[發明專利]一種以氫氣為燃料的家用燃氣熱水器控制方法

有效

• 申請號: 202210148182.1
• 申請日: 2022-02-17
• 公開（公告）號: CN114484885B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 高文學;戶英杰;周偉業;苗慶偉;嚴榮松;王艷;楊林
• 申請（專利權）人: 中國市政工程華北設計研究總院有限公司
• 主分類號: F24H9/20
• 分類號: F24H9/20;F24H15/429;F24H15/305;F24H15/219;F24H15/238;F24H15/35
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李素蘭

1.一種以氫氣為燃料的家用燃氣熱水器控制方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、對現有的家用燃氣熱水器進行改裝，改裝結構為：在燃燒室內安裝有包含三個燃燒組的燃燒器(6)，分為左側燃燒組、中間燃燒組、右側燃燒組；混氣管(9)的出口端分為三條混氣管支管，安裝有第一電磁閥(7)的左側混氣管支管的出口與左側燃燒組連通，中間混氣管支管的出口與中間燃燒組連通，安裝有第二電磁閥(18)的右側混氣管支管的出口與右側燃燒組連通，風機(8)的出風口與混氣管(9)的進口連通，燃氣管(10)的進氣端穿過燃氣熱水器的殼體且出口端與混氣管連通，在所述的燃氣管上安裝有燃氣比例閥(17)，在與冷凝室(23)連通的排煙管(25)上安裝有氧傳感器(24)；

所述的風機和燃氣比例閥通過控制線與控制器相連，實現對氫氣和空氣流量的控制，所述的氧傳感器通過控制線與控制器相連，所述的控制器讀取氧傳感器輸出的氧濃度信息并向風機輸出控制信號，調整風機的轉速；

步驟二、對家用燃氣熱水器進行控制操作，包括以下步驟：

S10，用戶在與控制器連接的控制面板上設置熱水溫度T_set，控制器計算理論熱負荷Ф，若理論熱負荷小于最大熱負荷Ф_max的三分之二，則進入分段燃燒模式，然后執行下一步；否則進入全段燃燒模式，然后執行S30；

S20，若1/3Ф_max＜Ф＜2/3Ф_max，控制器向第一電磁閥或者第二電磁閥輸出關閉信號，若Ф＜1/3Ф_max，控制器向第一電磁閥和第二電磁閥輸出關閉信號；然后根據理論熱負荷計算進入燃氣管的實際氫氣流量Q_h，根據預設的燃氣比例閥的電流I_b與實際氫氣流量Q_h的線性關系，調節燃氣比例閥的電流I_b，控制燃氣比例閥的閥門大小；在燃氣比例閥電流I_b達到對應的值時執行下一步；

S21，控制器根據預設的風機轉速R與進入混合管的實際空氣進氣流量的比例關系，調節風機轉速R，使得實際空氣進氣流量與理論空氣進氣流量的比例在1.05～1.25之間；

S22，控制器讀取安裝在出水管上的溫度傳感器輸出的出水溫度信號并讀取氧傳感器輸出的氧濃度信號C；判斷出水溫度T_out與用戶設定的熱水溫度T_set差值是否滿足預設要求；若滿足預設要求，則執行下一步；否則，執行S24；

S23，判斷煙氣中的氧濃度C是否滿足預設范圍；若滿足預設要求，則執行S40；若氧濃度C小于預設范圍，返回執行S21，提高風機轉速；若氧濃度C大于預設范圍，返回執行S21，降低風機轉速；

S24，判斷出水溫度T_out與用戶設定的熱水溫度T_set的大小；若T_out＞T_set，則返回執行S20，降低燃氣比例閥電流I_b；否則執行S30；

S30，控制器向第一電磁閥和第二電磁閥輸出開啟信號，打開第一電磁閥和第二電磁閥；

S31，控制器根據理論熱負荷Ф計算進入燃氣管的氫氣流量，根據預設的燃氣比例閥電流I_b與氫氣流量的比例，調節燃氣比例閥電流I_b，控制燃氣比例閥的閥門大小；

S32，控制器根據預設的風機轉速R與實際空氣進氣流量的比例關系，調節風機轉速R，使得實際空氣進氣流量與理論空氣進氣流量的比例在1.05～1.25之間；

S33，控制器讀取安裝在出水管上的溫度傳感器輸出的出水溫度信號并讀取氧傳感器輸出的氧濃度信號C；判斷出水溫度T_out與用戶設定的熱水溫度T_set差值是否滿足預設要求；若滿足預設要求，則執行下一步；否則，執行S35；

S34，判斷煙氣中的氧濃度C是否滿足預設范圍；若滿足預設要求，則執行S40；若氧濃度C小于預設范圍，返回執行S32，提高風機轉速；若氧濃度C大于預設范圍，返回執行S32，降低風機轉速；

S35，判斷出水溫度T_out與用戶設定的熱水溫度T_set的大小；若T_out＞T_set，則返回執行S31，降低燃氣比例閥電流I_b；否則執行S36；

S36，判斷燃氣比例閥電流I_b是否達到預設最大值，若達到預設最大值，則通過控制器調小水量伺服閥電流I_s，降低水量伺服閥閥門開度，從而降低進水流量，并返回執行S33；否則，返回執行S31，提高燃氣比例閥電流I_b；

S40，保持風機轉速R、燃氣比例閥電流I_b和水量伺服閥電流I_s不變，維持氫氣正常燃燒。