燃气量控制方法、燃气壁挂炉、燃气热水器和暖通系统

摘要

本发明涉及燃气量控制方法、燃气壁挂炉、燃气热水器和暖通系统，燃气装置包括：腔室和风机，该控制方法包括：获取当前需求的燃气量，并根据当前需求的燃气量获得标准工况下比例阀的当前标准电流；获取风机的当前风压值；根据当前风压值和当前需求的燃气量，获得比例阀的当前电流补偿值；根据当前标准电流和当前电流补偿值，获得比例阀的当前目标电流；根据当前目标电流调节比例阀的当前开度，以控制燃气装置的燃气量。本发明可以根据风压值的变化动态调节燃气量，提高燃气装置的抗阻能力，在排气管管路阻抗或外部阻力变化时，配合风量补偿，有效减小或消除熄火、烟气超标以及额定负荷变化的风险。

说明书

技术领域

本发明涉及燃气控制领域，更具体地说，涉及一种燃气量控制方法、燃气壁挂炉、燃气热水器和暖通系统。

背景技术

现有的燃气壁挂炉、燃气热水器等，在进行燃气量调节过程中，没有根据产品的实际工况动态调节燃气量，导致在复杂工况下容易出现空燃比失调现象。

具体的，如图1所示，喷嘴前后压差为Δp

比例阀的作用是通过比例阀电流I调节其阀后的二次压Δp

Δp

因此可获得比例阀电流的表达式：

由图1可知，其中压差Δp＝p

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种燃气量控制方法、燃气壁挂炉、燃气热水器和暖通系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种燃气量控制方法，用于控制燃气装置的燃气量，所述燃气装置包括：腔室、用于向所述腔室内鼓入空气的风机以及用于调节燃气进气量的比例阀，所述方法包括：

获取当前需求的燃气量，并根据所述当前需求的燃气量获得标准工况下所述比例阀的当前标准电流；

获取所述风机的当前风压值；所述风机的当前风压值为所述风机出口的空气压强值和所述风机入口的空气压强值的差值；

根据所述当前风压值和所述当前需求的燃气量，获得所述比例阀的当前电流补偿值；

根据所述当前标准电流和所述当前电流补偿值，获得比例阀的当前目标电流；

根据所述当前目标电流调节所述比例阀的当前开度，以控制所述燃气装置的燃气量。

在一个实施例中，所述当前风压值通过传感器检测获得；

或者，所述当前风压值根据风机的特性以及风机的参数计算获得。

在一个实施例中，所述根据所述当前需求的燃气量获得标准工况下所述比例阀的当前标准电流包括：

基于所述当前需求的燃气量，根据燃气量与比例阀标准电流的第一对应关系，获取在标准工况下与所述当前需求的燃气量对应的所述比例阀的当前标准电流；

其中，所述燃气量与比例阀标准电流的第一对应关系存储在数据表中。

在一个实施例中，所述根据所述当前风压值和所述当前需求的燃气量，获得所述比例阀的当前电流补偿值包括：

基于所述当前风压值和所述当前需求的燃气量，根据燃气量、风压值和电流补偿值的第二对应关系，获取与所述当前风压值和所述当前需求的燃气量对应的所述比例阀的当前电流补偿值；其中，所述燃气量、风压值和电流补偿值的第二对应关系存储在数据表中。

在一个实施例中，所述方法还包括：

在标准工况下，通过调整燃气量，检测与各燃气量相对应的所述比例阀的标准电流，从而得到所述燃气量与比例阀标准电流的第一对应关系。

在一个实施例中，所述根据所述当前标准电流和所述当前电流补偿值，获得所述比例阀的当前目标电流包括：

将所述当前标准电流和所述当前电流补偿值进行求和，以获得所述当前目标电流。

本发明还提供一种燃气量控制系统，所述燃气量控制系统包括：腔室、用于向所述腔室内鼓入空气的风机以及用于调节燃气进气量的比例阀，还包括：

第一获取单元，用于获取当前需求的燃气量，并根据所述当前需求的燃气量获得标准工况下所述比例阀的当前标准电流；

第二获取单元，用于获取所述风机的当前风压值；所述风机的当前风压值为所述风机出口的空气压强值和所述风机入口的空气压强值的差值；

电流补偿值获取单元，用于根据所述当前风压值和所述当前需求的燃气量，获得所述比例阀的当前电流补偿值；

目标电流获取单元，用于根据所述当前标准电流和所述当前电流补偿值，获得所述比例阀的当前目标电流；

控制单元，用于根据所述当前目标电流调节所述比例阀的当前开度，以控制所述燃气装置的燃气量。

本发明还提供了一种燃气壁挂炉，包括腔室、用于向所述腔室内鼓入空气的风机以及用于调节燃气进气量的比例阀，其特征在于，还包括：与所述比例阀电连接的控制装置，所述控制装置用于执行以下动作：

获取当前需求的燃气量，并根据所述当前需求的燃气量获得标准工况下比例阀的当前标准电流；

获取所述风机的当前风压值；所述风机的当前风压值为所述风机出口的空气压强值和所述风机入口的空气压强值的差值；

根据所述当前风压值和所述当前需求的燃气量，获得所述比例阀的当前电流补偿值；

根据所述当前标准电流和所述当前电流补偿值，获得所述比例阀的当前目标电流；

根据所述当前目标电流调节所述比例阀的当前开度，以控制所述燃气壁挂炉的燃气量。

本发明还提供一种燃气热水器，包括腔室、用于向所述腔室内鼓入空气的风机以及用于调节燃气进气量的比例阀，还包括：与所述比例阀电连接的控制器，所述控制器用于：

获取当前需求的燃气量，并根据所述当前需求的燃气量获得标准工况下所述比例阀的当前标准电流；

获取所述风机的当前风压值；所述风机的当前风压值为所述风机出口的空气压强值和所述风机入口的空气压强值的差值；

根据所述当前风压值和所述当前需求的燃气量，获得所述比例阀的当前电流补偿值；

根据所述当前标准电流和所述当前电流补偿值，获得所述比例阀的当前目标电流；

根据所述当前目标电流调节所述比例阀的当前开度，以控制所述燃气热水器的燃气量。

本发明还提供一种燃气暖通系统，包括腔室、用于向所述腔室内鼓入空气的风机以及用于调节燃气进气量的比例阀，还包括：与所述比例阀电连接的控制芯片，所述控制芯片用于：

获取当前需求的燃气量，并根据所述当前需求的燃气量获得标准工况下所述比例阀的当前标准电流；

获取所述风机的当前风压值；所述风机的当前风压值为所述风机出口的空气压强值和所述风机入口的空气压强值的差值；

根据所述当前风压值和所述当前需求的燃气量，获得所述比例阀的当前电流补偿值；

根据所述当前标准电流和所述当前电流补偿值，获得所述比例阀的当前目标电流；

根据所述当前目标电流调节所述比例阀的当前开度，以控制所述燃气暖通系统的燃气量。

实施本发明的燃气量控制方法，具有以下有益效果：该控制方法包括：获取当前需求的燃气量，并根据当前需求的燃气量获得标准工况下比例阀的当前标准电流；获取风机的当前风压值；根据当前风压值和当前需求的燃气量，获得比例阀的当前电流补偿值；根据当前标准电流和当前电流补偿值，获得比例阀的当前目标电流；根据当前目标电流调节比例阀的当前开度，以控制燃气装置的燃气量。本发明可以根据风压值的变化动态调节燃气量，提高燃气装置的抗阻能力，在燃气排气管管路阻抗或外部阻力变化时，配合风量补偿，可有效减小或消除熄火、烟气超标以及额定负荷变化的风险。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例提供的燃气装置的燃气路径示意图；

图2是本发明空气路径示意图；

图3是本发明实施例提供的燃气量控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1，为燃气装置的燃气路径示意图。该燃气装置可以通过本发明实施例提供的燃气量控制方法对燃气装置的燃气量进行调节控制，使得该燃气装置可以根据风压值的变化动态调节燃气量，提高燃气装置的抗阻能力，并在燃气排气管管路阻抗或者外部阻力变化时，配合风量补偿方法，可以有效减小或消除熄火、烟气超标以及额定负荷变化的风险。该燃气装置包括但不限于燃气壁挂炉、燃气热水器等。

如图1所示，该燃气装置包括：腔室20、用于向腔室20鼓入空气的风机50，还包括燃气管道10、设置在燃气管道10上的截止阀101和比例阀102，设置在腔室20内的多个喷嘴201，进一步地，在腔室20内还设有多个与喷嘴201对应设置的火排202。其中，比例阀102用于调节燃气进气量。

具体的，如图1所示，通过设置风机50，可以将空气鼓入腔室20中。当然，可以理解地，风机50可以直接设置在腔室20的入口处，此时，风机50直接将燃气装置周围的环境空气鼓入腔室20中(这里，燃气装置周围的环境空气为燃气装置机壳内的环境空气)。

燃气在燃气管道10中，先通过截止阀101，然后通过比例阀102进入腔室20内，由喷嘴201送出，并通过火排202输出，以对水进行加热。

如图3所示，为本发明实施例提供的燃气量控制方法的流程示意图。本发明实施例的燃气量控制方法可适用于不同类型的整机的不同结构，如燃气壁挂炉、燃气热水器等，还适用于相关的暖通系统。

具体的，如图3所示，该燃气量控制方法包括步骤S301、步骤S302、步骤S303、步骤S304和步骤S305。

步骤S301、获取当前需求的燃气量，并根据当前需求的燃气量获得标准工况下比例阀102的当前标准电流。

其中，当前需求的燃气量可以根据加热热水的功率需求以及燃气热值获得。

进一步地，标准工况下比例阀102的当前标准电流可以通过以下方式获得：

基于当前需求的燃气量，根据燃气量与比例阀标准电流的第一对应关系，获取在标准工况下与当前需求的燃气量对应的比例阀102的当前标准电流。其中，燃气量与比例阀标准电流的第一对应关系存储在数据表中。

本发明实施例中，燃气量与比例阀标准电流的第一对应关系可以通过采用样机进行实测并将所测的值进行关系表的建立，并存储于数据表中。其具体的获取方式为：在标准工况下，通过调整燃气量，检测与各燃气量相对应的比例阀102的标准电流，从而得到燃气量与比例阀标准电流的第一对应关系。因此，在获知任一个当前需求的燃气量时，可直接从数据表中直接调用与该当前需求的燃气量对应的比例阀102的当前标准电流。

进一步地，当以数学形式表示燃气量与比例阀标准电流的第一对应关系时，可通过以下式子表述：

其中，Δp

需要说明的是，标准工况下的标准风压值Δp

步骤S302、获取风机50的当前风压值。

具体的，当前风压值为风机50当前的风机50出口的空气压强值和入口的空气压强值的差值。如图2所示，风机50出口的空气压强值为P

其中，风机50的当前风压值可以通过多种方式获得，例如，可以通过传感器直接检测获得，传感器可直接设置在入口处且靠近风机50。该传感器可以为差压传感器。或者，在其他一些实施例中，当前风压值可以根据风机50的特性及风机50的参数估算得到。其中，风机50参数包括但不限于风机转速、风机电压、风机电流、风机功率、风机转矩、风机风量等。

步骤S303、根据当前风压值和当前需求的燃气量，获得比例阀102的当前电流补偿值。

具体的，比例阀102的当前电流补偿值可以通过以下方式获得：

基于当前风压值和当前需求的燃气量，根据燃气量、风压值和电流补偿值的第二对应关系，获取与当前风压值和当前需求的燃气量对应的比例阀102的当前电流补偿值。其中，燃气量、风压值和电流补偿值的第二对应关系储存在数据表中。

在具体应用实例中，可以先在标准工况下，通过调整样机的燃气量，检测与各燃气量对应的标准电流，从而得到燃气量与比例阀标准电流的第一对应关系，然后，通过调整风压值和燃气量，检测得到当前的目标电流，从而得到燃气量、风压值和目标电流的第三对应关系。需要说明的是，第一对应关系和第三对应关系均为一个数据表格(以下定义第一对应关系为第一数据表格，第三对应关系为第三数据表格)，因此，在得到第一对应关系和第三对应关系后，将两个数据表格中对应的数据做减法运算即可得到燃气量、风压值和电流补偿值的第二对应关系(定义为第二数据表格)，并将所得到的燃气量、风压值和电流补偿值的第二对应关系储存在数据表中。其中，将两个数据表格中对应的数据做减法运算具体为：选取第三数据表格中的燃气量和风压值，将所对应的目标电流减去第一数据表格中的与相应燃气量对应的标准电流，从而得到补偿电流，得到第二数据表格(即燃气量、风压值和电流补偿值的第二对应关系)。可以理解地，在其他一些实施例中，在后续的整个燃气量控制方法的实施过程中，可以不需要第二数据表格，直接使用第一数据表格和第二数据表格，即可获取到当前目标电流。

进一步地，当以数学形式表示燃气量、风压值和电流补偿值的第二对应关系时，可通过以下式子表述：

具体的，比例阀102的电流补偿值满足：

其中，g函数为比例阀102的特性曲线，Q

可以理解地，每个当前需求的燃气量Q

需要说明的是，当前电流补偿值ΔI与当前需求的燃气量Q

步骤S304、根据当前标准电流和当前电流补偿值，获得比例阀102的当前目标电流。

具体的，比例阀102的当前目标电流可以通过将所获得的当前标准电流和当前电流补偿值进行求和，以获得当前目标电流。当以数学形式表示时，有：

I＝I

其中，I为当前目标电流。

本发明实施例中，根据当前需求的燃气量Q

步骤S305、根据当前目标电流调节比例阀102的当前开度，以控制燃气装置的燃气量。

具体的，在获得比例阀102的当前目标电流后，根据所获得的比例阀102的当前目标电流调整比例阀102的当前开度，使比例阀102的当前开度满足实际开度需求，进而保证腔室20内实际获得的燃气量为当前需求的燃气量(Q

本发明的燃气量控制方法，通过根据当前风压值动态调整比例阀102的当前开度，以达到动态调节燃气装置的燃气量，可以更好的增强燃气装置的抗阻能力，在燃气排气管管路阻抗或者外部阻力变化时，配合风量补偿，可以有效减小或消除熄火、烟气超标以及额定负荷变化的风险。

进一步地，本发明还提供一种燃气量控制系统。其中，该燃气量控制系统包括：腔室20、用于向腔室20鼓入空气的风机50，还包括燃气管道10上的截止阀101和比例阀102。该燃气量控制系统可以用于实现本发明实施例公开的燃气量控制方法。

进一步地，该燃气量控制系统还包括：第一获取单元、第二获取单元、电流补偿值计算单元、目标电流获取单元和控制单元。

第一获取单元，用于获取当前需求的燃气量，并根据当前需求的燃气量获得标准工况下比例阀102的当前标准电流。

其中，当前需求的燃气量可以根据加热热水的功率需求以及燃气热值获得。

进一步地，标准工况下比例阀102的当前标准电流可以通过以下方式获得：

基于当前需求的燃气量，根据燃气量与比例阀标准电流的第一对应关系，获取在标准工况下与当前的燃气需求的燃气量对应的比例阀102的当前标准电流。其中，燃气量与比例阀标准电流的第一对应关系存储在数据表中。

本发明实施例中，燃气量与比例阀标准电流的第一对应关系可以通过采用样机进行实测并将所测的值进行关系表的建立，并存储于数据表中。其具体的获取方式为：在标准工况下，通过调整燃气量，检测与各燃气量相对应的比例阀102的标准电流，从而得到燃气量与比例阀标准电流的第一对应关系。从而，在获知任一个当前需求的燃气量时，可直接从数据表中直接调用与该当前需求的燃气量对应的比例阀102的当前标准电流。

第二获取单元，用于获取风机50的当前风压值。

具体的，当前风压值为风机50当前的风机50出口的空气压强值和入口的空气压强值的差值。如图2所示，风机50出口的空气压强值为P

其中，风机50的当前风压值可以通过多种方式获得，例如，可以通过传感器直接检测获得，传感器可直接设置在入口处且靠近风机50。该传感器可以为差压传感器。或者，在其他一些实施例中，当前风压值可以根据风机50的特性及风机50参数估算得到。其中，风机50的参数包括但不限于风机转速、风机电压、风机电流、风机功率、风机转矩、风机风量等。

电流补偿值计算单元，用于根据当前风压值和当前需求的燃气量，获得比例阀102的当前电流补偿值。

具体的，比例阀102的当前电流补偿值可以通过以下方式获得：

基于当前风压值和当前需求的燃气量，根据燃气量、风压值和电流补偿值的第二对应关系，获取与当前风压值和当前需求的燃气量对应的比例阀102的当前电流补偿值。其中，燃气量、风压值和电流补偿值的第二对应关系储存在数据表中。

在具体应用实例中，可以先在标准工况下，通过调整样机的燃气量，检测与各燃气量对应的标准电流，从而得到燃气量与比例阀标准电流的第一对应关系，然后，通过调整风压值和燃气量，检测得到当前的目标电流，从而得到燃气量、风压值和目标电流的第三对应关系。需要说明的是，第一对应关系和第三对应关系均为一个数据表格(以下定义第一对应关系为第一数据表格，第三对应关系为第三数据表格)，因此，在得到第一对应关系和第三对应关系后，将两个数据表格中对应的数据做减法运算即可得到燃气量、风压值和电流补偿值的第二对应关系(定义为第二数据表格)，并将所得到的燃气量、风压值和电流补偿值的第二对应关系储存在数据表中。其中，将两个数据表格中对应的数据做减法运算具体为：选取第三数据表格中的燃气量和风压值，将所对应的目标电流减去第一数据表格中的与相应燃气量对应的标准电流，从而得到补偿电流，得到第二数据表格(即燃气量、风压值和电流补偿值的第二对应关系)。

进一步地，当以数学形式表示燃气量、风压值和电流补偿值的第二对应关系时，可通过以下式子表述：

具体的，比例阀102的电流补偿值满足：

其中，g函数为比例阀102的特性曲线，Q

可以理解地，每个当前需求的燃气量Q

需要说明的是，当前电流补偿值ΔI与当前需求的燃气量Q

目标电流获取单元，用于根据当前标准电流和当前电流补偿值，获得比例阀102的当前目标电流。

具体的，比例阀102的当前目标电流可以通过将所获得的当前标准电流和当前电流补偿值进行求和，以获得当前目标电流。当以数学形式表示时，有：

I＝I

其中，I为当前目标电流。

本发明实施例中，根据当前需求的燃气Q

控制单元，用于根据当前目标电流调节比例阀102的当前开度，以控制燃气装置的燃气量。

具体的，在获得比例阀102的当前目标电流后，控制单元根据所获得的当前目标电流直接调节比例阀102的电流，进而达到调节比例阀102的当前开度的目的，通过调节比例阀102的电流使得比例阀102的当前开度满足实际开度需求，进而保证腔室20内实际获得的燃气量达到当前需求的燃气量(Q

本发明还提供了一种燃气壁挂炉，该燃气壁挂炉可采用本发明实施例所公开的燃气量控制方法动态调节燃气量。具体的，该燃气壁挂炉包括腔室20、用于向腔室20内鼓入空气的风机50以及用于调节燃气进气量的比例阀102，还包括：与比例阀102电连接的控制装置，该控制装置用于执行以下动作：

获取当前需求的燃气量，并根据当前需求的燃气量获得标准工况下比例阀102的当前标准电流；获取风机50的当前风压值；风机50的当前风压值为风机出口的空气压强值和风机入口的空气压强值的差值；根据当前风压值和当前需求的燃气量，获得比例阀102的当前电流补偿值；根据当前标准电流和当前电流补偿值，获得比例阀102的当前目标电流；根据当前目标电流调节比例阀102的当前开度，以控制燃气壁挂炉的燃气量。

本发明还提供一种燃气热水器，该燃气热水器可采用本发明实施例所公开的燃气量控制方法动态调节燃气量。具体的，该燃气热水器包括腔室20、用于向腔室20内鼓入空气的风机50以及用于调节燃气进气量的比例阀102，还包括：与比例阀102电连接的控制器，该控制器用于执行以下动作：

获取当前需求的燃气量，并根据当前需求的燃气量获得标准工况下比例阀102的当前标准电流；获取风机50的当前风压值；风机50的当前风压值为风机50出口的空气压强值和风机50入口的空气压强值的差值；根据当前风压值和当前需求的燃气量，获得比例阀102的当前电流补偿值；根据当前标准电流和当前电流补偿值，获得比例阀102的当前目标电流；根据当前目标电流调节比例阀102的当前开度，以控制燃气热水器的燃气量。

本发明还提供一种燃气暖通系统，该燃气暖通系统可采用本发明实施例所公开的燃气量控制方法动态调节燃气量。具体的，该燃气暖通系统包括腔室20、用于向腔室20内鼓入空气的风机50以及用于调节燃气进气量的比例阀102，还包括：与比例阀102电连接的控制芯片，该控制芯片用于执行以下动作：

获取当前需求的燃气量，并根据当前需求的燃气量获得标准工况下比例阀102的当前标准电流；获取风机50的当前风压值；风机50的当前风压值为风机50出口的空气压强值和风机50入口的空气压强值的差值；根据当前风压值和当前需求的燃气量，获得比例阀102的当前电流补偿值；根据当前标准电流和当前电流补偿值，获得比例阀102的当前目标电流；根据当前目标电流调节比例阀102的当前开度，以控制燃气暖通系统的燃气量。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。