CN100549552C - 容积式燃气快速热水器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种涉及燃气热水器装置，属燃气电器类产品及家电类、供热与沐浴设备技术领域，尤指一种用于家庭大户型、办公室、公寓、小型宾馆及别墅等场所的家电类取暖、供热与淋浴设备的容积式燃气快速热水器及其控制方法。该装置主要包括：封闭式储水罐、膨胀水箱、烟道管、快速热水器、燃烧室、风机、水泵、安全式燃器控制阀、止回阀、控制器、机壳、冷热水管、燃气管道等部件组成；该发明有微电脑智能控制器的自检、检测、判断及循环处理过程及其控制方法。本发明的优点是：该联合系统集直流式快速热水器和容积式热水器两种形式的优点于一体，并由智能微电脑控制，具有即开即热，恒温，大流量，少启动，燃烧效率高，节能，绿色安全、可靠、高效等特点。

Description

容积式燃气快速热水器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种燃气热水器装置，属燃气电器类产品，属于家电类、供热与沐浴设备技术领域，尤指一种用于家庭大户型、多卫生间型房、办公室、医院、学生公寓、小型宾馆、别墅及美容美发等场所的家电类取暖、供热与淋浴设备的容积式燃气快速热水器及其控制方法。

背景技术

目前热水器市场上有两种常见的热水器，分为直流式快速热水器和容积式热水器两种。

直流式快速热水器是冷水流经带有翼片的蛇形管被热烟气加热，得到所需的出水温度的水加热器。直流式快速热水器能快速连续提供热水，热效率也高，但是启动时温度滞后，会浪费一些水源，同时温度及流量会随使用水量以及水的压力变化而起伏。

容积式热水器是储存较多的水，间歇将水加热到所需的温度，它的燃烧是采用大气式燃器。优点：比自然引风扩散燃烧器火焰短，火力强，燃烧温度高，可以燃烧不同性质的燃气，燃烧较安全。缺点：由于只预混了部分空气，而不是全部燃烧，CO的排放量偏高，还存在安全隐患。

容积式热水器的储水罐分为开放式和封闭式两种，前者是在大气压下把水加热，其热损失较大，但易清楚水垢，后者是能承受一定的蒸汽压力，热损失较小，但清除水垢困难。

发明内容

为了克服上述不足之处，本发明的主要目的在于针对现有技术的不足及实际需要，旨在提供一种集两种形式的优点于一体并又融合了新理念的容积式燃气快速热水器及其控制方法。

本发明要解决的技术问题是：要解决储水量的问题，能保证大量供水；要解决加热速度慢、提高功率及热水器的控制过程等技术问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该装置由直流式快速热水器和除燃烧系统外的容积式热水器组成，主要包括：封闭式储水罐、膨胀水箱、烟道管、快速热水器、燃烧室、风机、水泵、可调式燃气稳压控制阀、止回阀、控制器、机壳、冷热水管、燃气管道等部件。该装置包括：水路系统；燃烧系统；烟气排除系统及控制系统四大部分；其中机壳内上部安装有热水器挂板，热水器挂板上安装有快速热水器，快速热水器的下部安装有控制器及控制面板，在控制器及控制面板下设有支撑架，在快速热水器内设有燃烧室，快速热水器的上部通过烟管接口与烟道管相联接，下部与风机相联接，其一侧安装有盘管，并通过冷水管与储水罐相联接，另一侧通过水管与水泵相联接，膨胀水箱通过水管依次与水泵及储水罐相联接，可调式燃气稳压控制阀连接在燃气管道上，止回阀安装在储水罐的下部。

所述的容积式快速热水器的水路系统包括：

保持恒定温度热源的水循环系统由封闭式储水罐、膨胀水箱、水泵及快速热水器等部件组成；

其工作原理：储水罐中预先装有一定高度的水，打开水泵，储水罐底层的冷水通过水泵进入快速热水器或热交换器，吸取热量，冷水变成热水再进入储水罐上层水面，这样循环往复，直到储水罐中的水达到设定温度。只要用设定温度控制热水循环的开闭，就得到了一个较大的恒温源。

提供热源的供水系统由封闭式储水罐、止回阀、水管及出水管等部件组成。

所述的容积式燃气快速热水器的燃烧系统由可调式燃气稳压控制阀、冬、夏阀装置、燃烧室、点火装置及均匀间隔分段式燃烧器等部件组成，其中可调式燃气稳压控制阀的燃气阀门设有双重保险装置；

该装置在加热水路引进了水泵循环系统，就是说通过快速热水器的水做到了真正的恒流，这样就简化看了燃气燃烧的要求，能更好控制燃气与空气预混比例。

所述的容积式燃气快速热水器的烟气排除系统由风机、烟道管等部件组成，其中风机位于燃烧器下方；采用下鼓风技术，密闭燃烧室使燃气热能得到充分的利用，达到充分燃烧。

所述的容积式燃气快速热水器的控制系统由微电脑智能控制器，出水阀上的流量传感器、储水罐上的上、下水温传感器、储水罐中水位高度传感器、排烟负压检测开关及热交换系统的限温保护装置等部件组成。

所述的容积式燃气快速热水器的快速热水器的上部设有集烟罩组件，下部安装有燃烧室组件，中间安装有盘管式热交换器，限温开关安装在盘管式热交换器外侧上部位置。

所述的容积式燃气快速热水器的储水罐的内胆由金硅材料组成。所述的储水罐中的水位高度传感器和上、下水温传感器；烟气排除系统中的风机；水路系统中的水泵和水流传感器；控制系统的排烟负压检测开关；燃烧系统中的可调式燃气稳压控制阀和点火装置各部件分别与微电脑智能控制器相互连接；

所述的控制系统通过储水罐、可调式燃气稳压控制阀和微电脑智能控制器装置，来完成微电脑智能控制器的自检、检测、判断及循环处理过程的控制方法，其具体工作步骤是：

a)、初次使用：

打开储水罐顶部的泄气孔，排除空气，打开储水罐进水阀，使水位达到预定高度；

b)、接通电源及自检、检测、判断：

接通电源后，系统CPU自检，检测系统状态为正常后，进入工作方式判断，即判断为进入正常工作模式，通过储水罐中的水位高度传感器检测储水罐中水位，同时通过储水罐中上、下水温传感器判断水层温度与设定温度之查差，上水层与下水层温度之差，再综合结果；

c)、启动水泵及检测；

启动水泵后，接着高速启动风机清扫燃烧器中的残余废气，清除爆炸因素，数秒种后继续检测负压开关；

d)、检查过热，电磁阀、火焰离子电路，确定以上检测都没有问题，风机低速运行；

e)、高压脉冲点火及检测：

接着高压脉冲点火，然后打开可调式燃气稳压控制阀，数秒后，火焰离子电路检测是否点火成功；

f)、脉冲点火停止：

接着脉冲点火停止，燃烧器分为“冬”、“夏”不同状态进行燃烧；

g)、循环往复处理；

储水罐的水由于水泵运行，冷水不断从储水罐底层抽出，热水不断从热交换器流到储水罐上层，并循环往复处理，直到储水罐中的水温达到设定温度；

h)、关闭热水器：

当储水罐中水温达到设定温度，于是上、下水温传感器发出信号，关闭热水器；当储水罐中温度低于设定温度，又重复开始过程；

i)、报警指示，整机关闭：

在整个控制过程中出现：电源欠压，风机故障，负压开关故障，过热燃烧，意外熄火，系统为分别出现报警指示，整机关闭。

本发明的供热过程是：切断或终止水泵工作，冷水直接从快速热水器进口进入，恒温水出来，CPU检测到储水罐中的温度降到设定温度时，重复循环控制过程控制燃烧进行，相当于在快速热水器出水口串连了一大桶你设定温度的热水。

本发明的有益效果是：该联合系统集直流式快速热水器和容积式热水器两种形式的优点于一体，并由智能微电脑控制，只需打开热水器龙头，恒温恒流量热水即源源不断地流出，具有即开即热，恒温，大流量，少启动，燃烧效率高，节能，绿色安全、可靠、高校等特点。

附图说明

附图1是本发明总体结构示意图；

附图2是本发明快速热水器的一局部剖视图；

附图3是本发明快速热水器主视图；

附图4是本发明风机主视图；

附图5是本发明储水罐主视图；

附图中标号说明：

1-储水罐；                20-热水器挂板；

101-控制面板；            4-1-集烟罩组件；

2-膨胀水箱；              4-2-限温开关；

3-烟道管；                4-3-盘管式热交换器；

4-快速热水器；            4-5-燃烧室组件；

5-燃烧室；                50-烟管接口；

6-水泵；                  60-盘管；

7-风机；                  7-2-螺钉；

8-可调式燃气稳压控制阀；  7-3-风机接口；

9-控制器；                7-4-风机接口密封垫；

10-机壳；                 80-支撑架；

11-冷热水管；

12-燃气管道；

13-止回阀；

具体实施方式

请参阅附图1、2、3、4、5所示，本发明由直流式快速热水器和除燃烧系统外的容积式热水器组成，主要包括：封闭式储水罐1、膨胀水箱2、烟道管3、快速热水器4、燃烧室5、风机7、水泵6、可调式燃气稳压控制阀8、止回阀13、控制器9、机壳10、冷热水管11、燃气烟道12等部件组成。该装置包括：水路系统；燃烧系统；烟气排除系统及控制系统四大部分；其中机壳10内部、上部安装有热水器挂板20，热水器挂板20上安装有快速热水器4，快速热水器4的下部安装有控制器9及控制面板101，在控制器9及控制面板101下设有支撑架80，在快速热水器4内设有燃烧室5，快速热水器4的上部通过烟道管接口50与烟道管3相联接，下部与风机7相联接，其一侧安装有盘管60，并通过冷热水管11与储水罐1相联接，另一侧通过水管与水泵6相联接，膨胀水箱2通过水管依次与水泵6及储水罐1相联接，可调式燃气稳压控制阀8连接在燃气管道12上，止回阀13安装在储水罐1的下部。

本发明外壳美观大方，整机器件安置紧凑，储水罐1装在下面，降低了整机重心，保持了整机的稳定，烟道管3装在顶部，快速热水器4装在上面，其一侧装有膨胀水箱2，其他器件安装在中间。

所述的容积式燃气快速热水器的水路系统包括：

保持恒定温度热源的水循环系统由封闭式储水罐1、膨胀水箱2、水泵6及快速热水器4组成；

其工作原理：储水罐1中预先装有一定高度的水，打开水泵6，储水罐1底层的冷水通过水泵6进入快速热水器4或热交换器，吸取热量，冷水变成热水再进入储水罐1上层水面，这样循环往复，直到储水罐1中的水达到设定温度。只要用设定温度控制热水循环的开闭，就得到了一个较大的恒温源。当储水罐1中的水温升高，体积膨胀，多出的水就会流向膨胀水箱2。温度降低时膨胀水箱2中的水又会流入储水罐1。膨胀水箱2只是一个安全装置。

提供热源的供水系统由封闭式储水罐1、止回阀13、水管及出水阀等部件组成。出水控制方法为后制式，即用装在热水出水口处的热水阀进行用水控制。由于冷水管处于长开准柜台，整个储水罐1中的水处于压力状态，所以热水阀一直打开。相当于在快速热水器4出水口串联一大桶你所设定温度的热水。

所述的容积式燃气快速热水器的燃烧系统由可调式燃气稳压控制阀8、冬、夏阀装置、燃烧室5、点火装置及均匀间隔分段式燃烧器组成，其中可调式燃气稳压控制阀8的燃气阀门设有双重保险装置；为了达到更大的安全系数，采用了燃气阀门双重保险装置，即使其中一个有故障也能保证安全使用。采用了与众不同的“冬”、“夏”燃烧方式，相配套的采用了燃烧器间隔燃烧的均匀加热方式，这相对延长了机器的使用寿命，同时也成倍的加大了使用温度的调节范围。通俗讲高温(最高70℃)能上低温调得下，节约了能源。

由于加热水路引进了水泵循环系统，就是说通过快速热水器4的水做到了真正的恒流，这样就简化了燃气燃烧要求，能更好控制燃气与空气预混比例，从而时燃烧达到最大效率，同时CO及有害毒气排放量也降到最低。

所述的容积式燃气快速热水器的烟气排除系统由风机7、烟道管3组成，其中风机7位于燃烧器下方；采用下鼓风技术，密闭燃烧室使燃气热能得到充分的利用，达到充分燃烧，减少CO及有害物质的排放。

所述的容积式燃气快速热水器的控制系统由微电脑智能控制器9，出水阀上的流量传感器、储水罐1中的上、下水温传感器、储水罐1中水位高度传感器、排烟负压检测开关及热交换系统的限温保护装置等部件组成。

所述控制系统由微电脑智能控制器9将水路系统中的水流传感器15，储水罐1中的上、下水温传感器14，水位高度传感器16，控制系统中的排烟负压检测开关，燃烧系统中的点火装置18及燃气快速热水器中的限温开关4-2等器件的输出信号综合处理。

请参阅附图3所示，所述的容积式燃气快速热水器的快速热水器4的上部设有集烟罩组件4-1，下部安装有燃烧室组件4-5，中间安装有盘管式热交换器4-3，限温开关4-2安装在盘管式热交换器4-3外侧上部位置。

请参阅附图4所示，所述的容积式燃气快速热水器的风机7依次与螺钉7-2、风机接口7-3及风机接口密封垫7-4相联接。

请参阅附图5所示，所述的容积式燃气快速热水器的储水罐1的内胆由金硅材料组成，具有防腐蚀性，防结水垢功能。

本发明所述的储水罐中1的水位高度传感器和上、下水温传感器；烟气排除系统中的风机7；水路系统中的水泵6和水流传感器；控制系统的排烟负压检测开关；燃烧系统中的可调式燃气稳压控制阀8和点火装置各部件分别与微电脑智能控制器9相互连接；

接通电源，系统CPU自检，检测系统状态正常后进入正常工作模式。整个控制过程中出现：电源欠压，风机故障，负压开关故障，缺水故障或过热燃烧，意外熄火现象，系统会分别出现报警指示，关闭整机。

所述的控制系统通过储水罐1、可调式燃气稳压控制阀8和微电脑智能控制器9装置，来完成微电脑智能控制器9的自检、检测、判断及循环处理过程的控制方法，其具体工作步骤是：

a)、初次使用：

打开储水罐1顶部的泄气孔，排除空气，打开储水罐1进水阀，使水位达到预定高度；

b)、接通电源及自检、检测、判断：

接通电源后，系统CPU自检，检测系统状态为正常后，进入工作方式判断，即判断为进入正常工作模式，通过储水罐1中的水位高度传感器检测储水罐1中水位，同时通过储水罐1中上、下水温传感器判断水层温度与设定温度之查差，上水层与下水层温度之差，再综合结果；

c)、启动水泵及检测；

启动水泵后，接着高速启动风机清扫燃烧器中的残余废气，清除爆炸因素，数秒种后继续检测负压开关；

d)、检查过热，电磁阀、火焰离子电路，确定以上检测都没有问题，风机低速运行；

e)、高压脉冲点火及检测：

接着高压脉冲点火，然后打开可调式燃气稳压控制阀，数秒后，火焰离子电路检测是否点火成功；

f)、脉冲点火停止：

接着脉冲点火停止，燃烧器分为“冬”、“夏”不同状态进行燃烧；

g)、循环往复处理；

储水罐的水由于水泵运行，冷水不断从储水罐1底层抽出，热水不断从热交换器流到储水罐1上层，并循环往复处理，直到储水罐中1的水温达到设定温度；

h)、关闭热水器：

当储水罐1中水温达到设定温度，于是上、下水温传感器发出信号，关闭热水器；当储水罐1中温度低于设定温度，又重复开始过程；

i)、报警指示，整机关闭：

在整个控制过程中出现：电源欠压，风机故障，负压开关故障，过热燃烧，意外熄火，系统为分别出现报警指示，整机关闭。

本发明的供热过程是：切断或终止水泵工作，冷水直接从快速热水器进口进入，恒温水出来，CPU检测到储水罐中的温度降到设定温度时，重复循环控制过程控制燃烧进行，相当于在快速热水器出水口串连了一大桶你设定温度的热水。

Claims (3)

1、一种容积式燃气快速热水器，该装置有直流式快速热水器和除燃烧系统外的容积式热水器，其特征在于包括：

水路系统；燃烧系统；烟气排除系统及控制系统四大部分；其中机壳(10)内上部安装有热水器挂板(20)，热水器挂板(20)上安装有快速热水器(4)，快速热水器(4)的下部安装有控制器(9)及控制面板(101)，在控制器(9)及控制面板(101)下设有支撑架(80)，在快速热水器(4)内设有燃烧室(5)，快速热水器(4)的上部通过烟管接口(50)与烟道管(3)相联接，下部与风机(7)相联接，其一侧安装有盘管(60)，并通过冷水管(11)与储水罐(1)相联接，另一侧通过水管与水泵(6)相联接，膨胀水箱(2)通过水管依次与水泵(6)及储水罐(1)相联接，可调式燃气稳压控制阀(8)连接在燃气管道(12)上，止回阀(13)安装在储水罐(1)的下部。

所述的水路系统包括：

保持恒定温度热源的水循环系统由封闭式储水罐(1)、膨胀水箱(2)、水泵(6)及快速热水器(4)等部件组成；

提供热源的供水系统由封闭式储水罐(1)、止回阀(13)、水管及出水管等部件组成。

所述的燃烧系统由可调式燃气稳压控制阀(8)、冬、夏阀装置、燃烧室(5)、点火装置及均匀间隔分段式燃烧器等部件组成，其中可调式燃气稳压控制阀(8)的燃气阀门设有双重保险装置；

所述的控制系统由微电脑智能控制器(9)，出水阀上的流量传感器、储水罐(1)中的上、下水温传感器、储水罐(1)中水位高度传感器、排烟负压检测开关及热交换系统的限温保护装置等部件组成；

所述的快速热水器(4)的上部设有集烟罩组件(4-1)，下部安装有燃烧室组件(4-5)，中间安装有盘管式热交换器(4-3)，限温开关(4-2)安装在盘管式热交换器(4-3)外侧上部位置；

所述的烟气排除系统由风机(7)、烟道管(3)组成，其中风机(7)位于燃烧器下方；

所述的风机(7)依次与螺钉(7-2)、风机接口(7-3)及风机接口密封垫(7-4)相联接。

2、根据权利要求1所述的容积式燃气快速热水器，其特征在于：所述的储水罐(1)的内胆由金硅材料组成。

3、根据权利要求1所述的容积式燃气快速热水器的控制方法，其特征在于：所述的储水罐中(1)中的水位高度传感器和上、下水温传感器；烟气排除系统中的风机(7)；水路系统中的水泵(6)和水流传感器；控制系统的排烟负压检测开关；燃烧系统中的可调式燃气稳压控制阀(8)和点火装置各部件分别与微电脑智能控制器(9)相互连接；

所述的控制系统通过储水罐(1)、可调式燃气稳压控制阀(8)和微电脑智能控制器(9)装置，来完成微电脑智能控制器(9)的自检、检测、判断及循环处理过程的控制方法，其具体工作步骤是：

a)、初次使用：

打开储水罐(1)顶部的泄气孔，排除空气，打开储水罐(1)进水阀，使水位达到预定高度；

b)、接通电源及自检、检测、判断：

接通电源后，系统CPU自检，检测系统状态为正常后，进入工作方式判断，即判断为进入正常工作模式，通过储水罐(1)中的水位高度传感器检测储水罐(1)中水位，同时通过储水罐(1)中上、下水温传感器判断水层温度与设定温度之查差，上水层与下水层温度之差，再综合结果；

c)、启动水泵及检测；

启动水泵后，接着高速启动风机清扫燃烧器中的残余废气，清除爆炸因素，数秒种后继续检测负压开关；

d)、检查过热，电磁阀、火焰离子电路，确定以上检测都没有问题，风机低速运行；

e)、高压脉冲点火及检测：

接着高压脉冲点火，然后打开可调式燃气稳压控制阀，数秒后，火焰离子电路检测是否点火成功；

f)、脉冲点火停止：

接着脉冲点火停止，燃烧器分为“冬”、“夏”不同状态进行燃烧；

g)、循环往复处理；

储水罐的水由于水泵运行，冷水不断从储水罐(1)底层抽出，热水不断从热交换器流到储水罐(1)上层，并循环往复处理，直到储水罐中(1)的水温达到设定温度；

h)、关闭热水器：

当储水罐(1)中水温达到设定温度，于是上、下水温传感器发出信号，关闭热水器；当储水罐(1)中温度低于设定温度，又重复开始过程；

i)、报警指示，整机关闭：

在整个控制过程中出现：电源欠压，风机故障，负压开关故障，过热燃烧，意外熄火，系统为分别出现报警指示，整机关闭。

Images