装置的电流检测探头设置于所述高温空气燃烧器所在的燃烧室内。
13.可选地,所述预热燃烧器还包括:多孔介质,所述多孔介质设置于所述燃烧室内;
14.点火装置,设置于所述燃烧室内,并对应所述多孔介质设置,以对所述多孔介质进行点火;
15.火焰感应装置,所述火焰感应装置用于检测所述预热燃烧器是否处于燃烧状态,当检测到未处于燃烧状态时,控制所述点火装置重新点火。
16.本发明提出还一种燃气热水设备控制方法,所述燃气热水设备控制方法包括:
17.获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值;
18.将获取的所述电流值与当前工况下预设电流范围值进行匹配;以及
19.当获取的所述电流值处于所述预设电流范围值外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量。
20.可选地,燃气热水设备具有控制燃气进入所述燃烧室的燃气阀,所述当获取的所述电流值处于所述预设电流范围外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量的步骤具体包括:
21.调节燃气热水设备的燃气阀的开度以调节输出至所述燃烧室的燃气流量,并在调节后返回执行所述获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值的步骤,直至调节后的所述电流值处于所述预设电流范围内。
22.可选地,燃气热水设备还具有控制空气进入所述燃烧室的风机,所述当获取的所述电流值处于所述预设电流范围外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量的步骤具体包括:
23.调节所述燃气热水设备的风机的转速以调节输出至所述燃烧室的空气流量,并在调节后返回执行所述获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值的步骤,直至调节后的所述电流值处于所述预设电流范围内。
24.可选地,所述燃气热水设备还包括风机及与燃气热水设备的燃烧室连通的预混合室,所述预混合室包括燃气进气口、空气进气口及混合气体输出口,所述混合气体输出口与所述燃气进气口及空气进气口连通,以形成混合气体通道,所述风机设置于所述混合气体通道内;
25.所述当获取的所述电流值处于所述预设电流范围外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量的步骤具体包括:
26.调节所述风机的转速以调节输出至所述燃烧室的混合气体流量,并在调节后返回执行所述获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值的步骤,直至调节后的所述电流值处于所述预设电流范围内。
27.可选地,所述燃气热水设备包括预热燃烧器和接入所述预热燃烧器燃烧形成的高温烟气以发生高温空气燃烧的高温空气燃烧器;所述获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值的步骤具体包括:
28.所述获取所述高温空气燃烧器所在的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值。
29.可选地,所述燃气热水设备还包括送气组件,用于向所述预热燃烧器所在的燃烧室及向所述高温空气燃烧器所在的燃烧室输送气体;
30.所述当获取的所述电流值处于所述预设电流范围外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量的步骤具体包括:
31.控制所述送气组件调节输出至所述高温空气燃烧器所在的燃烧室的燃气和/或空气流量。
32.本发明还提出一种燃气热水设备控制装置,所述燃气热水设备控制装置包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的燃气热水设备控制程序;其中,所述燃气热水设备控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的燃气热水设备控制方法的步骤。
33.可选地,所述燃气热水设备控制装置还包括电流检测探头,所述电流检测探头设置于所述燃气热水设备的燃烧室内。
34.本发明还提出一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有燃气热水设备控制程序,所述燃气热水设备控制程序被处理器执行时实现上所述的燃气热水设备控制方法的步骤。
35.本实施例中,所述混合气体的流量分别与燃气阀开度和风机转速成正比,也即映射关系。燃气阀开度调节值的设定可以根据获取的电流值与预设电流范围之间的差值进行确定,电流值与预设电流范围之间的差值越大,则说明此空燃气与较佳空燃比之间的差距越大,此时燃气阀开度调节值则设置的越大,当然还可以根据具体情况而灵活设置。同理,风机转速调节值的设定也可以根据获取的电流值与预设电流范围之间的差值进行确定,电流值与预设电流范围之间的差值越大,则风机转速调节值则设置的越大。可以理解的是,在检测到电流值不在预设电流范围之间时,还可以通过燃气压力传感器、风压传感器等实时检测风压及燃气压力,并根据检测的风压及燃气压力来调节风机转速和燃气阀开度,以增大或者减小风机的转速,以调节输出至燃烧室内混合气体中空气的比例,或者,减小或者增大燃气阀开度,以调节输出至燃烧室内混合气体中燃气的比例,根据实际电流值,准确控制燃气流量和空气流量之间的比例,以提高火焰温度,保证燃气热水设备具有最佳空燃比,有利于燃气热水设备更加稳定运行。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
37.图1为本发明燃气热水设备控制方法一实施例的流程示意图;
38.图2为图1中步骤300一实施例的细化流程示意图;
39.图3为图1中步骤300另一实施例的流程示意图;
40.图4为图1中步骤300又一实施例的流程示意图;
41.图5为图1中步骤300一实施例的流程示意图;
42.图6为本发明燃气热水设备一实施例的结构示意图;
43.图7为本发明燃气热水设备另一实施例的结构示意图;
44.图8为燃气热水设备一实施例的功能模块示意图;
45.图9为本发明实施例方案涉及的燃气热水设备控制装置硬件运行环境的终端结构示意图。
46.附图标号说明:
47.标号名称标号名称100燃烧器510风机110高温空气燃烧器520燃气导气管120预热燃烧器530空气导气管130进气腔540燃气比例阀
140火焰感应装置a1电流检测探头150点火装置a2水流传感器200换热器t11进水温度传感器300排烟管t12出水温度传感器400排烟管10冷水进水管500集烟罩20热水出水管600冷凝水中和器
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48.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
49.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的一部分实施例,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作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。
50.本发明提出一种燃气热水设备控制方法。
51.该燃气热水设备包括预热燃烧器和接入所述预热燃烧器燃烧形成的高温烟气以发生高温空气燃烧的高温空气燃烧器。高温空气燃烧(high temperature air combustion)称为“温和与深度低氧稀释燃烧”,简称柔和燃烧是一种新型的燃烧方式,又称mild燃烧。该燃烧的主要特点是:化学反应主要发生在高温低氧的环境中,反应物温度高于其自然温度,并且燃烧过程中最大温升低于其自然温度,氧气体积分数被燃烧产物稀释到极低的浓度,通常为3%~5%。相比于常规燃烧,在这种燃烧状态下,燃料的热解受到抑制,火焰厚度变厚,火焰前锋面消失。从而使得在这种燃烧时整个炉膛的温度非常均匀,污染物nox和co排放大幅度降低。高温空气燃烧是一种容积燃烧或弥散燃烧,其特征是反应速率低、局部释热少、热流分布均匀、燃烧峰值温度低且噪音极小。该燃烧与传统小区域局部高温燃烧相比,反应在大区域、甚至整个炉膛内进行,火焰锋面消失;nox和co等污染物的生成显著减少;炉膛整体温度提高、辐射传热增强。高温预热空气并配合高速射流是实现高温空气燃烧的主要方式;卷吸高温烟气并稀释燃空气射流是维持高温空气燃烧的技术关键;建立高温空气燃烧的重要条件是射流混合区以后炉内任意位置的氧气浓度低于5%~10%,且温度高于燃料的自燃点。这需要依靠炉内高温烟气(富含n2和co2的废气)的强烈内部循环稀释反应物来实现。
52.可以理解的是,应用高温空气燃烧的燃气热水设备设置有壳体,壳体依次形成有预热燃烧室及高温空气燃烧室,壳体上还开设有排烟口,预热燃烧器则安装在预热燃烧室内;高温空气燃烧器则安装在高温空气燃烧室,燃气热水设备设置还具有换热器,位于排烟口与高温空气燃烧室之间;壳体内安装用于向燃气热水设备中引入进水的进水管、用于向外部提供热水的热水出水管以及与排烟口相接的排烟管、接入燃气的燃气进气管路及进气阀均可以采用现有的,在此不再详述。其中,预热燃烧器用于对高温空气燃烧室的气体进行加热。预热燃烧器可以采用能有效防止在燃烧过程中发生回火的蜂窝状结构,举例而言,燃气热水设备还包括点火器,点火器用以将从预热燃烧器中引射的燃气点燃。高温空气燃烧器内设置有燃气喷射管,具有燃气进口和燃气出口,所述燃气喷射管的燃气出口设于所述
高温空气燃烧室内,以用于向所述高温燃烧室喷射燃气,使得所述高温空气燃烧室内进行高温空气燃烧反应。
53.在燃气热水设备启动时,可以控制预热燃烧器燃烧工作,进入至预热燃烧室的燃气与空气由预热燃烧器进行点火起燃,使混合有燃气和空气的混合气体燃烧而对预热燃烧室内的空气进行加热,形成高温烟气。可以理解的是,控制加热的温度,可以将预热燃烧室内的空气加热至目标温度,也即上述所说的目标温度,如此,便实现了对空气的高温预热。进行高温预热后的高温气体送入高温空气燃烧室后,向高温空气燃烧室喷射燃气,燃气与高温气体结合,高温气体点燃燃气,实现在高温空气燃烧室内形成mild燃烧。可以理解的是,在预热燃烧器工作时,并将预热燃烧室内的进行空气加热时,亦能实现与换热器进行热交换。
54.还可以理解的是,燃气热水设备可带有预热功能,能够对循环管路中的水进行预热,以期达到用水时打开阀门即得到热水的目的,也即零冷水燃气热水设备可以实现热水即开即用,具体可以启动预热功能时,设置在零冷水燃气热水设备内的内置循环泵运转,将零冷水燃气热水设备的机外热水出水管、回水管内的存水抽回零冷水燃气热水设备进行预热,形成预热循环管路,实现预热。零冷水功能可以应用于洗浴场景,也可以应用于洗漱零冷水场景,当然还可以根据用户需求一键启动预热功能,或者用户自行设定预热时间,预热温度等。随着用户需求的不同,预热温度也就不同,燃气热水设备的工况也就不同。例如,在用户用水时间的不同,气压、燃气压力等也可能发生改变。或者,热水器使用季节的不同,气压、燃气压力也会随之不同。燃气热水设备的控制若不根据应用场景进行改变,则可能出现能源消耗高,使得燃气热水设备不能有效的响应用户的需求,或者导致燃烧不充分,环境污染,甚至会出现爆燃等危险情况。
55.参照图1至图9,本发明提出一种燃气热水设备。
56.参照图6至图8,燃气热水设备设置有冷水进水管10和热水出水管20,所述燃气热水设备包括:
57.燃烧器100,内部形成燃烧室;
58.换热器200,所述换热器200的一端连通所述冷水进水管10,另一端连通所述热水出水管20,所述换热器200用于吸收所述预燃烧器100燃烧产生的热量并将吸收的热量与换热器200内部的水进行热量交换;以及,
59.如上所述的燃气热水设备控制装置,所述燃气热水设备控制装置用于根据获取的所述电流值调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量。
60.本实施例中,该燃气热水设备控制装置的详细结构可参照上述实施例,此处不再赘述;可以理解的是,由于在本发明燃气热水设备中使用了上述燃气热水设备控制装置,因此,本发明燃气热水设备的实施例包括上述燃气热水设备控制装置全部实施例的全部技术方案,且所达到的技术效果也完全相同,在此不再赘述。
61.本实施例中,通过燃气热水设备控制装置根据火焰温度与空燃比之间的关系,当空燃比最佳时,火焰温度达到峰值,火焰离子电流也达到峰值。根据上述原理,调节燃烧室的混合气体的流量,以使燃烧室内的燃气和空气的混合气体自适应当前环境下空燃比,以提高燃气热水设备的运行效率,通过实时检测分析燃烧室的燃烧状态,控制燃烧室的混合气体的流量,进而使燃气和空气的空燃比达到较佳,可以实现闭环控制,确保燃气热水设备
燃烧在高效状态运行。在一实施例中,燃气热水设备还包括全预混合器500,全预混合器500内可以设置有风机510,通过风机的扰流,将燃气导气管520接入的燃气和空气导气管530接入的空气进行混合。
62.燃气经燃气比例阀540,燃气导管520进入风机510,与风机510经空气导气管530吸入的空气在风机叶轮的扰动下充分混合,形成一定比例的空气燃气混合气;该混合气在风机作用下,一部分分配至一级全预混金属纤维网燃烧器100进行全预混燃烧,产生高温低氧烟气,另一部分分配至二级高温空气燃烧器110,该部分混合气在一级燃烧器100产生的高温低氧烟气作用下,被加热和稀释,形成高温空气燃烧。最终烟气经换热器200,集烟罩400,排烟管300排出,的作用是高温烟气经换热器200时,再通过冷凝水中和器600将部分冷凝产生酸性冷凝水进行酸碱中和后排出。
63.参照图6至图8,在一实施例中,所述燃烧器100包括:
64.高温空气燃烧器110,安装在所述燃烧室内;
65.预热燃烧器120,安装在所述燃烧室内并与所述高温空气燃烧器110相邻布置,所述燃气热水设备控制装置的电流检测探头a1设置于所述高温空气燃烧器110所在的燃烧室内。
66.其中,所述预热燃烧器120包括:多孔介质,所述多孔介质设置于所述燃烧室内;
67.点火装置150,设置于所述燃烧室内,并对应所述多孔介质设置,以对所述多孔介质进行点火;
68.火焰感应装置140,所述火焰感应装置140用于检测所述预热燃烧器120是否处于燃烧状态,当检测到未处于燃烧状态时,控制所述点火装置150重新点火。
69.所述燃烧器100还包括混合腔、挡设于所述进气腔130和所述第一燃烧室之间的挡板,所述挡板上设置有多个气孔,以形成供所述进气腔130的气体流入至所述第一燃烧室20的第一流路;
70.所述挡板的侧边与所述进气腔130的室壁之间形成供所述进气腔130的气体流入至所述第二燃烧室的第二流路。在挡板的中部或者在第一燃烧室对应的位置设置气孔,进气腔130输出的气体经气孔的作用下,流入至第一燃烧室,以为第一燃烧室提供预热燃烧所需的空气和燃气。挡板的侧边与进气腔130的腔壁之间限定出至少流入至第二燃烧室的气体流路,在挡板的扰流作用下,气体经挡板的侧边与进气腔130的腔壁之间下形成的第二流路流入至第二燃烧室,从而给第二燃烧提供高温空气燃烧所需的空气和燃气。
71.所述燃烧器100还包括多孔扰流板,所述多孔扰流板上设置有多个扰流通孔,多个所述扰流通孔的孔径小于挡板的气孔孔径。在多孔扰流板的作用下使得流入至第一燃烧室的气体更均匀,从而保证气体能在第一燃烧室的各个区域内与混入的燃气和空气混合均匀。
72.本实施例中,采用多孔介质燃烧方式,在点火装置150进行点火后,实现预热燃烧,在第一燃烧室内填充多孔介质,换热管直接与燃烧室内高温多孔介质进行辐射及导热形式的换热,在一些实施例中,燃气热水设备还包括排烟管300,且高温烟气在其外围的换热管和多孔介质之间实现强烈换热,同时可以使烟气急冷而使水蒸汽直接在排烟管300壁凝结,有利于烟气与水的换热,使燃烧室排烟温度大大降低,通过集烟罩400能收集烟气中水蒸汽的潜热,提高热效率。
73.在本发明还提出一种燃气热水设备控制方法,该燃气热水设备为如上所述的燃气热水设备,在一实施例中,该燃气热水设备控制方法包括:
74.步骤s100、获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值;
75.可以理解的是,燃气热水设备中,燃气中含碳氢化合物,碳氢化合物在燃烧时会产生热电离子,使燃烧火焰具有电导性。并且,燃气燃烧时产生的离子电流大小,与离子的浓度呈正相关,离子浓度越大,产生的离子电流就越大;反之,离子浓度越小,产生的离子电流就越小。离子浓度的大小则取决于火焰温度的高低,也即火焰温度越高,产生的活化能就越大,气体原子被激活的数量就越多,产生的离子就越多,离子浓度就越大。反之,火焰温度越低,产生的活化能就越小,气体原子被激活的数量就越少,产生的离子就越少,离子浓度就越小。火焰温度的高低则取决于燃烧室内的燃烧空燃比(燃烧空燃比是燃气和空气的混合气体中,空气与燃气之间的质量比例),燃气热水设备的燃烧室内的燃烧空燃比过大或者过小都会对燃烧造成不利影响。空燃比过大时,多余空气会带走热量,火焰温度降低,多余的空气会稀释离子,离子电流降低;空燃比过小时,燃烧不充分,火焰温度及热效率亦降低,由于未能充分反应,燃烧过程未能产生足够多的离子,离子电流也会降低,因此通过检测离子电流的变化可以间接地检测出空燃比是否合理,也即根据检测离子电流来确定燃气热水设备是否处于最佳工作程序。由于气体的导电能力有限,在实际应用时,还可以在燃气火焰与火孔之间附加一个直流电场,用于驱动火焰中的带电粒子,使带电粒子沿电场方向移动,以形成离子电流。并且通过电流传感器来检测燃气燃烧时产生的离子电流,以获取火焰燃烧的状态,从而根据火焰燃烧状态确定燃气热水设备的燃烧是否异常。相较而言离子电流检测法只受燃气燃烧火焰温度的影响,检测更直接,灵敏度越高。
76.步骤s200、将获取的所述电流值与当前工况下预设电流范围值进行匹配;
77.可以理解的是,燃气热水设备在实际使用中往往存在不同地区燃气热值偏差,燃气压力波动,气压波动等,例如城镇燃气用气成分复杂,热值不稳定,不同地区差别较大,使用环境发生突变,高原地区或者高楼层或者因为空气压力、用气高峰期等原因引起空气压力、燃气压力不稳定,导致燃烧的过程中影响进入燃烧室内的燃气量或者空气量,进而会改变燃烧室内的空燃比。然而,目前燃气热水设备出厂时往往只按照标准气源进行恒温程序设定,难以适应全国各地不同气源的要求,导致预设的空燃比不能适用于当前的燃气热水设备的工况下,使得燃气热水设备不能在最佳空燃比情况下燃烧。在每一个工况下,例如在用户设定了某一温度值,也即预设温度值时,燃气热水设备会根据该预设温度值、进水温度、出水温度、水流量等计算热负荷,然后根据热负荷提供相应的空气和燃气。因此,在每一个工况下,均具有一个预设的空燃比,当外界环境发生变化而影响到燃烧,导致实际空燃比和预设空燃比不匹配时,可能出现能源消耗高,使得燃气热水设备不能有效的响应用户的需求,或者导致燃烧不充分,环境污染,甚至会出现爆燃等危险情况。本实施例通过获取的电流值间接的确定此时燃烧室内的空燃比是否合理,当获取的电流值不在当前工况下的设定的电流值范围内时,则表示当前燃烧室内的燃烧空燃比与标准程序下设定的燃气空燃比不匹配。反之,当获取的电流值处于在当前工况下的设定的电流值范围内时,则表示当前燃烧室内的燃烧空燃比与标准程序下设定的燃气空燃比匹配,则可以继续按照当前的燃气和空气比例向燃烧室输送燃气和空气。
78.步骤s300、当获取的所述电流值处于所述预设电流范围值外时,调节进入燃气热
水设备的燃烧室的混合气体的流量。
79.本实施例中,火焰温度与空燃比之间的关系,当空燃比最佳时,火焰温度达到峰值,火焰离子电流也达到峰值。根据上述原理,调节燃烧室的混合气体的流量,以使燃烧室内的燃气和空气的混合气体自适应当前环境下空燃比,以提高燃气热水设备的运行效率,通过实时检测分析燃烧室的燃烧状态,控制燃烧室混合气体的流量,进而使燃气和空气的空燃比达到较佳,可以实现闭环控制,确保燃气热水设备燃烧在高效状态运行。
80.本发明通过获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值;并将获取的所述电流值与当前工况下预设电流范围值进行匹配,从而在获取的所述电流值处于所述预设电流范围值外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量。本发明通过实时检测获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值,并根据电流值分析燃气热水设备的状态,并控制风机和燃气比例阀相应动作,做到闭环控制,确保燃气热水设备燃烧能够在较佳效率状态运行。本发明解决了燃气热水设备可能出现能源消耗高,使得燃气热水设备不能有效的响应用户的需求,或者导致燃烧不充分,环境污染,甚至会出现爆燃等危险的问题。
81.参照图2和图3,在一实施例中,燃气热水设备具有控制燃气进入所述燃烧室的燃气阀,所述当获取的所述电流值处于所述预设电流范围外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量的步骤具体包括:
82.步骤s310、调节燃气热水设备的燃气阀的开度以调节输出至所述燃烧室的燃气流量,并在调节后返回执行所述获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值的步骤,直至调节后的所述电流值处于所述预设电流范围内。
83.和/或,步骤s320、调节所述燃气热水设备的风机的转速以调节输出至所述燃烧室的空气流量,并在调节后返回执行所述获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值的步骤,直至调节后的所述电流值处于所述预设电流范围内。
84.本实施例中,所述混合气体的流量分别与燃气阀开度和风机转速成正比,也即映射关系。燃气阀开度调节值的设定可以根据获取的电流值与预设电流范围之间的差值进行确定,电流值与预设电流范围之间的差值越大,则说明此空燃气与较佳空燃比之间的差距越大,此时燃气阀开度调节值则设置的越大,当然还可以根据具体情况而灵活设置。同理,风机转速调节值的设定也可以根据获取的电流值与预设电流范围之间的差值进行确定,电流值与预设电流范围之间的差值越大,则风机转速调节值则设置的越大。可以理解的是,在检测到电流值不在预设电流范围之间时,还可以通过燃气压力传感器、风压传感器等实时检测风压及燃气压力,并根据检测的风压及燃气压力来调节风机转速和燃气阀开度,以增大或者减小风机的转速,以调节输出至燃烧室内混合气体中空气的比例,或者,减小或者增大燃气阀开度,以调节输出至燃烧室内混合气体中燃气的比例,根据实际电流值,准确控制燃气流量和空气流量之间的比例,以提高火焰温度,保证燃气热水设备具有最佳空燃比,有利于燃气热水设备更加稳定运行。
85.参照图4,在一实施例中,所述燃气热水设备还包括风机及与燃气热水设备的燃烧室连通的预混合室,所述预混合室包括燃气进气口、空气进气口及混合气体输出口,所述混合气体输出口与所述燃气进气口及空气进气口连通,以形成混合气体通道,所述风机设置于所述混合气体通道内;
86.所述当获取的所述电流值处于所述预设电流范围外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量的步骤具体包括:
87.步骤s330、调节所述风机的转速以调节输出至所述燃烧室的混合气体流量,并在调节后返回执行所述获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值的步骤,直至调节后的所述电流值处于所述预设电流范围内。
88.可以理解的是,在燃气热水设备中,尤其是高温空气燃烧的燃气热水设备中,还可以设置有预混合器,能够在给预热燃烧室和高温空气燃烧室提供燃气和空气时,向预热燃烧室和/或高温空气燃烧室提供混合后的混合器气体。根据预热燃烧室和高温空气燃烧室需要的混合气体比例是否相同,可以对预混合器进行如下设置:
89.在预热燃烧室和高温空气燃烧室需要的混合气体比例需求不同时,燃气热水设备的预混合器的数量可以为两个,其中一个预混合器用于接入的空气以及自燃气管接入的燃气进行预混合,并向预热燃烧室提供混合气体。由于预混合器提供了包含燃气和空气的混合气体,混合气体输出至预热燃烧室,可以使预热燃烧器对混合气体进行点火燃烧,实现了高温预热空气。另一预混合器则向高温空气燃烧室提供混合气体,由于通过预混合器提供了包含燃气和空气的混合气体,混合气体输出至高温空气燃烧室,并且通过燃烧器对输送至高温空气燃烧室的混合气体进行加压,形成具有一定射流速度的喷射气体进行配合产生卷吸效应,使得高温烟气回流,一方面实现保温使得温度高于燃料的自燃点,使得燃烧室内燃气能够自燃,另一方面通过射流卷吸稀释空气,使氧气浓度低于一定值,实现均匀燃烧,如此,便使得燃烧室内发生高温空气燃烧,可以达到mild燃烧要求,降低co和nox排放量。
90.在两个预热燃烧室和高温空气燃烧室需要的混合气体比例需求相同时,可以对总的空气和燃气进行混合后,也即设置一个全预混合器,进行全预混时,为了方便气体的混合,可在预热燃烧器内设置或者形成混合气体分配室,混合气体分配室的进气口与全预混合器连通,混合气体分配室的出气口与预热燃烧室和高温空气燃烧室连通,以分配输送至预热燃烧室和高温空气燃烧室的气体的混合气体点燃。全预混合器将接入的空气和燃气进行混合之后,分别输出至预热燃烧室和高温空气燃烧室。全预混合器内可以设置有风机,通过风机的扰流,将燃气口接入的燃气和空气导气口接入的空气进行混合。
91.本实施例以全预混合器为例进行说明,在检测到电流值不在预设电流范围之间时,增大或者减小风机的转速,以调节输出至燃烧室内混合气体中空气的比例,或者,减小或者增大燃气阀开度,以调节输出至燃烧室内混合气体中燃气的比例,根据实际电流值,准确控制燃气流量和空气流量之间的比例,以提高火焰温度,保证燃气热水设备具有最佳空燃比,有利于燃气热水设备更加稳定运行。
92.参照图8,在一实施例中,所述燃气热水设备包括预热燃烧器和接入所述预热燃烧器燃烧形成的高温烟气以发生高温空气燃烧的高温空气燃烧器;所述获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值的步骤具体包括:
93.获取所述高温空气燃烧器所在的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值。
94.本实施例中,燃气热水设备具有壳体,壳体形成有依次进气腔、第一燃烧室及第二燃烧室。壳体上还开设有排烟口,当燃气在第二燃烧室内发生高温燃烧后,燃烧后的热量通过排烟口排出,则可以与燃气热水设备的换热器进行换热,以实现制得热水。由于烟气往上流的特性,还可以使得第二燃烧室位于整个燃烧器的上半部分,则更加利于烟气的排出。且
为了进一步提高烟气排出速率,使得燃烧主体的上端敞口设置,以形成排烟口。预热燃烧器设置于第一燃烧室内,高温空气燃烧器设置在第二燃烧室内,其中,预热燃烧器用于对mild燃烧室的气体进行加热。在燃气热水设备启动时,预热燃烧器燃烧工作,进入至第一燃烧室的燃气与空气由预热燃烧器进行点火起燃,使混合有燃气和空气的混合气体燃烧而对第一燃烧室内的空气进行加热,形成高温烟气。可以理解的是,控制加热的温度,可以将第一燃烧室内的空气加热至目标温度,也即上述所说的预设温度,如此,便实现了对空气的高温预热。进行高温预热后的高温气体送入第二燃烧室后,向第二燃烧室喷射燃气,燃气与高温气体结合,高温气体点燃燃气,实现在第二燃烧室内形成mild燃烧。其中,所述第一燃烧室为预热燃烧室,所述第二燃烧室为高温空气燃烧室。第一燃烧室内的混合器并未充分燃烧,第二燃烧室内形成mild燃烧可以燃烧得较为充分,因此,本实施例中可以高温空气燃烧器所在的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值,以提高检测的准确性。
95.参照图5,在一实施例中,所述燃气热水设备还包括送气组件,用于向所述预热燃烧器所在的燃烧室及向所述高温空气燃烧器所在的燃烧室输送气体;
96.所述当获取的所述电流值处于所述预设电流范围外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量的步骤具体包括:
97.步骤s340、控制所述送气组件调节输出至所述高温空气燃烧器所在的燃烧室的燃气和/或空气流量,并在调节后返回执行所述获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值的步骤,直至调节后的所述电流值处于所述预设电流范围内。
98.本实施例中,燃烧室具有两个燃烧室,也即第一燃烧室和第二燃烧室,送气组件具有至少一个进风口和两个出风口,其中一个出风口用于将空气输送至第一燃烧室,另一个出风口则将空气输送至第二燃烧室。可以理解的是,通过控制风机的转速,可以控制吸入至第一燃烧室和第一燃烧室的总空气量,而在两个出风口与两个燃烧室之间至少设置有一个调节空气流量的空气调节阀,通过调节空气调节阀即可以调节输出至第一燃烧室和第二燃烧室的空气量。送气组件还具有至少一个进气口和两个出气口,其中一个出气口用于将空气输送至第一燃烧室,另一个出气口则将空气输送至第二燃烧室。可以理解的是,通过控制燃气阀的开度,可以控制吸入至第一燃烧室和第二燃烧室的总燃气量,而在两个出气口与两个燃烧室之间至少设置有一个调节空气流量的燃气调节阀,通过调节燃气调节阀即可以调节输出至第一燃烧室和第二燃烧室的燃气量。如此,即可实现根据实际电流值,准确控制燃气流量和空气流量之间的比例,以提高火焰温度,保证燃气热水设备具有最佳空燃比,有利于燃气热水设备更加稳定运行。
99.本发明还提出一种燃气热水设备控制装置,所述燃气热水设备控制装置包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的燃气热水设备控制程序;其中,所述燃气热水设备控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的燃气热水设备控制方法的步骤。
100.参照图9,图9为本发明实施例方案涉及的燃气热水设备控制装置硬件运行环境的终端结构示意图。
101.本发明实施例的终端可以是pc,也可以是智能手机、平板电脑、电子书阅读器、mp4(moving picture experts group audio layer iv,动态影像专家压缩标准音频层面3)播放器、便携计算机等具有显示功能的可移动式终端设备。如图9所述,该终端可以包括处理
器1001(例如cpu),通信总线1002,用户接口1003,网络接口1004,存储器1005。其中,通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信;用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard);网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口);存储器1005可以是高速ram存储器,也可以是稳定的存储器(non-volatile memory),例如磁盘存储器,存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1的存储装置。
102.本领域技术人员可以理解,图9中示出的装置硬件运行环境的终端结构并不构成对本发明燃气热水设备控制装置的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
103.参照图7,在一实施例中,所述燃气热水设备控制装置还包括电流检测探头a1,所述电流检测探头a1设置于所述燃气热水设备的燃烧室内。
104.本实施例中,电流检测探头a1设置于燃烧室内,具体可以是高温空气燃烧室内,在实际应用时,电流检测探头a1可以安装于壳体上,也可以安装于混合气体的喷气口上。在一些采用分气杆进行气体分配的实施例中,电流检测探头a1还可以设置于分气杆的喷气口上。
105.进一步地,上述实施例中,燃气热水设备控制装置还包括设置在进水管道侧的进水温度传感器t11,设置在出水管道侧的出水温度传感器t12,以及设置在进水管道内的水流传感器a2,通过进水温度传感器t来检测进水温度,通过水流传感器a2来检测进水流量,根据检测的进水温度和进水流量,并根据检测的进水流量获得水的质量m,然后将进水温度t1、获得的水的质量m和目标温度t2计算燃气热水设备将进水从进水温度加热至目标温度所需的热负荷q,从而控制燃气热水设备工作,为用户提供热水。
106.本发明还提出一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有燃气热水设备控制程序,所述燃气热水设备控制程序被处理器执行时实现如上所述的燃气热水设备控制方法的步骤。
107.以上所述仅为本发明的可选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征:


1.一种燃气热水设备,设置有冷水进水管和热水出水管,其特征在于,所述燃气热水设备包括:燃烧器,内部形成燃烧室;换热器,所述换热器的一端连通所述冷水进水管,另一端连通所述热水出水管,所述换热器用于吸收所述燃烧器燃烧产生的热量并将吸收的热量与换热器内部的水进行热量交换;以及,燃气热水设备控制装置,所述燃气热水设备控制装置,用于获取燃气热水设备的高温空气燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值;将获取的所述电流值与当前工况下预设电流范围值进行匹配;以及当获取的所述电流值处于所述预设电流范围值外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量。2.如权利要求1所述的燃气热水设备,其特征在于,所述燃烧器包括:高温空气燃烧器,安装在所述燃烧室内;预热燃烧器,安装在所述燃烧室内并与所述高温空气燃烧器相邻布置。3.如权利要求1所述的燃气热水设备,其特征在于,所述燃气热水设备控制装置的电流检测探头设置于所述高温空气燃烧器所在的燃烧室内。4.如权利要求1所述的燃气热水设备,其特征在于,所述预热燃烧器还包括:多孔介质,所述多孔介质设置于所述燃烧室内;点火装置,设置于所述燃烧室内,并对应所述多孔介质设置,以对所述多孔介质进行点火;火焰感应装置,所述火焰感应装置用于检测所述预热燃烧器是否处于燃烧状态,当检测到未处于燃烧状态时,控制所述点火装置重新点火。5.如权利要求1所述的燃气热水设备,其特征在于,所述燃气热水设备控制装置还包括电流检测探头,所述电流检测探头设置于所述燃气热水设备的燃烧室内。6.一种燃气热水设备控制方法,其特征在于,所述燃气热水设备控制方法包括:获取燃气热水设备的高温空气燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值;将获取的所述电流值与当前工况下预设电流范围值进行匹配;以及当获取的所述电流值处于所述预设电流范围值外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量。7.如权利要求6所述的燃气热水设备控制方法,其特征在于,燃气热水设备具有控制燃气进入所述燃烧室的燃气阀,所述当获取的所述电流值处于所述预设电流范围外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量的步骤具体包括:调节燃气热水设备的燃气阀的开度以调节输出至所述燃烧室的燃气流量,并在调节后返回执行所述获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值的步骤,直至调节后的所述电流值处于所述预设电流范围内。8.如权利要求6所述的燃气热水设备控制方法,其特征在于,燃气热水设备还具有控制空气进入所述燃烧室的风机,所述当获取的所述电流值处于所述预设电流范围外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量的步骤具体包括:调节所述燃气热水设备的风机的转速以调节输出至所述燃烧室的空气流量,并在调节
后返回执行所述获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值的步骤,直至调节后的所述电流值处于所述预设电流范围内。9.如权利要求6所述的燃气热水设备控制方法,其特征在于,所述燃气热水设备还包括风机及与燃气热水设备的燃烧室连通的预混合室,所述预混合室包括燃气进气口、空气进气口及混合气体输出口,所述混合气体输出口与所述燃气进气口及空气进气口连通,以形成混合气体通道,所述风机设置于所述混合气体通道内;所述当获取的所述电流值处于所述预设电流范围外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量的步骤具体包括:调节所述风机的转速以调节输出至所述燃烧室的混合气体流量,并在调节后返回执行所述获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值的步骤,直至调节后的所述电流值处于所述预设电流范围内。10.如权利要求6所述的燃气热水设备控制方法,其特征在于,所述燃气热水设备包括预热燃烧器和接入所述预热燃烧器燃烧形成的高温烟气以发生高温空气燃烧的高温空气燃烧器;所述获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值的步骤具体包括:所述获取所述高温空气燃烧器所在的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值。11.如权利要求10所述的燃气热水设备控制方法,其特征在于,所述燃气热水设备还包括送气组件,用于向所述预热燃烧器所在的燃烧室及向所述高温空气燃烧器所在的燃烧室输送气体;所述当获取的所述电流值处于所述预设电流范围外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量的步骤具体包括:控制所述送气组件调节输出至所述高温空气燃烧器所在的燃烧室的燃气和/或空气流量。12.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有燃气热水设备控制程序,所述燃气热水设备控制程序被处理器执行时实现如权利要求6至11中任意一项所述的燃气热水设备控制方法的步骤。

技术总结


本发明公开一种燃气热水设备及其控制方法和计算机可读存储介质,该燃气热水设备控制方法包括:获取燃气热水设备的燃烧室内混合气体燃烧时产生的电流值;将获取的所述电流值与当前工况下预设电流范围值进行匹配;以及当获取的所述电流值处于所述预设电流范围值外时,调节进入燃气热水设备的燃烧室的混合气体的流量。本发明实现了热水器的节能减排,以及减少污染物(CO和NOx)的排放。少污染物(CO和NOx)的排放。少污染物(CO和NOx)的排放。


技术研发人员:

钱晓林 梁泽锋 李鑫 曲绍鹤 陆祖安

受保护的技术使用者:

美的集团股份有限公司

技术研发日:

2021.06.30

技术公布日:

2023/1/2

本文发布于:2024-09-25 12:26:54,感谢您对本站的认可!

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