燃气式热水炉采暖系统及其控制装置和方法与流程

本发明涉及采暖技术领域，具体涉及用燃气供能的热水炉，供暖时的节能控制装置和方法。

背景技术：

随着煤改气的民生工程推进及扩大，燃气采暖热水炉已普遍进入广大的北方农村家庭使用。目前的燃气采暖热水炉大部分的水泵为三档位式(功率分三个档位)屏蔽水泵，在使用时人为地调至3档(最大功率)位运行。在实际使用过程中出现：

1.如使用十多年的铸铁暖气片/暖气片偏多/地暖偏大等，此时用户的采暖水系统阻力偏大，此时易形成采暖回水流量偏小，造成机器超温而频繁启动。

2.当暖气片片数偏少/地暖偏小时，用户的采暖水系统阻力偏小，此时形成采暖回水流量偏大，造成热水在散热系统中未达到散热效果已回机器。

以上现象都是由于水系统的循环泵为单一额定功率造成的。当处于第一种情况时，则机器无法进行正常供暖。当处于第二种情况时，则采暖的效果不佳，且水泵功率额定，达不到高效节能的效果。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供燃气式热水炉采暖系统及其控制装置和方法。

本发明采用如下技术方案，构造燃气式热水炉采暖系统，它包括热水炉，多个取暖末端，出水温度传感器，水流量传感器，取暖末端的进水口均分别与热水炉的出水口连接，取暖末端的出水口均分别与热水炉的回水口连接，出水温度传感器设于热水炉的出水通道上，水流量传感器设于热水炉的回水通道上。

本发明还提供燃气式热水炉采暖系统的控制装置，它包括：采集单元，计算比较单元和控制单元；采集单元，用于实时采集热水炉的回水流量；计算比较单元，用于回水流量和正常流量范围的比较；控制单元，根据计算比较单元的结果，作出对所述热水炉水泵的输出功率做出减少或者增大的控制。

优选的，所述采集单元还用于实时采集热水炉的出水温度；所述计算比较单元还用于出水温度和目标供暖温度的比较；所述控制单元，还用于对所述系统的燃气比例阀电流作出减小或者增大的控制。

本发明还提供燃气式热水炉采暖系统的控制方法，它包括如下步骤：

a2：出水温度传感器实时采集热水炉的出水温度，水流量传感器实时采集热水炉的回水流量；

b：比较回水流量是否在正常流量范围内；

c：如在正常范围内，则进入出水温度调节步骤；

d：如大于正常范围上限，则进入水泵功率减量步骤；

e：如小于正常范围下限，则进入水泵功率增量步骤。

优选的，所述水泵功率减量步骤包括如下步骤：

d1:减小水泵的输出功率；

d2:比较回水流量是否在正常流量范围内；

d3:如是则进入出水温度调节步骤；

d4:如否则比较水泵的输出功率是否减小到最小功率；

d5:如水泵为最小功率，则进入出水温度调节步骤；

d6:如水泵未减小到最小功率，则进入步骤d1，继续减小水泵的输出功率。

优选的，所述水泵功率增量步骤包括如下步骤：

e1:增大水泵的输出功率；

e2:比较回水流量是否在正常流量范围内；

e3:如是则进入出水温度调节步骤；

e4:如否则比较水泵的输出功率是否增大到最大功率；

e5:如水泵为最大功率，则报故障；

e6:如水泵未增大到最大功率，则进入步骤e1，继续增大水泵的输出功率。

优选的，所述出水温度调节步骤包括如下步骤：

c1：比较出水温度变化是否大于设定值；

c2：如不大于设定值，则进入整机功率调节步骤；

c3：如大于设定值，则报故障。

优选的，所述设定值为5摄氏度/秒。

本发明的有益技术效果是：回水流量传感器的设置为热水炉水泵的功率调节提供了依据，同时通过平滑调节热水炉水泵的功率，找到最合适的需求功率，再根据出水温度传感器的数据，调节热水炉燃气阀比例电流，不仅高效节能的实现了最佳供暖，还避免了水泵空转，并提供水系统阻力过大、堵塞、堵气等故障报警，因此避免了系统的快速超温而频繁启动，提高采暖的安全性能及使用性能。

【附图说明】

图1实施例一中的燃气式热水炉采暖系统结构组成示意图；

图2实施例一中的燃气式热水炉采暖系统的控制装置结构示意图；

图3实施例一中的燃气式热水炉采暖系统的控制方法流程示意图；

图4实施例一中的燃气式热水炉采暖系统的控制方法中出水温度调节步骤流程示意图；

图5实施例一中的燃气式热水炉采暖系统的控制方法中水泵功率减量步骤流程示意图；

图6实施例一中的燃气式热水炉采暖系统的控制方法中水泵功率增量步骤流程示意图；

图7实施例一中的燃气式热水炉采暖系统的控制方法中整机功率调节步骤流程示意图；

图8现有技术中燃气采暖热水炉水泵的出水流量-扬程曲线图；

图9现有技术中燃气采暖热水炉水泵的出水流量-功率曲线图；

图10实施例一中的燃气式热水炉采暖系统水泵的出水流量-扬程曲线图；

图11实施例一中的燃气式热水炉采暖系统水泵的出水流量-功率曲线图。

【具体实施方式】

为了使本专利的技术方案和技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本专利的具体实施方式进行详细描述。

实施例一：

如图1，本实施例中的燃气式热水炉采暖系统，包括热水炉，多个取暖末端，出水温度传感器1，水流量传感器2，取暖末端的进水口均分别与热水炉的出水口连接，取暖末端的出水口均分别与热水炉的回水口连接，出水温度传感器1设于热水炉的出水通道上，水流量传感器2设于热水炉的回水通道上。

如图2，燃气式采暖热水炉的控制装置包括采集单元，计算比较单元和控制单元。

采集单元，用于实时采集热水炉的出水温度和回水流量；

计算比较单元，用于比较出水温度和目标供暖温度，回水流量和正常流量范围；

控制单元，根据计算比较单元的结果，对所述热水炉水泵的输出功率做出减少或者增大的控制，燃气比例阀电流增大或者减小的控制，和报故障处理。

如图3，燃气式采暖热水炉控制的控制包括如下步骤：

a1：热水炉水泵启动运行；

a2：出水温度传感器实时采集热水炉的出水温度，水流量传感器实时采集热水炉的回水流量；

b：比较回水流量是否在正常流量范围内；

c：如在正常范围内，则进入出水温度调节步骤；

d：如大于正常范围上限，则进入水泵功率减量步骤；

e：如小于正常范围下限，则进入水泵功率增量步骤。

如图4，出水温度调节步骤包括如下步骤：

c1：比较出水温度变化是否大于设定值；

c2：如不大于设定值，则进入整机功率调节步骤；

c3：如大于设定值，则报故障。

设定值在本实施例中取5摄氏度/秒，该系统的水泵空转时或者系统干烧时，温升大于该数值。

如图5，水泵功率减量步骤包括如下步骤：

d1:减小水泵的输出功率；

d2:比较回水流量是否在正常流量范围内；

d3:如是则进入出水温度调节步骤c；

d4:如否则比较水泵的输出功率是否减小到最小功率；

d5:如水泵为最小功率，则进入出水温度调节步骤c；

d6:如水泵未减小到最小功率，则进入步骤d1，继续减小水泵的输出功率。

如图6，水泵功率增量步骤包括如下步骤：

e1:增大水泵的输出功率；

e2:比较回水流量是否在正常流量范围内；

e3:如是则进入出水温度调节步骤c；

e4:如否则比较水泵的输出功率是否增大到最大功率；

e5:如水泵为最大功率，则报故障；

e6:如水泵未增大到最大功率，则进入步骤e1，继续增大水泵的输出功率。

水泵输出功率减小或增大都以单位功率进行。

整机功率调节步骤如图7，通过增大或者减小燃气比例阀电流实现对出水温度的电流的调节，为现有技术，在此不再赘述。

图8和图9为现有技术水泵的性能曲线图；图10和图11为本实施例中水泵的性能曲线图。如需1立方米/小时的流量的采暖系统，本实施中的热水炉水泵的功率为45瓦，扬程为4.5米；现有的水泵则需要达到此效果使用档位ⅲ，扬程为5米，而功率则为105瓦。

以上所述仅为本专利的优选实施例而已，并不用于限制本专利，对于本领域的技术人员来说，本专利可以有各种更改和变化。凡在本专利的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利的保护范围之内。