本发明涉及热水器领域,尤其涉及一种燃气热水器,特别涉及一种电加热辅助调节出水温度的燃气热水器控制方法。
背景技术:
在北方寒冷的冬天,用户必须购买升数比较大的燃气热水器,否则会因为热负荷不够而造成出水温度达不到要求的情况。造成上述问题的原因在于:燃气热水器在达到最大热负荷时,若进水流量继续增大、或者进水温度继续降低、或者设置温度继续升高的话,燃气热水器的燃气加热单元会因功率所限,将无法提供更多的热量满足用户的要求。
有鉴于此,特提出本发明。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供了一种燃气热水器的控制方法,以实现对电加热器的自动控制,以达到自动调节出水温度、增大燃气热水器工作功率的目的。
为实现发明目的,采用如下技术方案:
一种燃气热水器的控制方法,在燃气热水器的进水温度小于设定值时,启动进水管上的电加热器对进水进行快速加热,并依据进水和/或出水温度检测值调整电加热器的工作功率,以使出水温度达到设定值。
进一步,依据燃气热水器的进水温度,对应调用预存的电加热器的工作功率值,令电加热器以对应功率进行工作。
进一步,具体包括如下步骤,
11)、燃气热水器开机上电,在检测到有出水水流时,燃气加热单元开始工作;
12)、判断进水温度tio是否低于设定值ts;若是,执行步骤13);若否,执行步骤15);
13)、电加热器开始工作,对燃气热水器的进水进行加热;
14)、依据进水温度设定值ts和进水温度检测值tio,调用对应的预存值,并令电加热器以对应预存值的工作功率进行加热;
15)、燃气热水器保持工作状态持续进行加热,直至燃气热水器的出水水流为0后,停止燃气加热单元和电加热器工作。
进一步,当设定值ts-进水温度tio大于0、小于预存值t时,电加热器以第一档进行工作;
当设定值ts-进水温度tio大于t、小于n1*t时,电加热器以第二档进行工作;
当设定值ts-进水温度tio大于n1*t、小于n2*n1*t时,电加热器以第三档进行工作;
当设定值ts-进水温度tio大于n2*n1*t、小于n3*n2*n1*t时,电加热器以第四档进行工作;
当设定值ts-进水温度tio大于n3*n2*n1*t时,电加热器以第五档进行工作;
所述的n3、n2、n1分别为大于1的预设常数,所述的预存值t为预设的温度差值。
进一步,电加热器的输入电压和/或输入电流与设定值ts与进水温度t之间的差值为一一对应关系;
电加热器的输入电压和/或输入电流随设定值ts与进水温度t之间的差值的增大而递增、减小而递减。
进一步,对进水温度值tio和出水温度值tso及燃气热水器出水流量v进行实时监测,并利用下述公式,
qo=kv(tso-tio),所述的k为设定的换算常数;
得出燃气加热单元的实时热负荷qo。
进一步,在电加热器工作过程中,判断燃气加热单元的实时热负荷是否小于最大值,若是,则降低电加热器的输入功率和/或减小档位。
本发明的另一目的在于提供一种应用上述控制方法的燃气热水器,其包括燃气加热单元,燃气加热单元分别与进水管和出水管相连通;进水管上设有对进水进行快速加热的电加热器。
进一步,进水管上设有对进水温度检测的进水温度传感器,出水管上设有对出水温度进行检测的出水温度传感器。
进一步,所述的电加热器包括设有进水管中的、和/或包覆于进水管外的电阻丝。
进一步,所述的电加热器为可变频加热器;优选的,电加热器与供电电源之间设有调节输入电流和/或输入电压的调节装置,以调节电加热器的输入电流和/或输入电压;
或者,电加热器包括调节其工作档位的换挡装置,以调节电加热器的工作档位。
本发明与现有技术相比存在如下有益效果:
通过上述设置和控制方法,实现了对电加热器进行控制,达到了对流经进水管中的水进行电加热的目的,使燃气热水器的进水温度得到显著提升,以提高燃气热水器的功率,令出水温度更易达到设定值;进而,使得用户可以选择购买升数较小的燃气热水器,依然可满足出水温度、保证正常使用,令用户的购买成本得到降低;还使得燃气热水器的使用环境得到进一步扩宽。
还有,通过上述控制方法,使得燃气热水器可在进水温度低于设定值时,自动控制电加热器启动,以保证燃气热水器出水温度达到设定值,进而满足用户使用要求;进而实现了对燃气工作状况的预判,避免了燃气加热单元无法满足用户使用、燃气热水器出水温度不达标状况的出现;还能令燃气热水器的燃气燃烧效率最大化,进而实现了既能满足用户需求、又不会造成燃气能源的浪费,提高了燃烧效率。
另外,将电加热器的工作档位和/或输入功率与进水温度值对应设置,以在燃气热水器使用过程中,若发生环境温度升高、或燃气气源改变、或进水水温升高等情况发生时,对应降低电加热器的加热档位和/或输入功率,避免燃气燃烧效率过低、电加热器依然工作情况的发生,以减少燃气热水器的能量损耗,提高燃气热水器的工作效率。
同时,本发明结构简单,方法简洁,效果显著,适宜推广使用。
附图说明
图1本发明实施例中燃气热水器的结构示意图;
图2本发明实施例一中燃气热水器的控制流程示意图;
图3本发明实施例二中燃气热水器的控制流程示意图;
主要元件说明:1—进水管,2—出水管,3—电加热器,4—进水温度传感器,5—出水温度传感器,6—水流量传感器,10—燃气加热单元。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步详细的说明。
如图1所示,本发明实施例中,介绍了一种燃气热水器,其包括燃气加热单元10,以利用燃气进行燃烧实现对流入的水进行加热;燃气加热单元10分别与进水管1和出水管2相连通,以使得冷水自进水管1流入燃气加热单元10、加热后的热水经出水管2自燃气加热单元10流出。本发明实施例中,燃气热水器的进水管1上还设有对进水进行快速加热的电加热器3,以实现对燃气热水器进水的辅助电加热,以提高燃气热水器的加热功率,克服室外环境较低、燃气热水器出水温度不达标的问题。
本发明实施例中,在燃气加热单元10的进水温度小于设定值时,启动进水管1上的电加热器3对进水进行快速加热,并依据进水温度检测值调整电加热器3的工作功率,以使出水温度达到设定值,以避免燃气加热单元的热负荷达到最大值、出水温度未达到设定值状况的出现,进而达到预判并自动调节燃气热水器出水温度的目的。
通过上述设置,以控制启动对水快速加热的电加热器,对流经进水管中的水进行加热,使燃气热水器的进水温度得到显著提升,以提升燃气热水器的功率,令出水温度更易达到设定值;进而,使得用户可以选择购买升数较小的燃气热水器,依然可满足出水温度、保证正常使用,令用户的购买成本得到降低;还使得燃气热水器的使用环境得到进一步扩宽。
实施例一
如图1所示,本实施例中,所述的电加热器3包括设有进水管1中的、和/或包覆于进水管1外的电阻丝,以对流经进水管1的进水进行加热。所述的电加热器3为可变频加热器;优选的,电加热器3与供电电源之间设有调节输入电流和/或输入电压的调节装置,以调节电加热器的输入电流和/或输入电压,使得电加热器的输入功率可呈线性变化的递增或递减。
本实施例中,进水管1上设有对进水温度检测的进水温度传感器4,出水管2上设有对出水温度进行检测的出水温度传感器5。优选的,所述进水温度传感器4设于电加热器3的下游进水管1上,以利用进水温度传感器4和出水温度传感器5的检测值计算 燃气加热单元10的实时热负荷。进一步优选的,在电加热器3的上游进水管1上设置第一进水温度传感器、电加热器3的下游进水管上设置第二进水温度传感器(未在附图中注明),以对电加热器的工作状况进行实时监控,避免电加热器超负荷工作、损坏后无法及时发现情况的发生。
如图2所示,本实施例中,燃气热水器的工作过程具体包括如下步骤,
01)、燃气热水器开机上电,在检测到有出水水流时,燃气加热单元开始工作;
02)、判断进水温度tio是否低于设定值ts;若是,执行步骤03);若否,执行步骤05);
03)、电加热器开始工作,对燃气热水器的进水进行加热;
04)、依据进水温度设定值ts和进水温度检测值tio,调用对应的预存值,并令电加热器以对应预存值的工作功率进行加热;
05)、燃气热水器保持工作状态持续进行加热,直至燃气热水器的出水水流为0后,停止燃气加热单元和电加热器工作。
通过上述控制方法,使得燃气热水器的电加热器进行实时的递增或递减,令电加热器输入功率的调节更为灵敏,以提高燃气热水器的控制精度。
本实施例中,电加热器的输入电压和/或输入电流与设定值ts与进水温度t之间的差值为一一对应关系;电加热器的输入电压和/或输入电流随设定值ts与进水温度t之间的差值的增大而递增、减小而递减,使得电加热器的输入电压和/或输入电流随进水温度的改变而自动调节。
如图1所示,本实施例中,在进水管1上设有水流量传感器6,以对流经进水管的水流量进行检测,并由此实现对燃气热水器出水流量v进行检测的目的。
本实施例中,在上述燃气热水器工作过程的步骤05)中,对进水温度值tio和出水温度值tso及燃气热水器出水流量v进行实时监测,并利用下述公式,qo=kv(tso-tio),所述的k为设定的换算常数;得出燃气加热单元的实时热负荷qo;并判断燃气加热单元的实时热负荷qo是否小于最大值,若是,则降低电加热器的输入功率,直至燃气加热单元的实时热负荷qo达到最大值、或电加热器的输入功率为0。从而,在燃气热水器使用过程中,避免因工作环境改变,导致燃气燃烧不充分、而电加热器依然持续工作情况的发生,以降低燃气热水器的使用成本,提高燃气燃烧效率。
本实施例中,在上述燃气热水器工作过程的步骤05)中,进水温度检测值tio与设定值ts进行实时比较,以得出电加热器的最适实时输入电压和/或输入电流,达到对电加热器的工作功率进行实时调节的目的,进而实现电加热器以最适工况进行工作的目的。
实施例二
本实施例中,所述的电加热器3包括设有进水管1中的、和/或包覆于进水管1外的电阻丝。电加热器3包括调节其工作档位的换挡装置,以自动和/或手动调节电加热器的工作档位,实现自动调节电加热器工作模式、进而调整燃气热水器出水温度的目的。
本实施例中,进水管1上设有对进水温度检测的进水温度传感器4,出水管2上设有对出水温度进行检测的出水温度传感器5。优选的,所述进水温度传感器4设于电加热器3的下游进水管1上,以利用进水温度传感器4和出水温度传感器5的检测值计算燃气加热单元的实时热负荷。进一步优选的,在电加热器3的上游进水管1上设置第一进水温度传感器、电加热器3的下游进水管上设置第二进水温度传感器(未在附图中注明),以对电加热器的工作状况进行实时监控,避免电加热器超负荷工作、损坏后无法及时发现情况的发生。
如图3所示,本实施例中,燃气热水器的工作过程具体包括如下步骤,
1)、燃气热水器开机上电,在检测到有出水水流时,燃气加热单元开始工作;
2)、判断进水温度tio是否低于设定值ts;若是,执行步骤3);若否,执行步骤8);
3)、电加热器开始工作,对燃气热水器的进水进行加热;
4)、判断进水温度tio-设定值ts是否小于预存值t,若是,则执行步骤5);若否,则电加热器以第一档进行工作;
5)、判断进水温度tio-设定值ts是否小于预存值n1*t,若是,则执行步骤6);若否,则电加热器以第二档进行工作;
6)、判断进水温度tio-设定值ts是否小于预存值n2*n1*t,若是,则执行步骤7);若否,则电加热器以第三档进行工作;
7)、判断进水温度tio-设定值ts是否小于预存值n3*n2*n1*t,若是,则电加热器以第五档进行工作;若否,则电加热器以第四档进行工作;
8)、燃气热水器保持工作状态持续进行加热,直至燃气热水器的出水水流为0后,停止燃气加热单元和电加热器工作。
通过上述控制方法,使得燃气热水器可在燃气加热单元无法满足用户使用状况下,自动控制电加热器启动,以保证燃气热水器出水温度达到设定值,进而满足用户使用要求;还能令燃气热水器的燃气燃烧效率最大化,进而实现了既能满足用户需求、又不会造成燃气能源的浪费,提高了燃烧效率。
本实施例中,所述的n3、n2、n1分别为大于1的预设常数,所述的预存值t为预设的温度差值。本实施例中,电加热器的第一档工作功率小于第二档工作功率、第二档工作功率小于第三档工作功率、第三档工作功率小于第四档工作功率、第四档工作功率小于第五档工作功率。从而,随着进水的温度递减,令燃气热水器的工作档位逐渐增大,以提高电加热器的功率,实现燃气热水器出水温度的自动调节。
本实施例中,在上述燃气热水器工作过程的步骤8)中,每间隔一定时间t,令电加热器以第i-1档工作,并判断燃气热水器的出水温度是否达到设定值ts;若是,则电加热器以当前第i-1档持续工作;若否,则电加热器恢复至第i档持续工作。从而,在燃气热水器使用过程中,若发生环境温度升高、或燃气气源改变、或进水水温升高等情况发生时,对应降低电加热器的加热档位,避免燃气燃烧效率过低情况的发生,提高燃气热水器的工作效率。
本实施例中,在燃气热水器停止使用时,对电加热器停止工作前的工作档位进行实时存储,并令电加热器下次启动时,调用该存储值为i值,令电加热器以对应的第i档启动进行工作,以使得燃气热水器针对用户的使用习惯进行对应设置。
本实施例中,燃气热水器的控制面板、或者燃气热水器外部设有相应的控制按键或按钮,使用户可以手动操作该按键或按钮,以接通控制器中的继电器,令电加热器启动,以对流入的进水进行加热快速,提高燃气热水器的燃气加热单元的进水温度值,以便于用户自己选择是否需要启动电加热器进行辅助加热。
上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换,且实施例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。