燃气热水器及该燃气热水器的控制方法与流程

本发明涉及热水器领域，具体而言，涉及一种燃气热水器及该燃气热水器的控制方法。

背景技术：

燃气热水器是一种通过燃烧燃气对冷水进行加热的设备。一部分燃气热水器采用的主要燃烧方式为有焰燃烧，有焰燃烧方式下，由于燃烧的不同部位与空气接触的差异，导致燃烧的完全程度和温度也不同。高温区易生成氮氧化物污染物；低温区易产生一氧化碳、碳氢化合物和焦油等有害物质。还有一部分燃气热水器采用催化燃烧器的无焰燃烧来实现加热，催化燃烧是燃料在催化剂表面进行的完全氧化反应，通过催化剂的选择性来有效地抑制生成有毒有害物质的副反应发生，基本上不产生或很少产生nox、co和hc等污染物。

但是现有的燃气热水器在使用时，往往会导致出水温度与预设温度不一致，从而影响用户体验。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种燃气热水器，可以减少有毒物质的排放，并且有利于保证出水温度与预设温度一致。

本发明还提出了一种上述燃气热水器的控制方法，可以使出水温度与预设温度一致。

根据本发明实施例的燃气热水器包括：换热器，所述换热器内具有换热部，所述换热器上安装有换热器温度传感器，所述换热器连接有进水管和出水管，所述进水管上安装有进水温度传感器，所述出水管上安装有出水温度传感器；催化燃烧器，所述换热器位于所述催化燃烧器的上方；预热燃烧器，所述预热燃烧器与所述催化燃烧器相对设置，所述预热燃烧器用于加热所述催化燃烧器。

根据本发明实施例的燃气热水器，通过设置催化燃烧器，可以减少有毒物质的排放，通过在换热器上设置换热器温度传感器、进水管上设置进水温度传感器、出水管上设置出水温度传感器，有利于保证出水温度与预设温度一致。

根据本发明的一些实施例，所述进水管上安装有进水流量调节传感器，所述进水流量调节传感器用于调节进入所述换热器的水流量以及测量进入所述换热器的水流量。

进一步地，所述燃气热水器还包括：旁通管，所述旁通管连接在所述进水流量调节传感器的进水端和所述出水管之间。

可选地，所述旁通管上安装有旁通水流量调节传感器，所述旁通水流量调节传感器用于调节进入所述旁通管的水流量以及测量进入所述旁通管的水流量。

根据本发明的一些实施例，所述旁通管上安装有单向阀，所述单向阀保证所述旁通管内的水仅从所述进水管向所述出水管方向流动。

根据本发明另一方面实施例的燃气热水器的控制方法，步骤如下：

步骤1、读取燃气热水器的设定温度t以及所述换热器温度传感器的测量值t2，并判断t与t2的大小，若t≤t2，则进入步骤2，否则进入步骤5；

步骤2、判断所述换热器的预设水量q与所述进水流量调节传感器的水流量测量值qa的大小，若q＞qa，则进入步骤3，否则进入步骤5；

步骤3、根据t、t1、t2控制所述进水流量调节传感器的水流量测量值qa、所述旁通水流量调节传感器的水流量测量值qb，进入步骤4；

步骤4、判断是否有t3＝t，若是，则重新进入步骤2，若否，则重新进入步骤3；

步骤5、点火控制是否正常，若是，进入步骤6，若否，进入步骤9；

步骤6、预热控制是否正常，若是，进入步骤7，若否，进入步骤9；

步骤7、催化燃烧控制是否正常，若是，进入步骤8，若否，进入步骤9；

步骤8、停止或熄火检测，若是，进入步骤9，若否，进入步骤7；

步骤9、燃气热水器关闭程序。

可选地，在所述步骤3中，根据t、所述进水温度传感器的测量值t1、t2控制qb/qa的比率，qb/qa＝(t2-t)/(t-t1)。

可选地，在所述步骤5中，利用火焰检测器提供的信号来判断所述预热燃烧器处的点火控制是否正常。

可选地，在所述步骤6中，利用热电偶提供的信号来判断所述预热燃烧器对所述催化燃烧器的预热控制是否正常。

可选地，在所述步骤7中，利用热电偶提供的信号来判断所述催化燃烧器的催化燃烧控制是否正常。

根据本发明另一方面的燃气热水器的控制方法，能在燃气热水器停止工作时，利用催化燃烧器的余热对换热器进行预热，从而在再次使用燃气热水器时能使出水温度快速地调整至与预设温度一致。在此过程中，换热器充分利用了催化燃烧器的余热，有利于能源的充分利用。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是燃气热水器的示意图；

图2是燃气热水器的控制方法流程图。

附图标记：

燃气热水器10、换热器1、换热器温度传感器11、催化燃烧器2、预热燃烧器3、进水管4、进水温度传感器41、进水流量调节传感器42、出水管5、出水温度传感器51、旁通管6、旁通水流量调节传感器61、单向阀62、预混腔71、风机72、燃气阀73、控制器74、集烟罩75、燃气连接管76。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1-图2详细描述根据本发明实施例的燃气热水器10。

参照图1所示，根据本发明实施例的燃气热水器10可以包括：换热器1、催化燃烧器2、预热燃烧器3以及预混腔71。

预热燃烧器3与催化燃烧器2相对设置，例如在图1的示例中，预热燃烧器3位于催化燃烧器2的下方，预热燃烧器3用于加热催化燃烧器2。在一些未示出的实施例中，预热燃烧器3可以位于催化燃烧器2的上方或侧方，只有保证在气流的流动方向上，催化燃烧器2位于预热燃烧器3的下游侧即可。

为了描述方便，以预热燃烧器3位于催化燃烧器2的下方为例进行说明，但不应视为是对预热燃烧器3与催化燃烧器2相对位置关系的限制。当燃气热水器10工作时，预热燃烧器3辐射的热量向上到达催化燃烧器2，对催化燃烧器2进行加热，以使催化燃烧器2的温度上升至适宜的工作温度区间内，在此工作温度区间内，催化燃烧器2可发挥最好效果的催化燃烧作用，空气燃气混合气在催化燃烧器2内燃烧时，燃烧充分，大大降低了由于燃烧不充分产生的co、nox等有害气体量。

预热燃烧器3可以是明火燃烧器，且在预热燃烧器3和催化燃烧器2之间设定间距，该间距可以避免预热燃烧器3产生回火现象，即该间距用于明火燃烧的火焰防止回火。

换热器1内具有换热部，换热部内具有换热介质通道，换热器1连接有进水管4和出水管5，冷水经进水管4进入换热器1内，水流在换热介质通道内流通，经催化燃烧器2加热后，成为热水，再从出水管5排出以供用户使用。在图1的实施例中，换热器1位于催化燃烧器2的上方，可保证催化燃烧器2的热量更多地传递给换热器1。

换热器1可采用不锈钢材质制成，也可采用铜材质制成，换热效果较好且耐腐蚀性强。

预混腔71安装在预热燃烧器3的下方，预混腔71用于混合空气和燃气，实现空气和燃气的预混合。参照图1所示，预热燃烧器3设置在预混腔71的出气侧，从而使得从出气侧排出的空气燃气混合气在预热燃烧器3处燃烧。预混腔71可以提高空气和燃气混合的均匀度，进而提升空气燃气混合气的可燃烧性能，使空气燃气混合气在燃烧阶段能够充分燃烧。

风机72与预混腔71的空气进口相连，风机72将空气从空气进口鼓入预混腔71的腔体内部，燃气连接管76与预混腔71的燃气进口相连，以将燃气从燃气进口鼓入预混腔71的腔体内部，燃气连接管76上设置有燃气阀73，通过调节燃气阀73的阀门大小，可以调节燃气量。

燃气热水器10的顶部为集烟罩75，催化燃烧器2、预热燃烧器3的尾气经集烟罩75排到燃气热水器10外部，燃气热水器10的多个电器元件与控制器74相连，以便保证从出水管5流出的水温满足用户需求。

如图1所示，换热器1上安装有换热器温度传感器11，进水管4上安装有进水温度传感器41，出水管5上安装有出水温度传感器51，换热器温度传感器11、进水温度传感器41、出水温度传感器51均与控制器74相连接。为了描述方便，在本发明中规定，燃气热水器10的预设温度为t，即用户想要燃气热水器10达到的温度，进水温度传感器41的测量值为t1，换热器温度传感器11的测量值为t2，出水温度传感器51的测量值为t3，即燃气热水器10的实际出水温度为t3。

若出水温度t3与预设温度t存在差值，则通过控制器74调整燃气热水器10的进水管4进水量可以逐步缩小出水温度t3与预设温度t的差值，直至t3＝t，以满足用户使用需求。

根据本发明实施例的燃气热水器10，通过设置催化燃烧器2，可以保证燃烧充分，减少有毒物质的排放，通过在换热器1上设置换热器温度传感器11、进水管4上设置进水温度传感器41、出水管5上设置出水温度传感器51，有利于调整出水温度t3，保证出水温度t3与预设温度t一致。

参照图1所示，进水管4上安装有进水流量调节传感器42，进水流量调节传感器42用于调节进入换热器1的水流量以及测量进入换热器1的水流量。进水流量调节传感器42的水流量测量值为qa。

进一步地，燃气热水器10还可以包括：旁通管6，旁通管6连接在进水流量调节传感器42的进水端和出水管5之间。旁通管6可将一部分冷水引至出水管5，防止出水管5流出的水温过高。

可选地，旁通管6上安装有旁通水流量调节传感器61，旁通水流量调节传感器61用于调节进入旁通管6的水流量以及测量进入旁通管6的水流量。旁通水流量调节传感器61的水流量测量值为qb。

进水管4内的冷水量可通过进水流量调节传感器42实现单独调节，旁通管6内的冷水量可通过旁通水流量调节传感器61实现单独调节，即进水管4与旁通管6内的冷水量相互不影响，有利于精确控制水温。

旁通管6上安装有单向阀62，单向阀62保证旁通管6内的水仅从进水管4向出水管5方向流动，防止热水从出水管5经旁通管6回流到进水管4而造成能源浪费。

参照图2所示，根据本发明另一方面实施例的燃气热水器10的控制方法，步骤如下：

步骤s1、读取燃气热水器10的设定温度t以及换热器温度传感器11的测量值t2，并判断t与t2的大小，若t≤t2，则进入步骤s2，否则进入步骤s5；

步骤s2、判断换热器1的预设水量q与进水流量调节传感器42的水流量测量值qa的大小，若q＞qa，则进入步骤s3，否则进入步骤s5；

步骤s3、根据t、进水温度传感器41的测量值t1、t2控制进水流量调节传感器42的水流量测量值qa、旁通水流量调节传感器61的水流量测量值qb，进入步骤s4；

步骤s4、判断是否有t3＝t，若是，则重新进入步骤s2，若否，则重新进入步骤s3；

步骤s5、点火控制是否正常，若是，进入步骤s6，若否，进入步骤s9；

步骤s6、预热控制是否正常，若是，进入步骤s7，若否，进入步骤s9；

步骤s7、催化燃烧控制是否正常，若是，进入步骤s8，若否，进入步骤s9；

步骤s8、停止或熄火检测，若是，进入步骤s9，若否，进入步骤s7；

步骤s9、燃气热水器10关闭程序。

可选地，在步骤s3中，根据t、t1、t2控制qb/qa的比率，qb/qa＝(t2-t)/(t-t1)。

可选地，在步骤s5中，利用火焰检测器提供的信号来判断预热燃烧器3的点火控制是否正常。具体来讲，在一些实施例中，火焰检测器检测预热燃烧器3处是否有火焰，若火焰检测器检测到预热燃烧器3处有火焰，则表示点火控制正常。在另一些实施例中，火焰检测器检测预热燃烧器3处是否有火焰，并检测火焰的闪烁频率是否满足规定值。若火焰检测器检测到预热燃烧器3处有火焰且火焰的闪烁频率满足规定值，则表示点火控制正常。

可选地，在步骤s6中，利用热电偶提供的信号来判断预热燃烧器3对催化燃烧器2的预热控制是否正常。当热电偶检测的温度持续升高时，表示预热燃烧器3对催化燃烧器2正在预热，也就表示预热控制正常。

可选地，在步骤s7中，利用热电偶提供的信号来判断催化燃烧器2的催化燃烧控制是否正常。催化燃烧器2的催化燃烧温度为600℃-1200℃，当热电偶检测的温度处于600℃-1200℃这一温度范围时，则表示催化燃烧控制正常。

在步骤s8中，检测燃气热水器10是否停止或熄火，利用进水流量调节传感器提供的水流量测量信号来进行停止检测，当进水流量调节传感器42的水流量测量值qa为零时(即水阀关闭)，则表示停止。利用热电偶提供的信号来进行熄火检测，当热电偶检测的温度一直低于某一温度值(例如100℃)时，则表示熄火。

当燃气热水器10关闭、停止燃气供给时，催化燃烧器2降低到室温所释放的热量为q＝cm△t,这部分热量可被换热器1利用，以使换热器1升温，同时避免能源浪费。

当再次使用燃气热水器10时，若换热器1的温度t2高于或等于预设温度t，即t≤t2时，检测预设水量q与进水流量调节传感器42的水流量测量值qa的大小，若q＞qa，则表示进水不足，此时需要调整qa和qb的水流量，以中和换热器1的水温，最终使出水温度t3与预设温度t相等，即t3＝t。若q≤qa，则表示进水充足，换热器1的温度t2很快会低于预设温度t，此时需要进入正常的催化燃烧程序，即进入步骤s5-步骤s9，以防止换热器1内进水导致温度t2降低。

当再次使用燃气热水器10时，若换热器1的温度t2低于预设温度t，即t＞t2，则需要进入正常的催化燃烧程序，以使催化燃烧器2进行无焰燃烧，将热量再次传递给换热器1，使换热器1的温度t2升高。

也就是说，燃气热水器10的控制策略为：当设定温度t≤换热器温度t2且q＞qa时，调节qa和qb，使出水温度t3＝t；当设定温度t≤换热器温度t2且q≤qa时，或当设定温度t＞换热器温度t2时，使催化燃烧器2催化加热换热器1，使换热器1内的水温升高，最终使出水温度t3与预设温度t相等，即t3＝t。

参照图2所示，步骤s1之前还包括步骤s01：燃气热水器10的前处理程序，前处理程序可以包括用户给燃气热水器10设置预设温度。

根据本发明另一方面实施例的燃气热水器10的控制方法，能在燃气热水器10停止工作时，利用催化燃烧器2的余热对换热器1进行预热，从而在再次使用燃气热水器10时能使出水温度t3快速地调整至与预设温度t一致。在此过程中，换热器1充分利用了催化燃烧器2的余热，有利于能源的充分利用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。