一种燃气热水器智能增压控制方法及系统与流程

1.本发明属于家用电器领域，具体涉及一种燃气热水器智能增压控制方法及系统。


背景技术：

2.燃气热水器又称燃气热水炉，是指以燃气作为燃料，通过燃烧加热方式，将热量传递到流经热交换器的冷水中，以达到制备热水目的的一种燃气用具。燃气热水器主要是由阀体总成、主燃烧器、小火燃烧器、热交换器、安全装置等组成。
3.现有市场上的燃气热水器，在水流量极限小的情况下，容易出现以下两种问题：
4.1)夏季进水温度高，用水高峰期水量，最小热负荷加热的情况下，出水温度太烫；
5.2)水流量太小，低于机器正常的启动水流量，热水器在正常使用过程中，容易出现熄火。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，为了弥补现有技术的不足，提供一种燃气热水器智能增压控制方法，该控制方法通过增压解决出水温度过高和水量过小的问题。
7.本发明的另一目的在于，提供一种燃气热水器智能增压控制系统。
8.本发明采用的技术方案是：
9.一种燃气热水器智能增压控制方法，包括以下步骤：
10.检测是否打开热水龙头或冷水龙头；
11.若打开热水龙头，则进入热水模式；若打开冷水龙头，则进入冷水模式；若既未打开热水龙头，也未打开冷水龙头，则进入待开启模式；
12.热水模式包括：
13.启动加热组件，检测水流量q
water
；
14.计算加热需求能量q
需
；
15.判断是否满足条件a：需求能量q
需
小于机器的最小热负荷q
min
；
16.若满足，则开启水泵；若不满足，则不开启水泵。
17.进一步地，判断是否满足条件a的同时判断是否满足条件b：水流量q
water
小于最小启动水量q
启动
；
18.若至少满足条件a和条件b中任一项，则开启水泵；
19.若条件a和条件b均不满足，则不开启水泵。
20.进一步地，最小启动水量q
启动
的范围为2
‑
5l/min，优选为3l/min。
21.进一步地，开启水泵后进行以下判断：
22.若q
water
＝0，则关闭水泵；
23.若0＜q
water
＜q2，则保持水泵开启；
24.若q
water
≥q2，则关闭水泵；
25.其中，q2的范围为7
‑
15l/min。
26.进一步地，开启水泵后还进行以下判断：
27.若0＜q
water
≤q1，则增大水泵转速；
28.若q1＜q
water
＜q2，则减小水泵转速；
29.其中，q1的范围为5
‑
10l/min，优选为7l/min，q2优选为12l/min。
30.进一步地，
31.加热需求能量q
需
＝c
×
(t
set
‑
t
in
)
×
q
water
/η；
32.其中，t
in
为进水温度，t
set
为出水设定温度，c为水的比热，η为热交换器的换热效率；
33.计算加热需求能量q
需
时，先检测进水温度t
in
和出水温度t
set
。
34.进一步地，待开启模式包括循环预热策略：
35.启动水泵和加热组件，通过水泵将入水管的水泵送到加热组件进行加热，加热后水经回水管路流回水泵，形成循环预热回路。
36.进一步地，循环预热策略还包括：设定循环预热启动温度t
启动
，检测循环水温度t
循环
；
37.判断循环水温度t
循环
是否小于循环预热启动温度t
启动
；
38.若是，则加热组件启动，对循环水进行加热；若否，则不启动加热组件。
39.与现有技术相比，本发明的一种燃气热水器智能增压控制方法能够通过增压解决在夏季最小热负荷状态下，出水温度过高的问题，而且还能够通过增压解决高峰时段水量小导致机器熄火的问题，大大提升用户体验。
40.一种燃气热水器智能增压控制系统，其采用上述控制方法，具体包括：
41.热水管路组件，所述热水管路组件包括依次配合连接的热水进水管路、热水加热管路和热水出水管路；
42.加热组件，所述加热组件用以对热水加热管路的水进行加热；
43.检测组件，所述温度检测组件包括水量检测单元、进水温度检测单元和出水温度检测单元，所述水量检测单元用以对水量进行检测，所述进水温度检测单元用以对进水温度进行检测，所述出水温度检测单元用以对出水温度进行检测；以及
44.水泵，所述水泵用以增加热水进水管路的进水流量。
45.进一步地，所述加热组件包括燃烧器、燃气比例阀、风机和热交换器。
46.进一步地，所述热水管路组件还包括回流管路，所述回流管路分别与热水出水管路和水泵的进口端配合连接，用以实现燃气热水器的循环预热功能。
47.与现有技术相比，本发明的智能增压控制系统具有循环加热的功能，能够避免加热不及，出水过冷的问题。并且，本发明的一智能增压控制系统采用了上述的智能增压控制方法，由于智能增压控制方法的详细过程和有益效果已经在上述文字中进行了详细说明，在此不再赘述。
附图说明
48.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些
附图获得其他的附图。
49.图1为本发明实施例1提供的一种燃气热水器智能增压控制方法流程图；
50.图2为本发明实施例1提供的一种燃气热水器智能增压控制方法中加热模式流程图；
51.图3为本发明实施例3提供的一种燃气热水器智能增压控制系统结构示意图；
52.图4为本发明实施例3提供的一种燃气热水器智能增压控制系统原理图；
53.图5为本发明实施例3提供的一种燃气热水器智能增压控制系统正常工作模式流程图；
54.图6为本发明实施例3提供的一种燃气热水器智能增压控制系统使用过程中水量变小时的工作流程图。
55.图中：100
‑
热水进水管路、101
‑
热水加热管路、102
‑
热水出水管路、103
‑
回流管路、104
‑
热水龙头、105
‑
冷水龙头、106
‑
入水管路、107
‑
冷水管路、200
‑
燃烧器、201
‑
燃气比例阀、202
‑
风机、203
‑
热交换器、300
‑
水量检测单元、301
‑
进水温度检测单元、302
‑
出水温度检测单元、4
‑
水泵、5
‑
主控制器。
具体实施方式
56.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
57.实施例1
58.请参阅图1和图2，本发明提供一种燃气热水器智能增压控制方法，包括以下步骤：
59.s1，检测是否打开热水龙头或冷水龙头；
60.若打开热水龙头，则进入热水模式；若打开冷水龙头，则进入冷水模式；若既未打开热水龙头，也未打开冷水龙头，则进入待开启模式；
61.s2，热水模式包括：
62.s2.1，启动加热组件，检测水流量q
water
；
63.s2.2，计算加热需求能量q
需
；
64.s2.3，判断是否满足条件a：需求能量q
需
小于机器的最小热负荷q
min
；判断是否满足条件b：水流量q
water
小于最小启动水量q
启动
；
65.若至少满足条件a和条件b中任一项，则开启水泵；若条件a和条件b均不满足，则不开启水泵；
66.s2.4，开启水泵后进行以下判断：
67.若q
water
＝0，则关闭水泵；
68.若0＜q
water
≤q1，则增大水泵转速；
69.若q1＜q
water
＜q2，则减小水泵转速；
70.若q
water
≥q2，则关闭水泵；
71.其中，q1的范围为5
‑
10l/min，优选为7l/min，q2的范围为7
‑
15l/min，优选为12l/min，最小启动水量q
启动
的范围为2
‑
5l/min，优选为3l/min。
72.需要说明的是，本实施例的水泵为变频水泵，该水泵能够根据水流量q
water
的大小
自动调整水泵转速。
73.进一步地，在上述步骤s2.1中，加热需求能量q
需
＝c
×
(t
set
‑
t
in
)
×
q
water
/η；
74.其中，t
in
为进水温度，t
set
为出水设定温度，c为水的比热，η为热交换器的换热效率。并且，计算加热需求能量q
需
时，要先检测进水温度t
in
和出水温度t
set
。
75.进一步地，在上述步骤s1中，冷水模式为公知技术，在此不再赘述。
76.进一步地，在上述步骤s1中，待开启模式包括循环预热策略：
77.设定循环预热启动温度t
启动
，启动水泵和加热组件，通过水泵将入水管路的水泵送到加热组件进行加热，加热后水经回水管路流回水泵，形成循环预热回路，形成循环预热回路之后，实时检测循环水温度t
循环
，并且判断循环水温度t
循环
是否小于循环预热启动温度t
启动
，若是，则加热组件启动，对循环水进行加热；若否，则不启动加热组件，通过这种方式使循环水始终保持在一个合适的温度，避免打开热水龙头时，加热不及，流出冷水的情况。
78.实施例2
79.本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的水泵不具备变频功能，在s2.4 中，开启水泵后进行以下判断：
80.若q
water
＝0，则关闭水泵；
81.若0＜q
water
＜q2，则保持水泵开启；
82.若q
water
≥q2，则关闭水泵；
83.其中，q2的范围为7
‑
15l/min，优选为12l/min。
84.实施例3
85.请参阅图3
‑
6，本实施例还提供一种燃气热水器智能增压控制系统，其采用上述实施例1的控制方法，包括：热水管路组件、入水管路、冷水管路组件、加热组件、检测组件、水泵4及主控制器5。
86.所述热水管路组件包括依次配合连接的热水进水管路100、热水加热管路 101、热水出水管路102和热水龙头104。
87.所述冷水管路组件包括配合连接的冷水管路107和冷水龙头105。
88.所述入水管路106分别与热水进水管路100和冷水管路107配合连接。
89.所述加热组件用以对热水加热管路101的水进行加热，其包括燃烧器200、燃气比例阀201、风机202和热交换器203，热交换器203用以与热水加热管路 101内的水进行热交换。
90.所述温度检测组件包括水量检测单元300、进水温度检测单元301和出水温度检测单元302，所述水量检测单元300用以对水量进行检测，所述进水温度检测单元301用以对进水温度进行检测，所述出水温度检测单元302用以对出水温度进行检测。其中，所述水量检测单元300优选为水量伺服器，所述进水温度检测单元301和出水温度检测单元302均优选为温度传感器。
91.其中，优选地，实施例1中的循环水温度t
循环
同样由出水温度检测单元302 采集。
92.所述水泵4通过一旁通管并联于热水进水管路100的主通路单向阀上，其用以增加热水进水管路100的进水流量，该水泵4优选为变频水泵。
93.所述主控制器5分别与水泵4、燃气比例阀201、风机202、水量检测单元300、进水温度检测单元301和出水温度检测单元302电连接，其根据水量检测单元 300、进水温度检测
单元301和出水温度检测单元302传输来的信心控制水泵4、燃气比例阀201和风机202的工作。
94.具体地，所述主控制器5可以通过相关部件监测到相应的数值，同时主控制器5根据热水器使用环境的变化，给相应的部件信号：
95.1)进水温度检测单元301检测进水温度t
in
，并将温度数据传输给主控制器5；
96.2)出水温度检测单元302检测出水温度t
out
，并将温度数据传输给主控制器 5；
97.3)水量检测单元300检测水流量q
water
，并将流量数据传输给主控制器5；
98.4)主控制器5传输指令给风机202，控制风机202的电流值i
fan
，风机转速，助燃空气量；
99.5)主控制器5传输指令给燃气比例阀201，控制燃气比例阀201的电流i
pvc
，控制燃气比例阀201的开度k1，燃气流量；
100.6)主控制器5通过控制水泵4的调速脉冲，来控制水泵4的转速，进而控制增加水量。
101.继续参阅图4，为实现循环加热模式，本实施例作如下设置：所述热水管路组件还包括回流管路103，所述回流管路103分别与热水出水管路102和水泵4 的进口端配合连接，用以实现燃气热水器的循环预热功能。
102.具体地，循环加热模式通过水泵4作为动力源，形成内循环加热，其水流向如下：水泵4(启动)
→
水量检测单元300
→
热交换器203
→
出水管路102
→
回水管路103
→
水泵4，在水泵4启动的过程，燃气比例阀201和风机202处于动作状态，燃烧器200产生高温烟气，加热热交换器203内的水流。
103.继续参阅图4，燃气热水器处于正常模式时的动作顺序为：热水龙头104打开
→
水量检测单元300检测到水流
→
风机202启动，燃气比例阀201开阀
→
燃气在燃烧器200内燃烧
→
高温烟气加热热交换器203内的水流
→
热水从热水龙头 104流出。
104.继续参阅图5，本实施例处于正常使用模式时，为满足用户水量和设定温度要求，主控制器5根据如下公式运算：
105.公式1：需求能量q
需
＝c
×
q
water
×
(t
set
‑
t
in
)，c为水的比热，q
water
为进水流量， t
set
为用户设定的出水温度，t
in
为进水温度；
106.公式2：ch4 o2＝co2 h2o q
燃烧热量
，q
燃烧热量
为燃气燃烧器产生的热量；
107.公式3：需求能量q
需
＝q
燃烧热量
*η，其中η为热交换器203的换热效率；
108.由以上三个公式，可以根据用户用水流量、进水温度和设定温度，运算出燃气与空气需求(i
fan
i
pvc
)。
109.继续参阅图6，采用实施例1的增压模式下，用户用水环境发生变化，高峰期间用水导致用户q
water
急剧减小，此时增压模式容易熄火，比如用户初始正常用水q
wate
为7l/min，进水温度t
in
为35℃，设定温度t
set
为42℃，因高峰用水，水量瞬降至q
water
＝3.5l/min，此时热水器处于最低负荷q
min
＝3.5kw运行，t
out
＝q
min
×
η/(c
×
q
water
) tin＝48℃。此时，热水器已经处于最低负荷状态下工作，为了满足用户设定42℃的出水，主控制器5计算需要增加的水量，然后输出相应调速脉冲信号给水泵4，水泵4动作增压，增压水量为
△
q，高峰期间水量为q
min
,通过水泵 4增压的方案，即可满足q
water
＝
△
q q
min
，水量恢复正常状态。
110.需要说明的是，变频水泵能够根据水流量q
water
的大小自动调整水泵转速，也就是
说，变频水泵能够根据q
min
调整
△
q，使q
water
尽量保持在正常水量范围，例如使q
water
尽量保持为7l/min。所述热水龙头104与冷水龙头105可集成于同一水龙头上，通过朝不同方向转动来控制出热水还是出冷水。
111.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。