一种基于氧传感器的燃气热水器的燃烧控制方法与流程

本发明涉及一种基于氧传感器的燃气热水器的燃烧控制方法。

背景技术：

家用燃气热水器在使用的过程中要面对很多的不可控因素，如进水流量的波动、燃烧气体的纯度、燃烧气体的气压的范围、外界刮风导致的风压过大等，这些因素均可能影响燃气热水器的恒温性能或者造成燃气热水器无法正常工作。其中风压过大造成的机器无法燃烧而带来的问题日益突出，如沿海城市的高层住户，热水器出风口经常有很大的风力，当风力达到一定强度后热水器就会出现点火点不着、或者是燃烧时突然被吹灭等问题，这些问题使得家用燃气热水器的适应环境能力下降。针对风压过大的问题本文提出了一种抗风压技术可以实现在风压过大时交流风机系统的机器也可以燃烧而不会被吹灭。

另外，家用燃气热水器根据热水器工作时不同电磁阀的相互组合形成了小负荷区和大负荷区，当热水器工作后始终保持有一个区域在始终燃烧，我们称这样结构为有常明火结构和无常明火结构。有常明火结构的燃气热水器结构参见图1所示，这种燃气热水器存在2种工作模式：当电磁阀sv1单独打开时，燃气热水器工作在1段模式，当电磁阀sv1和电磁阀sv2同时打开时，燃气热水器工作在2段模式。由于电磁阀sv1对应的区域是始终燃烧的(称为常明火)，故当1段模式与2段模式相互切换时不会出现熄火的风险。

无常明火结构的燃气热水器结构参见图2所示，这类燃气热水器存在3个工作模式：电磁阀sv1单独打开工作在1段模式，电磁阀sv2单独打开工作在2段模式，当电磁阀sv1和电磁阀sv2同时打开时工作在3段模式，上述3种工作模式不存在有某一段始终在燃烧情况，即无常明火，此时当1段模式与2段模式相互切换时就会出现熄火的风险。

技术实现要素：

本发明所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术提供一种在风压过大时燃烧器不会被吹灭的基于氧传感器的燃气热水器的燃烧控制方法。

本发明进一步要解决的技术问题是提供一种在风压过大时燃烧器不会被吹灭、分段火力切换时不会出现熄火风险的基于氧传感器的燃气热水器的燃烧控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种燃气热水器的燃烧控制方法，所述燃气热水器包括燃烧器，用于给燃烧器点火的点火器，用于控制进入燃烧器燃烧室内燃烧气体多少的第一电磁比例阀、第二电磁比例阀，用于控制进入燃烧室内空气量多少的直流风机，设置在进气管道上用于接通或关闭进入燃气热水器内的燃烧气体的主阀，用于控制燃烧第一电磁比例阀电流值、第二电磁比例阀电流值、风机转速和点火器开闭的主控制板，及与主控制板连接的出水阀；所述主控制板具有三种工作模式：一段工作模式、二段工作模式和三段工作模式，在一段工作模式下，主阀和第一电磁比例阀打开，第二电磁比例阀关闭；在二段工作模式下，主阀和第二电磁比例阀打开，第一电磁比例阀关闭；在三段工作模式下，主阀、第一电磁比例阀和第二电磁比例阀均打开，其特征在于：在燃气热水器的排气口处安装用于采集排气口处氧气浓度值的氧传感器，氧传感器与主控制板连接，所述主控制板通过如下步骤进行燃烧控制：

步骤一、在待机状态下，燃气热水器的出水阀打开后，检测进水流量是否大于设定阈值，如是，执行步骤二，如不是，返回步骤一；

步骤二、风机按照预设的前清扫风速运行第一设定时间后执行步骤三；

步骤三、风机按照预设的点火风速运行，然后执行步骤四；

步骤四、主阀打开、第一电磁比例阀打开、第二电磁比例阀关闭，点火器打开点火，然后执行步骤五；

步骤五、判断是否点火成功，如果成功，执行一段工作模式，使燃烧器、风机按照一段工作模式下的燃烧参数工作，然后执行步骤六，如不成功，输出故障信号；

步骤六、计算当前实际燃烧功率，判断当前实际燃烧功率是否小于点火燃烧功率，如是，执行步骤七，如不是，执行步骤八；

步骤七、判断氧传感器检测的氧浓度数值是否偏离预设的正常氧浓度数值，如是，提高风机转速，如不是，继续执行一段工作模式，使燃烧器、风机按照一段工作模式下的燃烧参数工作，然后执行步骤八；

步骤八、判断是否需要切换工作模式，如不是，继续执行一段工作模式，使燃烧器、风机按照一段工作模式下的燃烧参数工作，然后执行燃烧恒温控制逻辑；如是，风机按照预设的点火风速运行，然后执行步骤九；

步骤九、计算当前实际燃烧功率，判断当前实际燃烧功率是否小于切换后工作模式所需的燃烧功率，如不是，执行燃烧恒温控制逻辑；如是，返回执行步骤七。

本发明解决上述进一步技术问题所采用的技术方案为：在上述燃烧控制方法中，燃烧恒温控制逻辑包括如下步骤：

步骤1、执行一段工作模式，使燃烧器、风机按照一段工作模式下的燃烧参数工作，然后判断是否需要切换到三段工作模式，如是，打开第二电磁比例阀，使燃烧器、风机按照三段工作模式下的燃烧参数工作，然后执行步骤6；如不是，判断是否需要切换到二段工作模式，如不是，返回步骤1，如是，执行步骤2；

步骤2、风机按照预设的点火风速运行，打开第二电磁比例阀，使燃烧器、风机按照三段工作模式下的燃烧参数工作300ms～800ms，然后执行步骤3；

步骤3、第二电磁比例阀继续保持打开状态，关闭第一电磁比例阀，使燃烧器、风机按照二段工作模式下的燃烧参数工作，然后执行步骤4；

步骤4、判断是否需要切换到三段工作模式，如是，打开第一电磁比例阀，使燃烧器、风机按照三段工作模式下的燃烧参数工作，然后执行步骤6；如不是，判断是否需要切换到一段工作模式，如不是，返回步骤3，如是，执行步骤5；

步骤5、风机按照预设的点火风速运行，打开第一电磁比例阀，使燃烧器、风机按照三段工作模式下的燃烧参数工作300ms～800ms，然后返回执行步骤1；

步骤6、判断是否需要切换到一段工作模式，如是，返回执行步骤1，如不是，判断是否需要切换到二段工作模式，如是，执行步骤3，如不是，打开第二电磁比例阀，使燃烧器、风机按照三段工作模式下的燃烧参数工作，然后执行步骤6。

通过上述控制逻辑，使得燃气热水器在分段火力切换时不会出现熄火风险。

所述当前实际燃烧功率＝(当前设定温度-进水温度)*当前水流量；点火燃烧功率及三种工作模式所需的燃烧功率均为常设参数。

所述步骤七中，当氧传感器检测的氧浓度数值偏离预设的正常氧浓度数值时，计算氧浓度数值与预设的正常氧浓度数值之间的差值，风机转速提高的数值与上述差值之间成线性关系。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过判断实际燃烧功率和点火功率的大小，然后进一步判断氧传感器检测的氧浓度数值是否偏离预设的正常氧浓度数值，然后对燃气热水器的燃烧参数进行动态调整，从而保证在风压过大时燃烧器不会被吹灭；在进一步方案中，在一段工作模式与二段工作模式切换时，先执行三段工作模式300ms～800ms后再进行切换，该控制方法可以大大提高传火的成功率。

附图说明

图1为现有技术中有常明火结构的燃气热水器结构示意图；

图2为现有技术中无常明火结构的燃气热水器结构示意图；

图3为本发明实施例中燃气热水器结构示意图；

图4为本发明实施例中燃气热水器的燃烧控制方法流程图；

图5为本发明实施例中燃烧恒温控制逻辑流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本实施例提供了一种燃气热水器的燃烧控制方法，其中燃气热水器主要针对的是无常明火结构的燃气热水器，这类燃气热水器的结构参见图3所示，其包括燃烧器，用于给燃烧器点火的点火器，用于控制进入燃烧器燃烧室内燃烧气体多少的第一电磁比例阀、第二电磁比例阀，用于控制进入燃烧室内空气量多少的直流风机，设置在进气管道上用于接通或关闭进入燃气热水器内的燃烧气体的主阀，用于控制燃烧第一电磁比例阀电流值、第二电磁比例阀电流值、风机转速和点火器开闭的主控制板，及与主控制板连接的出水阀，所述主控制板具有三种工作模式：一段工作模式、二段工作模式和三段工作模式，且在一段工作模式下，主阀和第一电磁比例阀打开，第二电磁比例阀关闭；在二段工作模式下，主阀和第二电磁比例阀打开，第一电磁比例阀关闭；在三段工作模式下，主阀、第一电磁比例阀和第二电磁比例阀均打开。本实施例中，在燃气热水器的排气口处安装用于采集排气口处氧气浓度值的氧传感器，氧传感器与主控制板连接，所述主控制板通过如下步骤进行燃烧控制。

所述燃气热水器的燃烧控制方法包括如下步骤，参见图4所示：

步骤一、在待机状态下，燃气热水器的出水阀打开后，检测进水流量是否大于设定阈值，本实施例中，设定阈值为2.5l/min，如是，执行步骤二，如不是，返回步骤一；

步骤二、风机按照预设的前清扫风速运行第一设定时间后执行步骤三；

步骤三、风机按照预设的点火风速运行，然后执行步骤四；

步骤四、主阀打开、第一电磁比例阀打开、第二电磁比例阀关闭，点火器打开点火，然后执行步骤五；

步骤五、判断是否点火成功，如果成功，执行一段工作模式，使燃烧器、风机按照一段工作模式下的燃烧参数工作，然后执行步骤六，如不成功，输出故障信号；

步骤六、计算当前实际燃烧功率，判断当前实际燃烧功率是否小于点火燃烧功率，如是，执行步骤七，如不是，执行步骤八；所述当前实际燃烧功率＝(当前设定温度-进水温度)*当前水流量；点火燃烧功率为常设参数；

步骤七、判断氧传感器检测的氧浓度数值是否偏离预设的正常氧浓度数值，如是，提高风机转速，如不是，继续执行一段工作模式，使燃烧器、风机按照一段工作模式下的燃烧参数工作，然后执行步骤八；当氧传感器检测的氧浓度数值偏离预设的正常氧浓度数值时，计算氧浓度数值与预设的正常氧浓度数值之间的差值，风机转速提高的数值与上述差值之间成线性关系，即上述差值越大，风机转速提高的越多；另外，在调整风机转速的同时，适应性调整相应燃烧比例阀的电流，以得到配套调节的目的；

步骤八、判断是否需要切换工作模式，如不是，继续执行一段工作模式，使燃烧器、风机按照一段工作模式下的燃烧参数工作，然后执行燃烧恒温控制逻辑；如是，风机按照预设的点火风速运行，然后执行步骤九；

步骤九、计算当前实际燃烧功率，判断当前实际燃烧功率是否小于切换后工作模式所需的燃烧功率，如不是，执行燃烧恒温控制逻辑；如是，返回执行步骤七；所述当前实际燃烧功率＝(当前设定温度-进水温度)*当前水流量；三种工作模式所需的燃烧功率均为常设参数。

所述燃烧恒温控制逻辑包括如下步骤，参见图5所示：

步骤1、执行一段工作模式，使燃烧器、风机按照一段工作模式下的燃烧参数工作，然后判断是否需要切换到三段工作模式，如是，打开第二电磁比例阀，使燃烧器、风机按照三段工作模式下的燃烧参数工作，然后执行步骤6；如不是，判断是否需要切换到二段工作模式，如不是，返回步骤1，如是，执行步骤2；

步骤2、风机按照预设的点火风速运行，打开第二电磁比例阀，使燃烧器、风机按照三段工作模式下的燃烧参数工作300ms～800ms，然后执行步骤3；

步骤3、第二电磁比例阀继续保持打开状态，关闭第一电磁比例阀，使燃烧器、风机按照二段工作模式下的燃烧参数工作，然后执行步骤4；

步骤4、判断是否需要切换到三段工作模式，如是，打开第一电磁比例阀，使燃烧器、风机按照三段工作模式下的燃烧参数工作，然后执行步骤6；如不是，判断是否需要切换到一段工作模式，如不是，返回步骤3，如是，执行步骤5；

步骤5、风机按照预设的点火风速运行，打开第一电磁比例阀，使燃烧器、风机按照三段工作模式下的燃烧参数工作300ms～800ms，然后返回执行步骤1；

步骤6、判断是否需要切换到一段工作模式，如是，返回执行步骤1，如不是，判断是否需要切换到二段工作模式，如是，执行步骤3，如不是，打开第二电磁比例阀，使燃烧器、风机按照三段工作模式下的燃烧参数工作，然后执行步骤6。