自适应全预混燃烧的燃气热水装置制造方法
【专利摘要】一种自适应全预混燃烧的燃气热水装置，包括换热器、燃烧器、风机、燃气调节阀、燃气管、气体传感器、气体信号检测单元和控制电路模块，换热器的内腔形成密闭式燃烧室，燃烧器、气体传感器设置在密闭式燃烧室内，风机、燃气管分别与燃烧器连通，燃气调节阀串联在燃气管上，燃气调节阀、风机、气体信号检测单元、气体传感器分别与控制电路模块电联接。由于本实用新型采用气体传感器探测燃气燃烧后烟气中的特定气体含量，故它能有效地在燃气成分发生变化时，使燃气与空气比例调整至新的空燃比，以达到使燃气完全燃烧的目的。
【专利说明】自适应全预混燃烧的燃气热水装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到一种自适应全预混燃烧的燃气热水装置，尤其适用于燃气采暖热水炉、燃气热水器等。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，燃气采暖热水炉、燃气热水器等按燃气的燃烧方式，特别是燃气与空气的混合方式不同，可划分为部分预混燃烧机型和全预混燃烧机型。其中，全预混燃烧具有以下特点:
[0003]燃气与空气在燃烧前按照化学当量比进行充分混合后，再进行燃烧，其具有众多优点，如燃气燃烧充分、容积热强度高、热效率高、有害烟气排放指标低等等。但当燃气成分发生变化时，燃气燃烧的空燃比就发生了变化，那么燃气燃烧将会出现异常。由于此时燃气与空气混合物不能在最佳状态下燃烧，将出现热效率下降、燃烧异响、有害烟气排放量高等不良现象，严重时甚至影响到用户的正常使用，致使存在燃气成分发生变化时，原本的全预混燃烧会出现燃烧状况不佳的缺陷。
[0004]为克服这缺陷，特对自适应全预混燃烧的燃气热水装置进行了研制。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种自适应全预混燃烧的燃气热水装置，它能有效地在燃气成分发生变化时，使燃气与空气比例调整至新的空燃比，以达到使燃气完全燃烧的目的。
[0006]本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是:它包括换热器、燃烧器、风机、燃气调节阀、燃气管、控制电路模块，换热器的内腔形成密闭式燃烧室，燃烧器设置在密闭式燃烧室内，风机的出风口、燃气管分别与燃烧器的进气口连通，燃气调节阀串联在燃气管上，燃气调节阀、风机与控制电路模块电联接。在此基础上，它还包括气体传感器、气体信号检测单元，气体传感器安装在密闭式燃烧室内，气体信号检测单元与气体传感器、控制电路模块电联接。
[0007]所述的气体信号检测单元包括传感器电流反馈电路、交流高压产生电路、交流分压电路、直流分压电路、滤波电路，传感器电流反馈电路一端与气体传感器电联接，传感器电流反馈电路另一端、交流高压产生电路分别与交流分压电路的输入端电联接，交流分压电路的输出端通过直流分压电路与滤波电路的输入端电联接，滤波电路的输出端与控制电路模块电联接。
[0008]所述的控制电路模块包括MCU控制单元、燃气调节阀调节输出电路、燃气调节阀反馈电路，燃气调节阀调节输出电路的输入端、燃气调节阀反馈电路的输出端分别与MCU控制单元电联接，燃气调节阀调节输出电路的输出端、燃气调节阀反馈电路的输入端分别与燃气调节阀电联接。
[0009]所述的控制电路模块还包括风机调速输出控制电路、风机转速反馈电路，风机调速输出控制电路的输入端、风机转速反馈电路的输出端分别与MCU控制单元电联接，风机调速输出控制电路的输出端、风机转速反馈电路的输入端分别与风机电联接。
[0010]所述的气体传感器为CO传感器、CO2传感器或O2传感器。
[0011]所述的换热器上设有燃烧器安装孔、传感器安装孔，燃烧器通过燃烧器安装孔安装在换热器内，气体传感器通过传感器安装孔安装在换热器内。
[0012]所述的风机的进风口设有进风管，进风管内设有文丘里管，燃气管的燃气出口与文丘里管连通。文丘里管可有效提高空气和燃气的引射力。
[0013]本实用新型同【背景技术】相比所产生的有益效果:
[0014]1、由于本实用新型采用气体传感器和气体信号检测单元探测燃气燃烧后烟气中的特定气体含量，如果该气体含量对应的电势值的大小偏离燃烧最佳状态下的电势大小范围，控制电路模块则控制燃气调节阀的开度和/或风机的转速来调节空燃比，使燃气与空气的比例重新配合，以使该气体电势信号的大小恢复到燃烧最佳状态下的电势大小范围，故它能有效地在燃气成分发生变化时，使燃气与空气比例调整至新的空燃比，以达到使燃气完全燃烧的目的。
[0015]【专利附图】
【附图说明】:图1为本实用新型的结构示意图；
[0016]图2为图1的电路连接框图；
[0017]图3为图1中气体信号检测单元51的连接框图；
[0018]图4为图3的一种电路连接图；
[0019]图5为图1中燃气调节阀调节输出电路、燃气调节阀反馈电路的具体连接图；
[0020]图6为图1中风机调速输出控制电路、风机转速反馈电路的具体连接图。
[0021]【具体实施方式】:下面以采用CO2传感器作为气体传感器的燃气采暖热水炉为例，对本实用新型作进一步说明，CO传感器、O2传感器的原理与CO2传感器相同，不作重复陈述。
[0022]参看图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本实施例包括换热器1、CO2传感器2、燃烧器3、风机4、控制电路模块5、进风管41、燃气管8、燃气调节阀6，换热器I的内腔形成密闭式燃烧室11，CO2传感器2、燃烧器3设置在密闭式燃烧室11内，风机4的出风口与燃烧器3的进气口连通，风机4的进风口设有进风管41，进风管41内设有文丘里管42，燃气管8的燃气出口与文丘里管42连通(即燃气管8通过风机4与燃烧器3的进气口连通)，燃气调节阀6串联在燃气管8上，燃气调节阀6、风机4与控制电路模块5电联接，CO2传感器2通过CO2气体信号检测单元51也与控制电路模块5电联接电联接。
[0023]燃气和氧气混合，燃烧后生成的CO2为定值，当燃烧不充分时，燃烧产物中的CO2含量必然产生变化，CO2传感器2通过气敏元件检测燃烧产物中的CO2浓度，从而将CO2的浓度对应的电势值输出，通过测量电动势从而测量CO2浓度。CO2传感器2电导率高，灵敏度和选择特性好，同时也具有稳定可靠等特点。
[0024]本实用新型中的燃气成分是指燃气的组成和含量，根据全预混原理，当燃气由于组份发生变化，而使与空气的空燃比发生变化，此时燃气调节阀6如果不能进行相应的调整，则组份发生变化后的燃气就不能与空气实现完全燃烧，将对燃烧产生不利的影响。
[0025]燃气采暖热水炉设计者通过对燃气采暖热水炉在最佳燃烧下CO2产生的电势值和烟气成分进行多次测量，确定最佳燃烧下的CO2产生的电势值的范围，将此电势值范围写成电控程序输入到控制电路模块5中。
[0026]参看附图3和附图4所示，所述的CO2气体信号检测单元51包括传感器电流反馈电路511、交流高压产生电路515、交流分压电路512、直流分压电路513、滤波电路514，传感器电流反馈电路511—端与气体传感器2电联接，传感器电流反馈电路511另一端、交流高压产生电路515分别与交流分压电路512的输入端电联接，交流分压电路512的输出端通过直流分压电路513与滤波电路514的输入端电联接，滤波电路514的输出端与控制电路模块5电联接。
[0027]参看附图5，所述的控制电路模块5包括MCU控制单元、燃气调节阀调节输出电路、燃气调节阀反馈电路，燃气调节阀调节输出电路的输入端、燃气调节阀反馈电路的输出端分别与MCU控制单元电联接，燃气调节阀调节输出电路的输出端、燃气调节阀反馈电路的输入端分别与燃气调节阀6电联接。当需要调节C02产生的电势值时，MCU控制单元通过燃气调节阀调节输出电路将电信号给燃气调节阀6，调整燃气调节阀6的开度，然后燃气调节阀反馈电路将燃气调节阀6接收到的信号反馈给MCU控制单元，判断燃气调节阀6是否接收到完整的电信号。
[0028]参看附图6，所述的控制电路模块5还包括风机调速输出控制电路、风机转速反馈电路，风机调速输出控制电路的输入端、风机转速反馈电路的输出端分别与MCU控制单元电联接，风机调速输出控制电路的输出端、风机转速反馈电路的输入端分别与风机4电联接。当需要调节CO2产生的电势值时，MCU控制单元通过风机调速输出控制电路将电信号给风机4，调整风机4的风速，然后风机转速反馈电路将风机4接收到的信号反馈给MCU控制单元，判断风机4是否接收到完整的电信号。
[0029]即控制电路模块5可通过调节燃气调节阀6的开度和/或风机4的转速来改变空燃比，从而使CO2产生的电势值维持在正常范围内。既可以单独调节燃气调节阀进而控制进燃气量，也可以单独调节风机4转速来调节进空气量，如果检测到的CO2产生的电势值与预设的值偏差较大，可同时调节燃气调节阀6的开度和风机4的转速，以最快的速度将空燃比调节到最佳状态。
[0030]换热器I上设有燃烧器安装孔、传感器安装孔，燃烧器3通过燃烧器安装孔安装在换热器I内，CO2传感器2通过传感器安装孔安装在换热器I内，安装方便。
[0031]工作时，CO2气体信号检测单元51不断地将CO2传感器2检测到的CO2产生的电势值信号传递给控制电路模块5，如果燃气热值发生变化或燃气成分发生变化，以至检测到的实际CO2产生的电势值偏离设置值，则控制电路模块5输出信号给燃气调节阀6和/或风机4进行调节，使燃气与空气比例重新匹配，以使CO2产生的电势值恢复到设置值范围内。
[0032]燃气调节阀6输出一个电流值，即可以对应一个固定的燃气流量。在燃气调节阀6输出电流一定的情况下，如果CO2产生的电势值超过一定的范围，就说明机器不在正常的燃烧工况内，则需要改变燃气调节阀6的开度和/或风机4的转速以适应燃烧工况的变化，最终达到最佳的工况。
[0033]本实用新型在燃气成分发生变化时，能使燃气采暖热水炉适应燃气的变化，快速自动对空气与燃烧比例进行调节，使燃气与空气比例调整至新的空燃比，调节燃气调节阀6和/或风机4使混合气体达到最佳燃烧状态，以达到使燃气完全燃烧的目的，从而有效避免出现热效率下降、燃烧异响、有害烟气排放高等不良现象，进而保障用户的正常使用。
【权利要求】
1.一种自适应全预混燃烧的燃气热水装置，包括换热器(I)、燃烧器(3)、风机(4)、燃气调节阀(6)、燃气管(8)、控制电路模块(5)，换热器(I)的内腔形成密闭式燃烧室(11)，燃烧器(3)设置在密闭式燃烧室(11)内，风机(4)的出风口、燃气管(8)分别与燃烧器(3)的进气口连通，燃气调节阀(6 )串联在燃气管(8 )上，燃气调节阀(6 )、风机(4 )与控制电路模块(5)电联接，其特征在于还包括气体传感器(2)、气体信号检测单元(51)，气体传感器(2)安装在密闭式燃烧室(11)内，气体信号检测单元(51)与气体传感器(2 )、控制电路模块(5 )电联接。
2.根据权利要求1所述的自适应全预混燃烧的燃气热水装置，其特征在于所述的气体信号检测单元(51)包括传感器电流反馈电路(511)、交流高压产生电路(515)、交流分压电路(512)、直流分压电路(513)、滤波电路(514)，传感器电流反馈电路(511)—端与气体传感器(2)电联接，传感器电流反馈电路(511)另一端、交流高压产生电路(515)分别与交流分压电路(512)的输入端电联接，交流分压电路(512)的输出端通过直流分压电路(513)与滤波电路(514)的输入端电联接，滤波电路(514)的输出端与控制电路模块(5)电联接。
3.根据权利要求1所述的自适应全预混燃烧的燃气热水装置，其特征在于所述的控制电路模块(5)包括MCU控制单元、燃气调节阀调节输出电路、燃气调节阀反馈电路，燃气调节阀调节输出电路的输入端、燃气调节阀反馈电路的输出端分别与MCU控制单元电联接，燃气调节阀调节输出电路的输出端、燃气调节阀反馈电路的输入端分别与燃气调节阀(6)电联接。
4.根据权利要求3所述的自适应全预混燃烧的燃气热水装置，其特征在于所述的控制电路模块(5)还包括风机调速输出控制电路、风机转速反馈电路，风机调速输出控制电路的输入端、风机转速反馈电路的输出端分别与MCU控制单元电联接，风机调速输出控制电路的输出端、风机转速反馈电路的输入端分别与风机(4)电联接。
5.根据权利要求1?4任一项所述的自适应全预混燃烧的燃气热水装置，其特征在于所述的气体传感器(2)为CO传感器、CO2传感器或O2传感器。
6.根据权利要求1?4任一项所述的自适应全预混燃烧的燃气热水装置，其特征在于所述的换热器(I)上设有燃烧器安装孔、传感器安装孔，燃烧器(3)通过燃烧器安装孔安装在换热器(I)内，气体传感器(2)通过传感器安装孔安装在换热器(I)内。
7.根据权利要求1?4任一项所述的自适应全预混燃烧的燃气热水装置，其特征在于所述的风机(4)的进风口设有进风管(41)，进风管(41)内设有文丘里管(42)，燃气管(8)的燃气出口与文丘里管(42)连通。
【文档编号】F24H9/20GK204176926SQ201420601164
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】叶远璋, 孙云帆, 乔中利, 欧金桥 申请人:广东万和新电气股份有限公司