CN111059766A - 一种燃气热水器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气热水器，其包括换热器，换热器分别与进水管和出水管相连以形成水路；与换热器相并连的混水水路，混水水路上设有控制水路开闭的控制阀，进水管上设有调整进水流速的泵。本发明还公开了一种燃气热水器的控制方法，在燃气热水器的需求热负荷小于热负荷最小设定值时，对燃气热水器的换热器的进水分流、或增大流速，控制燃气热水器以大于热负荷最小设定值运行。通过上述控制方法，使得燃气热水器可以利用增大的水流流速对燃烧换热后的出水温度进行调节，进而达到了燃气热水器适用于低热负荷需求的工况、提升了燃气热水器的使用范围。

Description

一种燃气热水器及其控制方法

技术领域

本发明涉及热水器领域的一种燃气热水器，尤其涉及一种可适用低热负荷需求的燃气热水器，特别涉及一种应用于上述燃气热水器的控制方法。

背景技术

随着用户对洗浴用水体验的要求提高，越来越多用户希望在夏天使用较低的温度进行洗浴，但是夏天进水温度较高，且有的用户家里水流较小，导致燃气热水器即使在最低功率、最小热负荷工况下工作，依然会产生出水温度过高的问题，普遍燃气热水器的出水温度会超过40度以上，这就会严重影响用户体验。

为了确降低燃气热水器的出水温度，目前行业内普遍的做法是增加燃气热水器的火排分段数，尽量采用较少的火排燃烧，以便降低燃烧负荷、减小热负荷。但采用上述增加火排分段数的技术方案的燃气热水器，会存如下前技术缺点：

1、为增加火排分段数(例如：由三分段改为四分段或者五分段)，需要增加燃气比例阀的电磁阀，导致比例阀通用性不好，且增加生产成本；

2、过多的减少燃气热水器的火排燃烧，容易在燃烧室内产生冷凝水，对热交换器、燃烧器、甚至显示器等部件产生腐蚀，降低产品可靠性；

3、随着燃烧器分段数增加以及最小状态下燃烧的火排减少，会增加传火失败的可能性，引起烟气超标，产生危险；

4、用户水流较低时，点火过程负荷很大，会导致瞬间出水温度很高，容易造成烫伤危险。

有鉴于此，特提出本发明。。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种燃气热水器，，以实现对燃气热水器进水流速可控调节，进而达到提高燃气热水器适用范围、提升加热效率的目的。

为实现上述发明目的，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种燃气热水器，其包括换热器，换热器分别与进水管和出水管相连以形成水路；与换热器相并连的混水水路，混水水路上设有控制水路开闭的控制阀，进水管上设有调整进水流速的泵。

进一步，混水水路的两端分别与进水管和出水管相连接；优选的，混水水路上设有对流经水流量进行检测的混水流量传感器、控制混水水路内水流单一方向流动的单向阀。

进一步，进水管上设有对进水流量进行检测的进水流量传感器和对进水温度进行检测的进水温度传感器；优选的，进水流量传感器和进水温度传感器均设于混水水路与进水管相连处的上游。

进一步，出水管上设有对出水温度检测检测的出水温度传感器；优选的，出水管上设有出水温度传感器和混水温度传感器，出水温度传感器设于混水水路与出水管相连处的上游、混水温度传感器设于混水水路与出水管相连处的下游。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

通过在燃气热水器上增设处于进水管上的水泵，达到对燃气热水器进水流速可控增大调整的目的，进而实现了对燃气热水器需求热负荷进行可控调节，使燃气热水器不必以最低的负荷工作，也能得到较低的出水温度的效果。

本发明还提供了一种燃气热水器的控制方法，以实现燃气热水器可适用于低热负荷需求的目的。

为实现上述发明目的，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种燃气热水器的控制方法，在燃气热水器的需求热负荷小于热负荷最小设定值时，对燃气热水器的换热器的进水分流、或增大流速，控制燃气热水器以大于热负荷最小设定值运行。

进一步，所述的燃气热水器控制方法应用于上述的燃气热水器。

进一步，在燃气热水器的需求热负荷小于热负荷最小设定值时，对燃气热水器的进水流速进行检测；检测值大于最大设定流速Vmax时，部分进水不经加热直接流向燃气热水器出水管、其他进水经燃气热水器换热器加热后流向出水管；检测值小于最小设定流速Vmin时，进水管上的水泵启动，增大燃气热水器的进水流速。

进一步，当燃气热水器的出水设定温度值低于第一设定值，且进水温度大于第二设定值时，燃气热水器处于需求热负荷小于热负荷最小设定值状态。

进一步，燃气热水器的控制方法具体包括如下步骤，

步骤S1、燃气热水器开机；

步骤S2、检测燃气热水器的出水设定温度是否低于第一设定值；若是，执行步骤S3；否则，执行步骤S7；

步骤S3、检测燃气热水器的进水温度是否大于第二设定值；若是，执行步骤S4；否则，执行步骤S7；

步骤S4、检测燃气热水器的进水流速；

进水流速检测值大于最大设定流速Vmax时，执行步骤S5；

进水流速检测值小于最大设定流速Vmax、大于最小设定流速Vmin，执行步骤S7；

进水流速检测值小于最小设定流速Vmin时，执行步骤S6；

步骤S5、打开燃气热水器混水水路上设置的控制阀、闭合进水管上设置的水泵，部分进水经混水水路直接流向出水管、另一部分进水经燃气热水器的换热器加热后流向出水管，控制燃气热水器的比例阀开度，控制燃气热水器以大于热负荷最小设定值的状态运行；

步骤S6、闭合燃气热水器混水水路上设置的控制阀、打开进水管上设置的水泵，增大燃气热水器的进水流速，控制燃气热水器的比例阀开度，控制燃气热水器以大于热负荷最小设定值的状态运行；

步骤S7、闭合燃气热水器混水水路上设置的控制阀、闭合进水管上设置的水泵，进水全部经燃气热水器的换热器加热后流向出水管，控制燃气热水器的比例阀开度，控制燃气热水器以大于热负荷最小设定值的状态运行。

进一步，对燃气热水器进行检测以得出进水温度T进和进水流速Q进，并依据用户选定或热水器自动生成以获取出水设定温度T出；再利用下述公式：需求热负荷＝(出水设定温度T出-进水温度T进)*进水流速Q进，得出实时的需求热负荷。

进一步，燃气热水器对安装于进水管上的水泵进行调整，控制燃气热水器以对应的流速进水；优选的，水泵具有多个不同工作档位，水泵执行各工作档位时燃气热水器分别以对应流速进水；优选的，水泵各工作档位由底到高依次排序，低工作档位所对应的燃气热水器进水流速低于高工作档位所对应的燃气热水器进水流速。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

通过上述控制方法，使得燃气热水器可以利用增大的水流流速对燃烧换热后的出水温度进行调节，进而达到了燃气热水器适用于低热负荷需求的工况、提升了燃气热水器的使用范围。尤其是，本申请采用提高燃气热水器进水量的方式，使燃气热水器不必以最低的负荷工作，也能得到较低的出水温度。同时，通过上述控制方法及装置，使得燃气热水器可以在进水流速较大时采用分流的方式增大制热效率、减少制热能耗，进而达到降低燃气热水器功耗的效果。

同时，本发明结构简单，方法简洁，效果显著，适宜推广使用。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1是本发明实施例中燃气热水器的结构示意图；

图2是本发明实施例2中燃气热水器控制方法的流程示意图；

图3是本发明实施例3中燃气热水器控制方法的流程示意图；

图4是本发明实施例4中燃气热水器控制方法的流程示意图。

主要原件说明：1—进水管，2—出水管，3—换热器，4—进水水流量传感器，5—进水温度传感器，6—出水温度传感器，7—水泵，8—混水水路，9—混水流量传感器，10—混水控制阀，11—混水单向阀，12—混水温度传感器。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例中介绍了一种燃气热水器，其包括本体，本体内安装有换热器3，换热器3的两端分别与进水管1和出水管2相连，进水管1上安装有对进水流速进行调整的水泵7。

本实施例中，燃气热水器的进水管1上安装有对进水温度进行检测的进水温度传感器5，进水管1上安装有对进水流速进行检测的进水流量传感器4，出水管2上安装有对出水温度进行检测的出水温度传感器6。优选的，为了提升适配性，进水管1上沿水流方向依次设置水泵7、进水流量传感器4和进水温度传感器5，以使得仅需在现有的普通燃气热水器的进水管1的进水端加装水泵7，就可在硬件上符合使用要求。

同时，本实施例中，燃气热水器上设置有与换热器3相并连的混水水路8，混水水路8上设有控制水路开闭的混水控制阀10，以在进水水流流速过大时利用混水水路分流进水，以减小流经换热器的水流量，提升燃气热水器的制热效率。

本实施例中，混水水路8的两端分别与进水管1和出水管2相连接；混水水路8上设有对流经水流量进行检测的混水流量传感器9、控制混水水路8内水流单一方向流动的混水单向阀11、控制混水水路8通断的混水控制阀10。优选的，混水水路8上沿水流方向依次设置混水流量传感器9、混水单向阀11和混水控制阀10。

本实施例中，进水管1上设有对进水流量进行检测的进水流量传感器4和对进水温度进行检测的5进水温度传感器；进水流量传感器4和进水温度传感器5均设于混水水路8与进水管1相连处的上游。

本实施例中，出水管2上设有对出水温度检测检测的出水温度传感器6；出水管2上设有出水温度传感器6和混水温度传感器12，出水温度传感器6设于混水水路10与出水管2相连处的上游、混水温度传感器12设于混水水路10与出水管2相连处的下游。

通过在燃气热水器上增设处于进水管上的水泵，达到对燃气热水器进水流速可控增大调整的目的，进而实现了对燃气热水器需求热负荷进行可控调节，使燃气热水器不必以最低的负荷工作，也能得到较低的出水温度的效果。

实施例2

如图2所示，本实施例中介绍了一种应用于上述实施例1所述燃气热水器的控制方法，在燃气热水器的需求热负荷小于热负荷最小设定值时，对燃气热水器的换热器的进水分流、或增大流速，控制燃气热水器以大于热负荷最小设定值运行。

通过上述控制方法，使得燃气热水器可以利用增大的水流流速对燃烧换热后的出水温度进行调节，进而达到了燃气热水器适用于低热负荷需求的工况、提升了燃气热水器的使用范围。尤其是，本申请采用提高燃气热水器进水量的方式，使燃气热水器不必以最低的负荷工作，也能得到较低的出水温度。同时，通过上述控制方法及装置，使得燃气热水器可以在进水流速较大时采用分流的方式增大制热效率、减少制热能耗，进而达到降低燃气热水器功耗的效果。

本实施例中，在燃气热水器的需求热负荷小于热负荷最小设定值时，对燃气热水器的进水流速进行检测；检测值大于最大设定流速Vmax时，部分进水不经加热直接流向燃气热水器出水管、其他进水经燃气热水器换热器加热后流向出水管；检测值小于最小设定流速Vmin时，进水管上的水泵启动，增大燃气热水器的进水流速。

本实施例中，当燃气热水器的出水设定温度值低于第一设定值，且进水温度大于第二设定值时，燃气热水器处于需求热负荷小于热负荷最小设定值状态。

如图2所示，本实施例中，燃气热水器的控制方法具体包括如下步骤，

步骤S1、燃气热水器开机；

步骤S2、检测燃气热水器的出水设定温度是否低于第一设定值；若是，执行步骤S3；否则，执行步骤S7；

步骤S3、检测燃气热水器的进水温度是否大于第二设定值；若是，执行步骤S4；否则，执行步骤S7；

步骤S4、检测燃气热水器的进水流速；

进水流速检测值大于最大设定流速Vmax时，执行步骤S5；

进水流速检测值小于最大设定流速Vmax、大于最小设定流速Vmin，执行步骤S7；

进水流速检测值小于最小设定流速Vmin时，执行步骤S6；

步骤S5、打开燃气热水器混水水路上设置的控制阀、闭合进水管上设置的水泵，部分进水经混水水路直接流向出水管、另一部分进水经燃气热水器的换热器加热后流向出水管，控制燃气热水器的比例阀开度，控制燃气热水器以大于热负荷最小设定值的状态运行；

步骤S6、闭合燃气热水器混水水路上设置的控制阀、打开进水管上设置的水泵，增大燃气热水器的进水流速，控制燃气热水器的比例阀开度，控制燃气热水器以大于热负荷最小设定值的状态运行；

步骤S7、闭合燃气热水器混水水路上设置的控制阀、闭合进水管上设置的水泵，进水全部经燃气热水器的换热器加热后流向出水管，控制燃气热水器的比例阀开度，控制燃气热水器以大于热负荷最小设定值的状态运行。

实施例3

本实施例中介绍了一种基于上述实施例2中所述燃气热水器的控制方法，还具有如下区别技术特征，在燃气热水器的需求热负荷小于热负荷最小设定时，燃气热水器的进水流速增大。

通过上述控制方法，使得燃气热水器可以利用增大的水流流速对燃烧换热后的出水温度进行调节，进而达到了燃气热水器适用于低热负荷需求的工况、提升了燃气热水器的使用范围。同时，通过上述控制方法及装置，使得燃气热水器可以以提高进水量的方式，使燃气热水器不必以最低的负荷工作，也能得到较低的出水温度。

本实施例中，对燃气热水器进行检测以得出进水温度T_进和进水流速Q_进，并依据用户选定或热水器自动生成以获取出水设定温度T_出；再利用下述公式：需求热负荷＝(出水设定温度T_出-进水温度T_进)*进水流速Q_进，得出实时的需求热负荷。从而，使得燃气热水器可利用进水温度T_进、进水流速Q_进、出水设定温度T_出就可准确的得出实时的需求热负荷量。

本实施例中，燃气热水器对安装于进水管上的水泵进行调整，以控制水泵的运行参数，对燃气热水器的进水流速进行调整，进而控制燃气热水器以对应的流速进水，实现了对燃气热水器进水流速进行可控调整的目的。

本实施例中，安装于燃气热水器进水管上的水泵具有多个不同工作档位，水泵执行各工作档位时燃气热水器分别以对应流速进水。本发明实施例中，水泵各工作档位由底到高依次排序，且低工作档位所对应的燃气热水器进水流速低于高工作档位所对应的燃气热水器进水流速。即，为了便于表述，水泵具有第一工作档位、第二工作档位…至第n工作档位(n为大于等于2的正整数)，而第一工作档位对应的燃气热水器进水流速V1小于第一工作档位对应的燃气热水器进水流速V2…小于第n工作档位对应的燃气热水器进水流速Vn。

本实施例中，在燃气热水器的需求热负荷小于热负荷最小设定值后，开启水泵，增大燃气热水器的进水流速，至调整后的需求热负荷大于热负荷最小设定值。优选的，在保证调整后的需求热负荷大于热负荷最小设定值的前提下，还需尽量降低水泵功耗，将燃气热水器的水泵工作档位调整为一合适的对应值，使得调整后的需求热负荷恰好大于热负荷最小设定值。

如图3所示，本发明实施例中，为了实现尽量降低水泵功耗的目的，燃气热水器的工作过程具体包括如下步骤，

步骤S1、开启水泵后，控制水泵以最低工作档位运行；

步骤S2、对燃气热水器的进水流速Q_进、进水温度T_进分别进行检测，获取设定出水温度T_出，以得出调整后的需求热负荷＝(设定出水温度T_出-进水温度T_进)*进水流速Q_进；

步骤S3、判断调整后的需求热负荷是否大于热负荷最小设定值；若否，则执行步骤S4；若是，则执行步骤S5；

步骤S4、水泵工作档位升高一档，并再次执行步骤S2；

步骤S5、水泵保持当前档位继续工作。

本实施例中，在执行上述步骤S3之前，需对燃气热水器的进水流速Q_进、进水温度T_进分别进行检测，并结合设定出水温度T_出，以得出调整后的需求热负荷＝(出水温度T_出-进水温度T_进)*进水流速Q_进，并将计算得出的需求热负荷与系统中预存的热负荷最小设定值比较，以判断后续是执行步骤S3、还是步骤S4。

实施例4

本实施例基于上述实施例3，还具有如下区别技术特征：燃气热水器上加装有自学习程序，在燃气热水器安装后，水泵启动，分别以不同工作档位运行，并对各工作档位运行时的燃气热水器进水流速进行对应检测，得出水泵各工作档位对应的燃气热水器进水流速，并将各进水流速检测值与相应水泵档位一一对应存储。从而，使得燃气热水器可在安装后得出水泵不同的工作档位对应的实际进水流速，进而实现对燃气热水器不同进水流速进行自学习记忆的目的，进而在选定水泵工作档位后可直接调用对应的进水流速。

优选的，本实施例中，在燃气热水器安装后，水泵不启动，对燃气燃气热水器进水流速进行对应检测，得出空档进水流速，以准确得出水泵不启动时燃气热水器的进水流速。

如图4所示，本实施例中，为了实现尽量降低水泵功耗的目的，燃气热水器的工作过程具体包括如下步骤，

步骤S0、在燃气热水器安装后，执行预学习程序，将水泵各工作档位对应的进水流速一一对应存储；

步骤S1、在燃气热水器开启水泵后，控制水泵以最低工作档位运行；

步骤S2、调用与水泵工作档位相对应的进水流速，将调用的进水流速做为Q_进；

步骤S3、对燃气热水器的进水温度T_进进行检测，获取设定出水温度T_出，以得出调整后的需求热负荷＝(设定出水温度T_出-进水温度T_进)*进水流速Q_进；

步骤S4、判断调整后的需求热负荷是否大于热负荷最小设定值；若否，则执行步骤S5；若是，则执行步骤S6；

步骤S5、水泵工作档位升高一档，并再次执行步骤S2；

步骤S6、水泵保持当前档位继续工作。

本实施例中，在执行上述步骤S4前，在水泵以相应档位工作后，自动调用系统中在预学习程序中存储的对应进水流速，将调用的进水流速做为Q_进后代入上述公式，并结合检测得出的进水温度T_进和设定出水温度T_出，得出调整后的需求热负荷。

实施例5

本实施例基于上述实施例3或4，还具有如下技术特征：燃气热水器具有手动选定模式，可使用户手动选定燃气热水器的水泵工作档位。

本实施例中，在燃气热水器的需求热负荷小于热负荷最小设定值后，开启水泵，用户手动选定水泵运行的工作档位，以控制水泵按照选定的工作档位运行。

优选的，本实施例中，在燃气热水器的需求热负荷小于热负荷最小设定值后，燃气热水器仅能调用部分工作档位供用户选定，所调用的工作档位需满足如下条件：对应的需求热负荷大于热负荷最小设定值。

上述实施方案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 (10)

1.一种燃气热水器，其包括换热器，换热器分别与进水管和出水管相连以形成水路；其特征在于：与换热器相并连的混水水路，混水水路上设有控制水路开闭的控制阀，进水管上设有调整进水流速的泵。

2.根据权利要求1所述的一种燃气热水器，其特征在于：混水水路的两端分别与进水管和出水管相连接；混水水路上设有对流经水流量进行检测的混水流量传感器、控制混水水路内水流单一方向流动的单向阀。

3.根据权利要求1或2所述的一种燃气热水器，其特征在于：进水管上设有对进水流量进行检测的进水流量传感器和对进水温度进行检测的进水温度传感器；进水流量传感器和进水温度传感器均设于混水水路与进水管相连处的上游。

4.根据权利要求1至3任一所述的一种燃气热水器，其特征在于：出水管上设有对出水温度检测检测的出水温度传感器；出水管上设有出水温度传感器和混水温度传感器，出水温度传感器设于混水水路与出水管相连处的上游、混水温度传感器设于混水水路与出水管相连处的下游。

5.一种应用于上述权利要求1至4任一所述燃气热水器的控制方法，其特征在于：在燃气热水器的需求热负荷小于热负荷最小设定值时，对燃气热水器的换热器的进水分流、或增大流速，控制燃气热水器以大于热负荷最小设定值运行。

6.根据权利要求5所述的一种燃气热水器，其特征在于：在燃气热水器的需求热负荷小于热负荷最小设定值时，对燃气热水器的进水流速进行检测；

检测值大于最大设定流速Vmax时，部分进水不经加热直接流向燃气热水器出水管、其他进水经燃气热水器换热器加热后流向出水管；

检测值小于最小设定流速Vmin时，进水管上的水泵启动，增大燃气热水器的进水流速。

7.根据权利要求6所述的一种燃气热水器，其特征在于：当燃气热水器的出水设定温度值低于第一设定值，且进水温度大于第二设定值时，燃气热水器处于需求热负荷小于热负荷最小设定值状态。

8.根据权利要求7所述的一种燃气热水器，其特征在于：具体包括如下步骤，

步骤S1、燃气热水器开机；

步骤S2、检测燃气热水器的出水设定温度是否低于第一设定值；若是，执行步骤S3；否则，执行步骤S7；

步骤S3、检测燃气热水器的进水温度是否大于第二设定值；若是，执行步骤S4；否则，执行步骤S7；

步骤S4、检测燃气热水器的进水流速；

进水流速检测值大于最大设定流速Vmax时，执行步骤S5；

进水流速检测值小于最大设定流速Vmax、大于最小设定流速Vmin，执行步骤S7；

进水流速检测值小于最小设定流速Vmin时，执行步骤S6；

步骤S5、打开燃气热水器混水水路上设置的控制阀、闭合进水管上设置的水泵，部分进水经混水水路直接流向出水管、另一部分进水经燃气热水器的换热器加热后流向出水管，控制燃气热水器的比例阀开度，控制燃气热水器以大于热负荷最小设定值的状态运行；

步骤S6、闭合燃气热水器混水水路上设置的控制阀、打开进水管上设置的水泵，增大燃气热水器的进水流速，控制燃气热水器的比例阀开度，控制燃气热水器以大于热负荷最小设定值的状态运行；

步骤S7、闭合燃气热水器混水水路上设置的控制阀、闭合进水管上设置的水泵，进水全部经燃气热水器的换热器加热后流向出水管，控制燃气热水器的比例阀开度，控制燃气热水器以大于热负荷最小设定值的状态运行。

9.根据权利要求5至8任一所述的一种燃气热水器，其特征在于：对燃气热水器进行检测以得出进水温度T进和进水流速Q进，并依据用户选定或热水器自动生成以获取出水设定温度T出；再利用下述公式：需求热负荷＝(出水设定温度T出-进水温度T进)*进水流速Q进，得出实时的需求热负荷。

10.根据权利要求5至9任一所述的一种燃气热水器的控制方法，其特征在于：燃气热水器对安装于进水管上的水泵进行调整，控制燃气热水器以对应的流速进水；

优选的，水泵具有多个不同工作档位，水泵执行各工作档位时燃气热水器分别以对应流速进水；

优选的，水泵各工作档位由底到高依次排序，低工作档位所对应的燃气热水器进水流速低于高工作档位所对应的燃气热水器进水流速。

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