专利名称：一种用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃气热水器及燃气采暖热水炉的智能抗风压技术，具体是一种用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统。
技术背景 目前，燃气热水器及燃气采暖热水炉通常使用风压开关作为外界风力太大或烟道堵塞时的安全保护装置。这种装置在外界风力比较大时，燃气热水器的工况很差，燃烧不完全，在这种状态下，燃气热水器或燃气采暖热水炉的效率下降和浪费能源，热交换器也容易积碳，从而导致爆燃等现象。这对于安装在有风地区的用户来说，热水器或采暖热水炉在安全性、经济性等方面均有不足，而当今节能减排是一大趋势，所以在有风的状态下，确保燃气热水器、燃气采暖热水炉高效稳定运行，对于环保则有极大的意义。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术不足，提供一种用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统，使得燃气供热水装置在外界风压过大的情况下仍能高效安全的运行。为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统，包括风机、排烟罩、压差采集模块、风机状态检测模块、控制模块、燃气阀控制模块及风机控制模块；所述控制模块PWM信号输出端与风机控制模块的信号输入端连接；风机控制模块的信号输出端与风机的信号输入端连接，风机的信号输出端与风机状态检测模块的信号输入端连接，风机状态检测模块的信号输出端分别与控制模块的信号输入端、风机控制模块的信号输入端连接；所述压差采集模块采集排烟罩与风机的风压信号，压差采集模块的信号输出端与控制模块的信号输入端连接，控制模块的信号输出端与燃气阀控制模块的信号输入端连接。其中控制模块输出的PWM信号与风机控制模块的输入端连接；风机控制模块的输出信号驱动风机运转，风机状态检测模块将风机转速信号反馈给控制模块，同时将检测到的电流信号反馈给风机控制模块，形成闭环恒流控制系统。燃气阀控制模块用于控制燃气供热水装置的燃气阀门的通断。所述压差采集模块包括电阻R14、R15、电容C2和接头CN2 ；所述电阻R15的一端分别与电阻R14、电容C2及接头CN2的2脚连接，电阻R15的另一端与控制模块电连接，电阻R14的另一端接电源，电容C2的另一端接地；接头CN2第一引脚接电源、接头CN2的3脚接地。所述电源为+5V电源。在于所述风机状态检测模块包括电阻R6 R8、风机接头CN1、电容Cl及稳压二极管Zl ；[0013]所述电阻R8 —端分别与风机接头CNl的I脚、风机控制模块连接，电阻R8另一端接地；稳压二极管Zl正极接地，稳压二极管Zl负极与风机接头CNl的2脚连接；电阻R7一端分别与风机接头CN的2脚、电阻R6 —端连接，电阻R7另一端接地；电阻R6另一端分别与电容Cl 一端、控制模块连接，电容Cl另一端接地。所述的控制模块为单片机U1。所述的燃气阀控制模块包括电阻R16 R21、电解电容E3，三极管Q3、三极管Q4、二极管D3、二极管D4及接头CN3 ；所述电阻R17 —端与接头CN3的2脚连接，电阻R17另一端分别与与接头CN3的7脚、二极管D4负极连接，二极管D4正极与接头CN3的8脚连接，二极管D4正极接地；三极管Q3的发射极与接头CN3的2脚连接，三极管Q3的集电极与二极管D4负极连接，三极管Q3的基极分别与电阻R16的一端、阻R21的一端连接；电阻R16另一端与接头CN3的2脚连接；电阻R21的另一端与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极接地，·三极管Q4的基极连与电阻R20的一端连接，电阻R20的另一端与二极管D3负极连接；二极管D3正极接地；电阻R19的一端与二极管D3负极连接；电阻R19的另一端接地；电解电容E3正极电阻R18与单片机Ul连接，电解电容E3的负极连接二极管D3负极。所述接头CN3分别连接温控器和电磁阀；所述三极管Q3为PNP型三极管、三极管Q4为PNP型三极管。所述的风机控制模块包括电阻Rf R5、电阻R9 R13、二极管D1、二极管D2、电解电容E1、电解电容E2、三极管Ql、三极管Q2、三极管Q5、电容C3、电感LI、电压比较器UlA及电压比较器U2B ；所述电阻R12—端与单片机连接，电阻R12另一端分别与第电阻Rll的一端、电阻R13的一端连接，电阻RlI另一端与电压比较器U2B的正输入端连接，电阻R13另一端接地；电解电容E2的正极与电压比较器U2B的正输入端，电解电容E2的负极接地；所述电阻RlO —端与风机状态检测模块的风机接头CNl的2脚连接，电阻RlO另一端分别与电压比较器U2B的负输入端、电阻R9的一端连接；电阻R9的另一端通过第三电容C3与电压比较器U2B输出端连接；电压比较器U2B输出端与述电压比较器UlA的正输入端连接；电压比较器UlA的输出端分别与三极管Q5的基极、电阻Rl的一端、电阻R2连接；电阻Rl的另一端连接+12V电源，电阻R2的另一端接地；三极管Q5的集电极与电阻R3的一端连接，三极管Q5的发射极接地；电阻R3的另一端分别与电阻R4的一端、三极管Q2的基极连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端连接，三极管Q2的发射极分别与电阻R5的另一端、三极管Ql的基极连接，三极管Q2的集电极与三极管Ql的集电极连接；三极管Ql的发射极与电阻R5的一端连接，三极管Ql的发射极接+30V电源；二极管Dl正极分别与电感LI的一端、三极管Ql的集电极、二极管D2负极连接；二极管Ql的负极接+30V电源，二极管D2正极接地；电感LI的另一端与电解电容El的正极连接，电解电容El的负极接地。所述电压比较器UlA的负输入端与三角波发生器连接。所述三极管Ql、三极管Q2为PNP型，三极管Q5为NPN型。本实用新型的有益效果是在外界有较大风条件下，能确保燃气供热水装置，即燃气热水器或燃气采暖热水炉高效安全的运行。
图I是本实用新型的工作原理图；图2是本实用新型的压差采集模块电路原理图；图3为本实用新型的风机状态检测模块的电路原理图；图4为本实用新型的燃气阀控制模块的电路原理图；图5为本实用新型的风机控制模块的电路原理图；图6是本实用新型的压差一电压图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明本实用新型的工作原理图如图I所示，包括风机、排烟罩、压差采集模块I、风机状态检测模块2、控制模块3、燃气阀控制模块4及风机控制模块5 ；控制模块3的PWM信号输出端与风机控制模块5的信号输入端连接；风机控制模块5的信号输出端与风机的信号输入端连接，用于驱动风机转动；风机状态检测模块2检测风机的转速，风机状态检测模块2将风机转速信号发送至控制模块3的信号输入端，同时将检测的电信号反馈给风机控制模块5，从而形成闭环恒流控制系统。所述压差采集模块I采集排烟罩与风机的风压信号，压差采集模块I的信号输出端与控制模块3的信号输入端连接，控制模块3的信号输出端与燃气阀控制模块4的信号输入端连接。压差采集模块I采集排烟罩的风压与风机上风压采样点之间的压力差，并转换为数字信号输出到控制模块3，控制模块3输出的控制信号输入到燃气阀控制模块4，用于控制燃气阀门的通断。同时将检测到的电流信号反馈给风机控制模块5，形成闭环恒流控制系统。在本实施例中，控制模块3为单片机Ul，型号为ATMEGA16A。图2为本实用新型的压差采集模块电路原理图；压差采集模块I包括电阻R14、R15、电容C2和接头CN2 ；所述电阻R15的一端分别与电阻R14、电容C2及接头CN2的2脚连接，电阻R15的另一端与控制模块3电连接，电阻R14的另一端接电源，电容C2的另一端接地；接头CN2第一引脚接+5V电源、接头CN2的3脚接地。图3为本实用新型的风机状态检测模块的电路原理图；风机状态检测模块2包括电阻R6 R8、风机接头CNl、电容Cl及稳压二极管Zl ；所述电阻R8 —端分别与风机接头CNl的I脚、风机控制模块5连接，电阻R8另一端接地；稳压二极管Zl正极接地，稳压二极管Zl负极与风机接头CNl的2脚连接；电阻R7一端分别与风机接头CN的2脚、电阻R6 —端连接，电阻R7另一端接地；电阻R6另一端分别与电容Cl 一端、控制模块3的10脚连接，电容Cl另一端接地。图4为本实用新型的燃气阀控制模块的电路原理图；燃气阀控制模块4包括电阻R16 R21、电解电容E3，三极管Q3、三极管Q4、二极管D3、二极管D4及接头CN3 ;其中三级管Q3为PNP型，三极管Q4为NPN型；电阻R17 —端与接头CN3的2脚连接，电阻R17另一端分别与与接头CN3的7脚、二极管D4负极连接，二极管D4正极与接头CN3的8脚连接，二极管D4正极接地；三极管Q3的发射极与接头CN3的2脚连接，三极管Q3的集电极与二极管D4负极连接，三极管Q3的基极分别与电阻R16的一端、阻R21的一端连接；电阻R16另一端与接头CN3的2脚连接；电阻R21的另一端与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极连与电阻R20的一端连接，电阻R20的另一端与二极管D3负极连接；二极管D3正极接地；电阻R19的一端与二极管D3负极连接；电阻R19的另一端接地；电解电容E3正极电阻R18与单片机Ul连接，电解电容E3的负极连接二极管D3负极。接头CN3分别连接温控器和电磁阀；接头CN3的8脚与电磁阀的负输入端连接。图5为本实用新型的风机控制模块的电路原理图；风机控制模块5包括电阻町15、电阻1 9113、二极管01、二极管02、电解电容￡1、电解电容￡2、三极管01、三极管02、三极管Q5、电容C3、电感LI、电压比较器UlA及电压比较器U2B ;其中三极管Ql、三极管Q2 为PNP型，三极管Q5为NPN型；电压比较器UlA的型号为LM393，电压比较器U2B的型号为LM358。所述电阻R12—端与单片机连接，电阻R12另一端分别与第电阻Rll的一端、电阻R13的一端连接，电阻RlI另一端与电压比较器U2B的正输入端连接，电阻R13另一端接地；电解电容E2的正极与电压比较器U2B的正输入端，电解电容E2的负极接地；所述电阻RlO —端与风机状态检测模块2的风机接头CNl的2脚连接，电阻RlO另一端分别与电压比较器U2B的负输入端、电阻R9的一端连接；电阻R9的另一端通过第三电容C3与电压比较器U2B输出端连接；电压比较器U2B输出端与述电压比较器UlA的正输入端连接；电压比较器UlA的输出端分别与三极管Q5的基极、电阻Rl的一端、电阻R2连接；电阻Rl的另一端连接+12V电源，电阻R2的另一端接地；三极管Q5的集电极与电阻R3的一端连接，三极管Q5的发射极接地；电阻R3的另一端分别与电阻R4的一端、三极管Q2的基极连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端连接，三极管Q2的发射极分别与电阻R5的另一端、三极管Ql的基极连接，三极管Q2的集电极与三极管Ql的集电极连接；三极管Ql的发射极与电阻R5的一端连接，三极管Ql的发射极接+30V电源；二极管Dl正极分别与电感LI的一端、三极管Ql的集电极、二极管D2负极连接；二极管Ql的负极接+30V电源，二极管D2正极接地；电感LI的另一端与电解电容El的正极连接，电解电容El的负极接地。所示电压比较器UlA的负输入端与三角波发生器连接，在本实施例中采用三角波为 18KHz。本实用新型的压差一电压图如图6所示，其中F、A区间为正常区间，B、D为预警区间。当外界风力正常时，压差采集模块I检测到排烟罩的风压与风机上风压采样点之间的压差值会在F和A正常区间，当外界风压过大时，压差采集模块I检测到排烟罩的风压与风机上风压采样点之间的压差值在预警B或D区间，此时控制模块3会发出指令给风机控制模块5调高或调低整转速，使压差采集模块I采集到的压差值在F和A正常区区间内，如果经过调整还是在D和B预警区间，甚至在E和C禁止区，控制模块3会发出指令给燃气阀控制模块4关闭燃气阀，此时燃气热水器或燃气采暖热水炉停止工作，整个过程中，会不断验证对照风机状态检测模块2的信号是否正常，以保护整机安全。
权利要求1.一种用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统，包括风机、排烟罩，其特征在于还包括压差采集模块(I)、风机状态检测模块(2)、控制模块(3)、燃气阀控制模块(4)及风机控制模块(5); 所述控制模块(3) PWM信号输出端与风机控制模块(5)的信号输入端连接；风机控制模块(5)的信号输出端与风机的信号输入端连接，风机的信号输出端与风机状态检测模块(2)的信号输入端连接，风机状态检测模块(2)的信号输出端分别与控制模块(3)的信号输入端、风机控制模块(5)的信号输入端连接； 所述压差采集模块(I)采集排烟罩与风机的风压信号，压差采集模块(I)的信号输出端与控制模块(3)的信号输入端连接，控制模块(3)的信号输出端与燃气阀控制模块(4)的信号输入端连接。
2.根据权利要求I所述用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统，其特征在于所述压差采集模块(I)包括电阻R14、R15、电容C2和接头CN2 ； 所述电阻R15的一端分别与电阻R14、电容C2及接头CN2的2脚连接，电阻R15的另一端与控制模块(3)电连接，电阻R14的另一端接电源，电容C2的另一端接地；接头CN2第一引脚接电源、接头CN2的3脚接地。
3.根据权利要求2所述用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统，其特征在于所述电源为+5V电源。
4.根据权利要求I所述用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统，其特征在于所述风机状态检测模块(2)包括电阻R6 R8、风机接头CN1、电容Cl及稳压二极管Zl ； 所述电阻R8 —端分别与风机接头CNl的I脚、风机控制模块(5)连接，电阻R8另一端接地；稳压二极管Zl正极接地，稳压二极管Zl负极与风机接头CNl的2脚连接；电阻R7 —端分别与风机接头CN的2脚、电阻R6 —端连接，电阻R7另一端接地；电阻R6另一端分别与电容Cl 一端、控制模块(3)连接，电容Cl另一端接地。
5.根据权利要求4所述用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统，其特征在于所述的控制模块(3)为单片机U1。
6.根据权利要求5所述用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统，其特征在于所述的燃气阀控制模块(4)包括电阻R16 R21、电解电容E3，三极管Q3、三极管Q4、二极管D3、二极管D4及接头CN3 ； 所述电阻R17 —端与接头CN3的2脚连接，电阻R17另一端分别与与接头CN3的7脚、二极管D4负极连接，二极管D4正极与接头CN3的8脚连接，二极管D4正极接地； 三极管Q3的发射极与接头CN3的2脚连接，三极管Q3的集电极与二极管D4负极连接，三极管Q3的基极分别与电阻R16的一端、阻R21的一端连接；电阻R16另一端与接头CN3的2脚连接；电阻R21的另一端与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极连与电阻R20的一端连接，电阻R20的另一端与二极管D3负极连接；二极管D3正极接地；电阻R19的一端与二极管D3负极连接；电阻R19的另一端接地；电解电容E3正极电阻R18与单片机Ul连接，电解电容E3的负极连接二极管D3负极。
7.根据权利要求6所述用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统，其特征在于所述接头CN3分别连接温控器和电磁阀；所述三极管Q3为PNP型三极管、三极管Q4为PNP型三极管。
8.根据权利要求6所述用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统，其特征在于所述的风机控制模块(5)包括电阻Rf R5、电阻R9 R13、二极管Dl、二极管D2、电解电容E1、电解电容E2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q5、电容C3、电感LI、电压比较器UlA及电压比较器U2B ； 所述电阻R12 —端与单片机连接，电阻R12另一端分别与第电阻Rll的一端、电阻R13的一端连接，电阻Rll另一端与电压比较器U2B的正输入端连接，电阻R13另一端接地；电解电容E2的正极与电压比较器U2B的正输入端，电解电容E2的负极接地； 所述电阻RlO —端与风机状态检测模块(2)的风机接头CNl的2脚连接，电阻RlO另一端分别与电压比较器U2B的负输入端、电阻R9的一端连接；电阻R9的另一端通过第三电容C3与电压比较器U2B输出端连接；电压比较器U2B输出端与述电压比较器UlA的正输入端连接；电压比较器UlA的输出端分别与三极管Q5的基极、电阻Rl的一端、电阻R2连接；电阻Rl的另一端连接+12V电源，电阻R2的另一端接地；三极管Q5的集电极与电阻R3的 一端连接，三极管Q5的发射极接地；电阻R3的另一端分别与电阻R4的一端、三极管Q2的基极连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端连接，三极管Q2的发射极分别与电阻R5的另一端、三极管Ql的基极连接，三极管Q2的集电极与三极管Ql的集电极连接；三极管Ql的发射极与电阻R5的一端连接，三极管Ql的发射极接+30V电源； 二极管Dl正极分别与电感LI的一端、三极管Ql的集电极、二极管D2负极连接；二极管Ql的负极接+30V电源，二极管D2正极接地；电感LI的另一端与电解电容El的正极连接，电解电容El的负极接地。
9.根据权利要求8所述用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统，其特征在于所述电压比较器UlA的负输入端与三角波发生器连接。
10.根据权利要求8所述用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统，其特征在于所述三极管Ql、三极管Q2为PNP型，三极管Q5为NPN型。
专利摘要本实用新型公开一种用于燃气供热水装置的智能抗风控制系统，包括压差采集模块、风机状态检测模块、控制模块、燃气阀控制模块及风机控制模块，控制模块输出的PWM信号与风机控制模块的输入端连接，风机控制模块输出信号驱动风机运转，风机状态检测模块将风机转速信号反馈给控制模块，同时将检测到的电流信号反馈给风机控制模块，形成闭环恒流控制系统；压差采集模块负责采集排烟罩的风压与风机上风压采样点之间的压力差，并转换为数字信号输出到控制模块，控制模块输出的控制信号输入到燃气阀控制模块，用于控制燃气阀门的通断，其有益效果是在外界有较大风条件下，能确保燃气热水器或燃气采暖热水炉高效安全的运行。
文档编号F24H9/20GK202792561SQ20122032047
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者瞿福元, 李秋瑞, 梁国荣 申请人:美的集团股份有限公司