专利名称：热水器热量切换控制装置、热水器及其热量切换控制方法
技术领域：
本发明涉及一种热水器，尤其涉及一种热水器热量切换控制装置，包括热水器热 量切换控制装置的热水器以及热水器的热量切换控制方法。
背景技术：
在现有技术中，自动控制式热水器一般在燃烧器的燃气供给通路上设置电磁比例 阀，用电磁比例阀自动控制燃烧器的燃烧量，使通过热水管上设置的水温传感器检测出的 进水温度达到设定的温度，从而使热水器产生设定的热量。但是，该自动控制式热水器成本较高。因此，生产厂家目前一般采用手动操作的热量切换热水器。该热量切换热水器包 括水量调节机构，用于调节热交换器上流通的水量；热量切换机构，通过变化燃烧器的燃烧 量，阶段性地改变加热热交换器的热量。水量调节机构和热量切换机构都通过手动操作对 水量和热量进行调节。当用户通过操作水量调节机构增加通水量或操作热量切换机构减小热交换器的 热量，使热交换器输出的热水温度降低。当温度过低时，热水器产生的废气中的水蒸气遇 冷，在热交换器的表面结露，产生酸性冷凝水。由此，酸性冷凝水会腐蚀热交换器，使热交换 器的寿命大幅缩短。另外，如果用户在通过操作热量切换机构增加水温的同时，又通过操作水量调节 机构减小水量，当水量过小时，水可能会沸腾，同样会影响热交换器以及热水器的使用寿 命，甚至可能会危及用户的安全。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种热水器热量切换控制装置，包 括热水器热量切换控制装置的热水器以及热水器的热量切换控制方法，在用户手动调节热 水器的通水量和水温时，通过热量切换控制装置自动进行热量切换，及时防止冷凝水和沸 腾现象的产生，从而延长热交换器和热水器的使用寿命，并保证用户的安全。为实现上述目的，本发明提供了一种热水器热量切换控制装置，用于控制所述热 水器的热量切换，所述热水器至少包括水温传感器10、水量传感器5、燃气总阀8、至少两个 热量切换阀、水量调节阀4，所述热水器热量切换控制装置包括水温检测模块，与所述水 温传感器10相连，用于获取所述水温传感器10的温度值；水量检测模块，与所述水量传感 器5相连，用于获取所述水量传感器5的温度值；燃气控制模块，与所述燃气总阀8和所述 至少两个热量切换阀相连，用于调节所述热水器的燃气量，从而调节所述热水器生成的热 量；生成热量判定模块，用于所述热水器运行时产生的热量Q与预设的小热量Qd、、中热量Q t大热量(^实时进行比较，判定是否出现冷凝水或沸腾现象；微控制器，分别与所述水温 检测模块、所述水量检测模块、所述燃气控制模块和所述生成热量判定模块相连，通过所述 水温检测模块输入的水温值和所述水量检测模块输入的水量值，以及所述生成热量判定模块输出的判定结果，对所述燃气控制模块进行控制，以调节所述热水器的燃气量，实现在小 热量Qd、、中热量Qt大热量三档热量中进行加热热量的切换。另外，本发明还提供了一种热水器，至少包括水温传感器10、水量传感器5、燃气 总阀8、至少两个热量切换阀、水量调节阀4，所述热水器热量切换控制装置包括水温检测 模块，与所述水温传感器10相连，用于获取所述水温传感器10的温度值；水量检测模块，与 所述水量传感器5相连，用于获取所述水量传感器5的温度值；燃气控制模块，与所述燃气 总阀8和所述至少两个热量切换阀相连，用于调节所述热水器的燃气量，从而调节所述热 水器生成的热量；生成热量判定模块，用于所述热水器运行时产生的热量Q与预设的小热 量Qd、、中热量Qt大热量(^实时进行比较，判定是否出现冷凝水或沸腾现象；微控制器，分 别与所述水温检测模块、所述水量检测模块、所述燃气控制模块和所述生成热量判定模块 相连，通过所述水温检测模块输入的水温值和所述水量检测模块输入的水量值，以及所述 生成热量判定模块输出的判定结果，对所述燃气控制模块进行控制，以调节所述热水器的 燃气量，实现在小热量Qd、、中热量Q &大热量三档热量中进行加热热量的切换。进一步地，所述热水器包括水量手动控制模块，与所述水量调节阀4相连，用于调 节所述热水器的通入的水量。进一步地，所述热水器包括至少两个燃烧块，所述燃烧块的数量与所述热量切换 阀相同，且分别连接。较佳地，所述热水器包括两个燃烧块21、22，所述热水器对应包括两个热量切换阀 12、3，第一燃烧块21与第一热量切换阀12相连，第二燃烧块22与第二热量切换阀3相连， 所述第二燃烧块22的放热量大于所述第一燃烧块21。进一步地，所述水量调节阀4、所述燃气总阀8、所述第一热量切换阀12和所述第 二热量切换阀3均是电磁阀门。此外，本发明还提供了 一种热水器的热量切换控制方法，设置所述热水器的三档加热热量为小热量Qd、、中热量Qt大热量Qp所述热水器运行时生成的热量为Q，误差滞后为AQ，且Q = (T-Tin) · W，其中，T为所述热水器运行时的温度；Tin为所述水温传感器 10检测出的进水温度；W为所述水量传感器5检测出的进水水量；所述热水器的热量切换控制方法包括以下步骤1)设定所述热水器的初始加热热量状态；2)所述控制装置读取所述水量传感器5的数据，判断水量是否在规定的下限水量 以上，若否，执行步骤3)，若是，执行步骤4)；3)所述热交换器1燃烧停止，执行步骤15)；4)判断Q +彡Q是否成立，若是，执行步骤3)，若否，执行步骤5)；5)判断所述热交换器1是否燃烧停止，若是，则执行步骤6)，若否，则执行步骤 8)；6)判断K Q-Δ Q是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤3)；7)所述热交换器1在小热量状态下运行，执行步骤15)；8)判断所述热交换器1是否在小热量状态运行中，若是，执行步骤9)，若否，执行 步骤11)；
9)以避免冷凝水或沸腾为依据，判断所述热交换器1应该在哪种热量状态下运 行，若应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态运行中，则执行步骤10)， 若应在大热量状态运行中，则执行步骤13)；10)所述热交换器1在中热量状态下运行，执行步骤15)；11)判断所述热交换器1是否在中热量状态运行中，若是，执行步骤12)，若否，执 行步骤14)；12)以避免冷凝水或沸腾为依据，判断所述热交换器1应该在哪种热量状态下运 行，若应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态运行中，则执行步骤10)， 若应在大热量状态运行中，则执行步骤13)；13)所述热交换器1在大热量状态下运行，执行步骤15)；14)以避免冷凝水或沸腾为依据，判断所述热交换器1应该在哪种热量状态下运 行，若应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态运行中，则执行步骤10)， 若应在大热量状态运行中，则执行步骤13)；15)结束。进一步地，所述步骤1)中所述热水器的加热状态为小热量状态Qd、时，所述步骤9)包括91)判断Q^彡Q是否成立，若是，则执行步骤13)，若否，则执行步骤92)；92)判断Q小彡Q < Q+是否成立，若是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤7)；所述步骤12)包括121)判断Q,」、彡Q+Δ Q是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122)；122)判断Q中彡Q是否成立，若是，则执行步骤13)，若否，则执行步骤10)；所述步骤14)包括141)判断Q,」、彡Q+Δ Q是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122)；142)判断Qd、< Q+AQ彡0+是否成立，若是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤 13)。进一步地，所述步骤1)中所述热水器的加热状态为中热量状态时，所述步骤9)包括91)判断Q + < Q-Δ Q是否成立，若是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤7)；所述步骤12)包括121)判断彡Q是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122)；122)判断知彡Q是否成立，若是，则执行步骤13)，若否，则执行步骤10)；所述步骤14)包括141)判断Q ψ彡Q+Δ Q是否成立，若是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤13)。进一步地，所述步骤1)中所述热水器的加热状态为大热量状态时，所述步骤9)包括91)判断Q大彡Q-Δ Q是否成立，若是，则执行步骤13)，若否，则执行步骤92)；92)判断Q^彡Q-AQ <Q±是否成立，若是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤7)；所述步骤12)包括121)判断彡Q是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122)；
122)判断Q大彡Q-Δ Q是否成立，若是，则执行步骤13)，若否，则执行步骤10)；所述步骤14)包括141)判断彡Q是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122)；142)判断Q + < Q ( Q大是否成立，若是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤13)。进一步地，所述热水器运行时的温度T的范围值为25°C 100°C。进一步地，所述小热量状态运行为打开第一热量切换阀(12)和燃气总阀(8)，关 断第二热量切换阀(3)；所述中热量状态运行为打开第二热量切换阀(3)和燃气总阀(8)， 关断第一热量切换阀(12)；所述大热量状态运行为打开第一热量切换阀(12)、第二热量切 换阀(3)和燃气总阀(S)0本发明的热水器的热量切换控制装置可使热水器在三档加热热量中切换，分别 是小热量Qd、、中热量Qt大热量Q’每档加热热量可设定为固定值。热量切换控制装置 将热水器运行时产生的热量Q与小热量Qd、、中热量大热量(^实时进行比较，及时进行 加热热量的自动切换，以防止热交换器的温度过低或过高，从而有效避免冷凝水和沸腾现 象的出现，进而延长热水器的使用寿命，保证用户的安全。以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以 充分地了解本发明的目的、特征和效果。
图1是本发明的热量切换热水器控制装置的结构示意图。图2是本发明热量切换热水器控制装置的结构框图。图3是本发明中第一具体实施例的热水器热量切换控制方法的流程图。图4是本发明中第二具体实施例的热水器热量切换控制方法的流程图。图5是本发明中第三具体实施例的热水器热量切换控制方法的流程图。
具体实施例方式如图1所示，手动操作的热量切换热水器包括热水器外壳13、燃气供给管9、出水 管11、进水管6、热交换器1、燃烧器2、水量调节机构，用于调节热交换器上流通的水量；热 量切换机构，通过变化燃烧器的燃烧量，阶段性地改变加热热交换器的热量。 在本实施例中，燃烧器2包括第一燃烧块21和第二燃烧块22，第一燃烧块21的燃 烧量小于第二燃烧块22。该水量调节机构包括水量传感器5，用于检测水量；水量调节阀4，用于调节热水 器的水量。该热量切换机构包括燃气总阀8，设置在所述燃气供给管9上，用于调节总燃气 供给量；水温传感器10，用于检测水温；稳压阀7，用于稳定燃气管道供给燃气压力；第一热 量切换阀，用于调节与第一燃烧块21相连的燃气供给管道的燃烧量，从而对第一燃烧块21 产生的热量进行调节；第二热量切换阀，用于调节与第二燃烧块22相连的燃气供给管道的 燃烧量，从而对第二燃烧块22产生的热量进行调节。水量调节阀4、燃气总阀8、第一热量切换阀12以及第二热量切换阀3均是电磁阀 门。图2是本发明热量切换热水器控制装置的结构框图。如图2所示，热量切换热水
8水温检测模块，与水温传感器10相连，用于获取水温传感器10的温度值； 水量检测模块，与水量传感器5相连，用于获取水量传感器5的温度值；燃气控制模块，与燃 气总阀8、第一热量切换阀12、第二热量切换阀3相连，用于调节热水器的燃气量，从而调节 热水器生成的热量；生成热量判定模块，用于热水器运行时产生的热量Q与预设的小热量Q 吣中热量Qb大热量实时进行比较，判定是否出现冷凝水或沸腾现象；微控制器(MCU)， 分别与水温检测模块、水量检测模块、燃气控制模块、生成热量判定模块相连，通过水温检 测模块输入的水温值和水量检测模块输入的水量值，以及生成热量判定模块输出的判定结 果，对燃气控制模块进行控制，以调节热水器的燃气量，从而实现在小热量Qd、、中热量Qt 大热量三档热量中进行加热热量的切换。本发明的热量切换热水器在用户手动调节热水器的通水量和水温时，可通过本发 明的热量切换控制装置自动控调节热水器的燃气量，从而自动进行热量切换。在热量切换 控制装置中，通过MCU对燃气控制模块实现自动调节。本发明的热量切换热水器还包括水 量手动控制模块(不包括在热量切换控制装置中)，与水量调节阀4相连，用于手动调节所 述热水器的通入的水量。本发明还提供了一种热水器热量切换控制方法，对热水器运行时产生的热量Q与 预设的小热量Qd、、中热量Q t大热量9±实时进行比较，判定是否出现冷凝水或沸腾现象， 当有可能出现冷凝水或沸腾现象时，调节热水器的燃气量或/和水量，实现热水器在小热 量Qd、、中热量Q^大热量工作状态的切换。以下通过三个具体实施例对热水器最初分别设于小热量Q+、中热量或大热量Q λ工作状态，针对用户对热水器的燃气量或/和水量大小的手工操作，而自动对热水器加热 热量的工作状态进行实时切换的一种热水器热量切换控制方法。具体实施例一如图3所示，本实施例中，设小热量为Q小、中热量为Q中、大热量为Q大，Q,j、、Q +、Q大 的值设定为固定值，Q + < Q大。控制器芯片在热水器工作时产生的热量为Q，滞后误差值为AQ，AQ可设定为固定值。且Q = (T-Tin) · W ；其中，T为热水器工作时的温度，由控制器通过实际工作状态计算得出T的温度范 围值为25°C 100°C。Tin为水温传感器测得的进水温度；W为水量传感器测得的进水水量。一种热水器热量切换控制方法包括以下步骤1)设定热水器的工作状态为小热量状态；2)MCU读取所述水量传感器5的数据，判断水量是否在规定的下限水量以上，若 否，执行步骤3)，若是，执行步骤4)。3)热交换器1燃烧停止，执行步骤15)4)判断Qd、> Q是否成立，若是，执行步骤3)，若否，执行步骤5)；5)判断热交换器1是否燃烧停止，若是，则执行步骤6)，若否，则执行步骤8)；6)判断Q,」、彡Q-Δ Q是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤3)；7)热交换器1在小热量状态下运行，执行步骤15)；
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8)判断所述热交换器1是否在小热量状态运行中，若是，执行步骤9)，若否，执行 步骤11)9)以避免冷凝或沸腾为依据，判断所述热交换器1应该在哪种热量状态下运行， 若应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态运行中，则执行步骤10)，若 应在大热量状态运行中，则执行步骤13)；所述步骤9)包括91)判断(^SQ是否成立，若 是，则执行步骤13)，若否，则执行步骤92) ；92)判断Q,」、彡Q<Q+是否成立，若是，则执行 步骤10)，若否，则执行步骤7)；10)热交换器1在中热量状态下运行，执行步骤15)11)判断所述热交换器1是否在中热量状态运行中，若是，执行步骤12)，若否，执 行步骤14)12)以避免冷凝水或沸腾为依据，判断所述热交换器1应该在哪种热量状态下运 行，若应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态运行中，则执行步骤10)， 若应在大热量状态运行中，则执行步骤13)；所述步骤12)包括121)判断Q + > Q+ Δ Q是否 成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122) ；122)判断知彡Q中是否成立，若是，则 执行步骤13)，若否，则执行步骤10)；13)热交换器1在大热量状态下运行，执行步骤15)；14)以避免冷凝或沸腾为依据，判断所述热交换器1应该在哪种热量状态下运行， 若应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态运行中，则执行步骤10)，若 应在大热量状态运行中，则执行步骤13)；所述步骤14)包括141)判断Qd、> Q+Δ Q是否成 立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122) ； 142)判断(^、<0+八0彡(^是否成立，若 是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤13)；15)结束。其中，所述小热量运行为打开所述第一热量切换阀门12和燃气总阀8，关断所述 第二热量切换阀门3。所述中热量运行为打开所述第二热量切换阀门3和燃气总阀8，关断 所述第一热量切换阀门12。所述大热量运行为打开所述第一热量切换阀门12、第二热量切 换阀门3和燃气总阀8。继续参见图3，其具体操作流程及其原理如下当加热热量设定为小热量状态时， 打开总阀和第一切换阀。先根据水量传感器的检测进水水量，判别水量是否在规定的下限 水量，例如2. 4L/分以上；如果不是，关闭燃气总阀8，停止燃烧器2的燃烧；如果MCU判断 是在通水中，如热水器生成的热量Q在小热量Qd、以下，为防止沸腾，就应停止燃烧。如果Q + <Q，再判断燃烧器2是否停止燃烧；燃烧停止，则判断从当时的热水器生 成的热量Q减掉规定的滞后误差Δ Q的值是否在小热量Q +以上，如Q + > Q- Δ Q，继续停止 燃烧；当Q,,^ Q-AQ时，就判定没有沸腾的可能性，在小热量下进行加热运行。如果燃烧没有处于停止状态，则先判断热水器是否在小热量工作状态中；在小热 量状态运行中，则把当时的热水器生成的热量Q和中热量Q^及小热量Qd、相比较；Q^彡Q 时，为避免产生冷凝水，第一热量切换阀12和第二热量切换阀3同时打开，热水器自动在大 热量状态下进行加热运行；Q时，如果Qd、< Q< Q^第一热量切换阀12关闭，第二热 量切换阀3打开，在中热量状态下进行运行；如果Qd、> Q，则冷凝水不会产生，热水器仍在 小热量状态下运行。通过以上关系式的判断可以防止冷凝水发生。
当热水器不处于小热量状态运行时，则判断是否在中热量状态下运行；当机器在 中热量状态下时，计算当时的热水器生成的热量Q加上误差滞后Δ9的值和小热量中的加 热热量U目比较，如、彡Q+ΔΟ，可以避免产生冷凝水，关闭第二热量切换阀3，打开第一 热量切换阀12，将加热热量切换到小热量Q+状态；如果Qd、< Q+Δ Q，将热水器生成的热量 和中热量QΦ相比较，如果QQ，继续中热量状态运行；当Q时，为避免产生冷凝水， MCU打开第一热量切换阀12，将加热热量变更为大热量状态。当热水器在大热量状态运行时，当时的热水器生成的热量Q再加上滞后AQ的值 与小热量Qd、及中热量Q^相比较；如Qd、>Q+A Q，可以避免产生冷凝水，关闭第二热量切换 阀3，将加热热量恢复到小热量状态；如Qd、<Q +，则MCU关闭第一热量切换阀12， 将加热热量转到中热量状态。具体实施例二当热水器的初始工作状态为中热量状态时，如图4所示，一种热水器热量切换控 制方法包括以下步骤1)设定热水器的工作状态为中热量状态；2)MCU读取水量传感器5的数据，判断水量是否在规定的下限水量以上，若否，执 行步骤3)，若是，执行步骤4)；3)热交换器1燃烧停止，执行步骤15)；4)判断Q +彡Q是否成立，若是，执行步骤3)，若否，执行步骤5)；5)判断热交换器1是否燃烧停止，若是，则执行步骤6)，若否，则执行步骤8)；6)判断Q,」、彡Q-Δ Q是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤3)；7)热交换器1在小热量状态下运行，执行步骤15)；8)判断热交换器1是否在小热量状态下运行，若是，执行步骤9)，若否，执行步骤 11)；9)以避免冷凝水或沸腾为依据，判断热交换器1应该在哪种热量状态下运行，若 应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态运行中，则执行步骤10)，若应 在大热量状态运行中，则执行步骤13)；所述步骤9)包括91)判断Q ^彡Q-Δ Q是否成立， 若是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤7)；10)热交换器1在中热量状态下运行，执行步骤15)；11)判断热交换器1是否在中热量状态下运行，若是，执行步骤12)，若否，执行步 骤 14)；12)以避免冷凝水或沸腾为依据，判断所述热交换器1应该在哪种热量状态下运 行，若应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态下运行，则执行步骤10)， 若应在大热量状态下运行，则执行步骤13)；所述步骤12)包括121)判断Q Q是否成 立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122) ；122)判断(^SQ是否成立，若是，则执行 步骤13)，若否，则执行步骤10)；13)热交换器1在大热量状态下运行，执行步骤15)；14)以避免冷凝水或沸腾为依据，判断所述热交换器1应该在哪种热量状态下运 行，若应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态运行中，则执行步骤10)， 若应在大热量状态运行中，则执行步骤13)；所述步骤14)包括141)判断Q^ > Q+ Δ Q是否成立，若是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤13)；15)结束。其中，小热量状态运行为打开第一热量切换阀门12和燃气总阀8，关断所述第二 热量切换阀门3。所述中热量运行状态为打开所述第二热量切换阀门3和燃气总阀8，关断 所述第一热量切换阀12。所述大热量运行状态为打开所述第一热量切换阀12、第二热量切 换阀3和燃气总阀8。继续参见图4，其具体操作流程及其原理如下加热热量设定为中热量状态时， MCU打开燃气总阀8和第二热量切换阀3。根据水量传感器5的检测进水水量，判别水量 是否在规定的下限水量，例如2. 4L/分以上；如果不是，关闭燃气总阀8，停止燃烧器2的燃 烧；如果MCU判断是在通水中，计算出当时的热水器生成的热量Q如在小热量Q +以下，为防 止沸腾，就应停止燃烧。如果Q + < Q，再判断燃烧器是否停止燃烧；燃烧停止，则判断从当时的热水器生成 的热量Q减掉规定的误差滞后AQ的值是否在小热量的加热热量~、以上，Q + >Q-AQ的 话，继续停止燃烧；当Qd、< Q-AQ时，就判断没有沸腾的可能性，维持在小热量下进行加热 运行。当燃烧器2燃烧时，判断热水器是否在小热量状态运行中；热水器在小热量状态 下，则判断从当时的热水器生成的热量Q减掉规定的误差滞后AQ的值是否在中热量Q^ ； 如Q + < Q-Δ Q，就判断没有沸腾的可能性，打开第二热量切换阀3关闭第一热量切换阀12， 在中热量状态下进行加热运行；如Q-Δ9，继续小热量状态运行。当热水器不处于小热量状态运行，而处于中热量状态运行时，计算出当时的热水 器生成的热量Q，如在中热量Q^以下，为防止沸腾，就应转到小热量状态运行，关闭第二热 量切换阀3和打开第一热量切换阀12 ；如Q + < Q，再判断冷凝水判定值Q与Q^的关系；Q^ < Q时，为避免产生冷凝水，打开第一热量切换阀12，切换到大热量状态；Q + > Q时，不会产 生冷凝水，则继续中热量状态运行。当MCU判断是处于大热量状态下运行时，当时的热水器生成的热量Q再加上误差 滞后AQ的值与中热量Q^相比较，如Q + >Q-AQ，则关闭第一热量切换阀12，转到中热量 状态下；如Q-Δ9，仍有可能产生冷凝水，热水器继续保持大热量状态运行。具体实施例三当热水器的初始工作状态为大热量状态时，如图5所示，一种热水器热量切换控 制方法包括以下步骤1)设定热水器的加热状态为大热量状态；2)所述控制芯片读取所述水量传感器5的数据，判断水水量是否在规定的下限水 量以上，若否，执行步骤3)，若是，执行步骤4)；3)所述热交换器1燃烧停止，执行步骤15)；4)判断Q +彡Q是否成立，若是，执行步骤3)，若否，执行步骤5)；5)判断热交换器1是否燃烧停止，若是，则执行步骤6)，若否，则执行步骤8)；6)判断Q,」、彡Q-Δ Q是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤3)；7)所述热交换器1在小热量状态下运行，执行步骤15)；8)判断所述热交换器1是否在小热量状态运行中，若是，执行步骤9)，若否，执行
12步骤11)；9)以避免冷凝水或沸腾为依据，判断所述热交换器1应该在哪种热量状态下运 行，若应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态运行中，则执行步骤10)， 若应在大热量状态运行中，则执行步骤13)；所述步骤9)包括91)判断Q-Δ Q是否成 立，若是，则执行步骤13)，若否，则执行步骤92) ；92)判断彡Q_AQ<Q±是否成立，若 是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤7)；10)所述热交换器1在中热量状态下运行，执行步骤15)；11)判断所述热交换器1是否在中热量状态运行中，若是，执行步骤12)，若否，执 行步骤14)；12)以避免冷凝水或沸腾为依据，判断所述热交换器1应该在哪种热量状态下运 行，若应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态运行中，则执行步骤10)， 若应在大热量状态运行中，则执行步骤13)；所述步骤12)包括121)判断是否成 立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122) ；122)判断Q-Δ Q是否成立，若是，则 执行步骤13)，若否，则执行步骤10)；13)所述热交换器1在大热量状态下运行，执行步骤15)；14)以避免冷凝或沸腾为依据，判断所述热交换器1应该在哪种热量状态下运行， 若应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态运行中，则执行步骤10)，若 应在大热量状态运行中，则执行步骤13)；所述步骤14)包括141)判断Q + 是否成立， 若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122) ； 142)判断(^<0彡(^是否成立，若是，则执 行步骤10)，若否，则执行步骤13)；15)结束；其中，所述小热量状态运行为打开所述第一热量切换阀门12和燃气总阀8，关断 所述第二热量切换阀门3。所述中热量状态运行为打开所述第二热量切换阀门3和燃气总 阀8，关断所述第一热量切换阀门12。所述大热量状态运行为打开所述第一热量切换阀门 12、第二热量切换阀门3和燃气总阀8。继续参见图5，其具体操作流程及其原理如下当MCU选择是在大热量状态运行 时，首先判断水量传感器5的检测进水水量，判别水量是否在规定的下限水量，例如2. 4L/ 分以上；如果不是，关闭燃气总阀8，停止燃烧器2的燃烧；如果MCU判断是在通水中，计算 出当时的热水器生成的热量Q如在小热量的Qd、以下，为防止沸腾，就应停止燃烧。如果Q + <Q，再判断燃烧器2是否停止燃烧；燃烧停止，则判断从当时的热水器生 成的热量Q减掉规定的误差滞后Δ Q的值是否在小热量Qφ以上，QQ- Δ Q的话，继续停 止燃烧；当Qd、< Q-AQ时，就判断没有沸腾的可能性，关闭第二热量切换阀3，在小热量下 进行加热运行。如果燃烧不处于停止状态下，先判断是否在小热量状态；当判断是在小热量状态 下，从当时的热水器生成的热量Q减掉规定的误差滞后△ Q的值是否在大热量以上；Q 大< Q-Δ Q，就判断可以避免沸腾，再打开第二热量切换阀3，转到大热量状态；Q±> Q-AQ 的，再判断当时沸腾判定值Q减掉规定的装误差滞后△ Q的值与中热量Q ^及大热量9±相 比较Q-AQ < 时，则大热量状态可能会出现沸腾现象，转到中热量状态运行，关闭 第一热量切换阀12同时打开第二热量切换阀3 ；如果Q + > Q-Δ Q，为避免出现沸腾，热水器维持小热量状态下。当判断热水器处于中热量状态运行下，计算出当时的热水器生成的热量Q如在中 热量以下，为防止沸腾，关闭第二热量切换阀3，打开第一热量切换阀12，热水器转到小 热量状态下；如果Q^<Q，再判断当时的热水器生成的热量Q减掉规定的误差滞后Δ9的 值与大热量9±相比较，Q-Δ Q，就判断可以避免沸腾，打开第一热量切换阀12，回到大 热量状态；Q±> Q-AQ时，为了避免沸腾，仍维持在中热量状态。当判断热水器是在大热量状态中时，计算出当时的热水器生成的热量Q如在中热 量以下，为避免沸腾，控制器关闭第二热量切换阀3，转到小热量状态运行；Q + <Q的，再 判断当时的热水器生成的热量Q与中热量知及大热量相比较；Q + < Q-AQ彡时，为 避免热交换器1沸腾，控制器关闭第一热量切换阀12，转到中热量状态；Q±> Q的，则判断 可避免热交换器1沸腾，MCU维持在大热量状态下。综上可知，本发明的热水器通过热水器热量切换控制装置及其热量切换控制方 法，能有效避免冷凝水和沸腾现象的出现。本发明并不限于两个燃烧块及相应的两个热量切换阀，可包括两个以上的燃烧块 以及相应的两个以上的热量切换阀。以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创 造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员 依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术 方案，皆应在本发明的权利要求保护范围内。
1权利要求
1.一种热水器热量切换控制装置，用于控制所述热水器的热量切换，所述热水器至少 包括水温传感器(10)、水量传感器(5)、燃气总阀(8)、至少两个热量切换阀、水量调节阀，其特征在于，所述热水器热量切换控制装置包括水温检测模块，与所述水温传感器(10)相连，用于获取所述水温传感器(10)的温度值；水量检测模块，与所述水量传感器( 相连，用于获取所述水量传感器(5)的水量值； 燃气控制模块，与所述燃气总阀(8)和所述至少两个热量切换阀相连，用于调节所述 热水器的燃气量，从而调节所述热水器生成的热量；生成热量判定模块，用于所述热水器运行时产生的热量Q与预设的小热量Qd、、中热量 Qt大热量实时进行比较，判定是否出现冷凝水或沸腾现象；微控制器，分别与所述水温检测模块、所述水量检测模块、所述燃气控制模块和所述生 成热量判定模块相连，通过所述水温检测模块输入的水温值和所述水量检测模块输入的水 量值，以及所述生成热量判定模块输出的判定结果，对所述燃气控制模块进行控制，以调节 所述热水器的燃气量，实现在小热量Qd、、中热量大热量三档热量中进行加热热量的 切换。
2.一种包括如权利要求1所述的热水器热量切换控制装置的热水器，至少包括水温传 感器(10)、水量传感器( 、燃气总阀(8)、至少两个热量切换阀、水量调节阀，其特征在 于，所述热水器热量切换控制装置包括水温检测模块，与所述水温传感器(10)相连，用于获取所述水温传感器(10)的温度值；水量检测模块，与所述水量传感器( 相连，用于获取所述水量传感器(5)的水量值； 燃气控制模块，与所述燃气总阀(8)和所述至少两个热量切换阀相连，用于调节所述 热水器的燃气量，从而调节所述热水器生成的热量；生成热量判定模块，用于所述热水器运行时产生的热量Q与预设的小热量Qd、、中热量 Qt大热量实时进行比较，判定是否出现冷凝水或沸腾现象；微控制器，分别与所述水温检测模块、所述水量检测模块、所述燃气控制模块和所述生 成热量判定模块相连，通过所述水温检测模块输入的水温值和所述水量检测模块输入的水 量值，以及所述生成热量判定模块输出的判定结果，对所述燃气控制模块进行控制，以调节 所述热水器的燃气量，实现在小热量…、、中热量Qt大热量三档热量中进行加热热量的 切换。
3.根据权利要求2所述的热水器，其特征在于所述热水器包括水量手动控制模块，与 所述水量调节阀(4)相连，用于调节所述热水器的通入的水量。
4.根据权利要求2所述的热水器，其特征在于所述热水器包括至少两个燃烧块，所述 燃烧块的数量与所述热量切换阀相同，且分别连接。
5.根据权利要求4所述的热水器，其特征在于所述热水器包括两个燃烧块01、22)， 所述热水器对应包括两个热量切换阀(12、3)，第一燃烧块与第一热量切换阀(12)相 连，第二燃烧块0 与第二热量切换阀C3)相连，所述第二燃烧块0 的放热量大于所述 第一燃烧块01)。
6.根据权利要求2所述的热水器，其特征在于所述水量调节阀G)、所述燃气总阀(8)、所述第一热量切换阀(12)和所述第二热量切换阀(3)均是电磁阀门。
7.一种热水器的热量切换控制方法，应用如权利要求1所述的热水器热量切换控制装 置，其特征在于设置所述热水器的三档加热热量为小热量Qd、、中热量大热量Q±，所述热水器运行时生成的热量为Q，误差滞后为AQ，且Q = (T-Tin) · W，其中，T为所述热水器运行时的温度；Tin为所述水温传感器(10) 检测出的进水温度；W为所述水量传感器(5)检测出的进水水量；所述热水器的热量切换控制方法包括以下步骤1)设定所述热水器的初始加热热量状态；2)所述控制装置读取所述水量传感器(5)的数据，判断水量是否在规定的下限水量以 上，若否，执行步骤3)，若是，执行步骤4)；3)所述热交换器(1)燃烧停止，执行步骤15)；4)判断Qd、>Q是否成立，若是，执行步骤3)，若否，执行步骤5)；5)判断所述热交换器(1)是否燃烧停止，若是，则执行步骤6)，若否，则执行步骤8)；6)判断Qd、<Q-Δ Q是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤3)；7)所述热交换器(1)在小热量状态下运行，执行步骤15)；8)判断所述热交换器(1)是否在小热量状态运行中，若是，执行步骤9)，若否，执行步 骤 11)；9)以避免冷凝水或沸腾为依据，判断所述热交换器(1)应该在哪种热量状态下运行， 若应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态运行中，则执行步骤10)，若 应在大热量状态运行中，则执行步骤13)；10)所述热交换器(1)在中热量状态下运行，执行步骤15)；11)判断所述热交换器(1)是否在中热量状态运行中，若是，执行步骤12)，若否，执行 步骤14)；12)以避免冷凝水或沸腾为依据，判断所述热交换器(1)应该在哪种热量状态下运行， 若应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态运行中，则执行步骤10)，若 应在大热量状态运行中，则执行步骤13)；13)所述热交换器(1)在大热量状态下运行，执行步骤15)；14)以避免冷凝水或沸腾为依据，判断所述热交换器(1)应该在哪种热量状态下运行， 若应在小热量状态运行中，则执行步骤7)，若应在中热量状态运行中，则执行步骤10)，若 应在大热量状态运行中，则执行步骤13)；15)结束。
8.根据权利要求7所述的热水器的热量切换控制方法，其特征在于所述步骤1)中所 述热水器的加热状态为小热量状态Qd、时，所述步骤9)包括91)判断Q^彡Q是否成立，若是，则执行步骤13)，若否，则执行步骤92)；92)判断Q,」、彡Q是否成立，若是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤7)；所述步骤12)包括121)判断Q,」、彡Q+AQ是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122)；122)判断Q中≤Q是否成立，若是，则执行步骤13)，若否，则执行步骤10)； 所述步骤14)包括141)判断Q小≥Q+AQ是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122)；142)判断Q+ < Q+AQ≤Q^是否成立，若是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤13)。
9.根据权利要求7所述的热水器的热量切换控制方法，其特征在于所述步骤1)中所 述热水器的加热状态为中热量状态Q^时，所述步骤9)包括91)判断Q 中≤Q-Δ Q是否成立，若是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤7)； 所述步骤12)包括121)判断Q中≥Q是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122)；122)判断Q中≤Q是否成立，若是，则执行步骤13)，若否，则执行步骤10)； 所述步骤14)包括141)判断Q 中≥Q+ Δ Q是否成立，若是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤13)。
10.根据权利要求7所述的热水器的热量切换控制方法，其特征在于所述步骤1)中 所述热水器的加热状态为大热量状态时，所述步骤9)包括91)判断Q中≤Q-ΔQ是否成立，若是，则执行步骤13)，若否，则执行步骤92)；92)判断≤Q-AQ<Q±是否成立，若是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤7)； 所述步骤12)包括121)判断彡Q是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122)；122)判断Q-ΔQ是否成立，若是，则执行步骤13)，若否，则执行步骤10)； 所述步骤14)包括141)判断彡Q是否成立，若是，则执行步骤7)，若否，则执行步骤122)；142)判断 <Q彡0±是否成立，若是，则执行步骤10)，若否，则执行步骤13)。
11.根据权利要求7所述的热水器的热量切换控制方法，其特征在于所述热水器运行 时的温度的范围值为25°C 100°C。
12.根据权利要求7所述的热水器的热量切换控制方法，其特征在于所述小热量状态 运行为打开第一热量切换阀(12)和燃气总阀(8)，关断第二热量切换阀(3)；所述中热量状 态运行为打开第二热量切换阀(3)和燃气总阀(8)，关断第一热量切换阀(12)；所述大热量 状态运行为打开第一热量切换阀(12)、第二热量切换阀(3)和燃气总阀(8)。
全文摘要
本发明公开了一种热水器热量切换控制装置，热水器及其热量切换控制法，用于控制所述热水器的热量切换，所述热水器至少包括水温传感器、水量传感器、燃气总阀、至少两个热量切换阀、水量调节阀，所述热水器热量切换控制装置包括水温检测模块、水量检测模块、燃气控制模块、生成热量判定模块和微控制器。本发明通过热量切换控制装置进行自动热量切换，及时防止冷凝水和沸腾现象的产生，从而延长热交换器和热水器的使用寿命，并保证用户的安全。
文档编号F24H9/20GK102116531SQ20101002244
公开日2011年7月6日 申请日期2010年1月6日 优先权日2010年1月6日
发明者进士克彦 申请人:上海林内有限公司