熱水器熱量切換控制裝置、熱水器及其熱量切換控制方法

2024-02-13 06:06:15 2

專利名稱：熱水器熱量切換控制裝置、熱水器及其熱量切換控制方法
技術領域：
本發明涉及一種熱水器，尤其涉及一種熱水器熱量切換控制裝置，包括熱水器熱 量切換控制裝置的熱水器以及熱水器的熱量切換控制方法。
背景技術：
在現有技術中，自動控制式熱水器一般在燃燒器的燃氣供給通路上設置電磁比例 閥，用電磁比例閥自動控制燃燒器的燃燒量，使通過熱水管上設置的水溫傳感器檢測出的 進水溫度達到設定的溫度，從而使熱水器產生設定的熱量。但是，該自動控制式熱水器成本較高。因此，生產廠家目前一般採用手動操作的熱量切換熱水器。該熱量切換熱水器包 括水量調節機構，用於調節熱交換器上流通的水量；熱量切換機構，通過變化燃燒器的燃燒 量，階段性地改變加熱熱交換器的熱量。水量調節機構和熱量切換機構都通過手動操作對 水量和熱量進行調節。當用戶通過操作水量調節機構增加通水量或操作熱量切換機構減小熱交換器的 熱量，使熱交換器輸出的熱水溫度降低。當溫度過低時，熱水器產生的廢氣中的水蒸氣遇 冷，在熱交換器的表面結露，產生酸性冷凝水。由此，酸性冷凝水會腐蝕熱交換器，使熱交換 器的壽命大幅縮短。另外，如果用戶在通過操作熱量切換機構增加水溫的同時，又通過操作水量調節 機構減小水量，當水量過小時，水可能會沸騰，同樣會影響熱交換器以及熱水器的使用壽 命，甚至可能會危及用戶的安全。

發明內容
有鑑於此，本發明所要解決的技術問題是提供一種熱水器熱量切換控制裝置，包 括熱水器熱量切換控制裝置的熱水器以及熱水器的熱量切換控制方法，在用戶手動調節熱 水器的通水量和水溫時，通過熱量切換控制裝置自動進行熱量切換，及時防止冷凝水和沸 騰現象的產生，從而延長熱交換器和熱水器的使用壽命，並保證用戶的安全。為實現上述目的，本發明提供了一種熱水器熱量切換控制裝置，用於控制所述熱 水器的熱量切換，所述熱水器至少包括水溫傳感器10、水量傳感器5、燃氣總閥8、至少兩個 熱量切換閥、水量調節閥4，所述熱水器熱量切換控制裝置包括水溫檢測模塊，與所述水 溫傳感器10相連，用於獲取所述水溫傳感器10的溫度值；水量檢測模塊，與所述水量傳感 器5相連，用於獲取所述水量傳感器5的溫度值；燃氣控制模塊，與所述燃氣總閥8和所述 至少兩個熱量切換閥相連，用於調節所述熱水器的燃氣量，從而調節所述熱水器生成的熱 量；生成熱量判定模塊，用於所述熱水器運行時產生的熱量Q與預設的小熱量Qd、、中熱量Q t大熱量(^實時進行比較，判定是否出現冷凝水或沸騰現象；微控制器，分別與所述水溫 檢測模塊、所述水量檢測模塊、所述燃氣控制模塊和所述生成熱量判定模塊相連，通過所述 水溫檢測模塊輸入的水溫值和所述水量檢測模塊輸入的水量值，以及所述生成熱量判定模塊輸出的判定結果，對所述燃氣控制模塊進行控制，以調節所述熱水器的燃氣量，實現在小 熱量Qd、、中熱量Qt大熱量三檔熱量中進行加熱熱量的切換。另外，本發明還提供了一種熱水器，至少包括水溫傳感器10、水量傳感器5、燃氣 總閥8、至少兩個熱量切換閥、水量調節閥4，所述熱水器熱量切換控制裝置包括水溫檢測 模塊，與所述水溫傳感器10相連，用於獲取所述水溫傳感器10的溫度值；水量檢測模塊，與 所述水量傳感器5相連，用於獲取所述水量傳感器5的溫度值；燃氣控制模塊，與所述燃氣 總閥8和所述至少兩個熱量切換閥相連，用於調節所述熱水器的燃氣量，從而調節所述熱 水器生成的熱量；生成熱量判定模塊，用於所述熱水器運行時產生的熱量Q與預設的小熱 量Qd、、中熱量Qt大熱量(^實時進行比較，判定是否出現冷凝水或沸騰現象；微控制器，分 別與所述水溫檢測模塊、所述水量檢測模塊、所述燃氣控制模塊和所述生成熱量判定模塊 相連，通過所述水溫檢測模塊輸入的水溫值和所述水量檢測模塊輸入的水量值，以及所述 生成熱量判定模塊輸出的判定結果，對所述燃氣控制模塊進行控制，以調節所述熱水器的 燃氣量，實現在小熱量Qd、、中熱量Q &大熱量三檔熱量中進行加熱熱量的切換。進一步地，所述熱水器包括水量手動控制模塊，與所述水量調節閥4相連，用於調 節所述熱水器的通入的水量。進一步地，所述熱水器包括至少兩個燃燒塊，所述燃燒塊的數量與所述熱量切換 閥相同，且分別連接。較佳地，所述熱水器包括兩個燃燒塊21、22，所述熱水器對應包括兩個熱量切換閥 12、3，第一燃燒塊21與第一熱量切換閥12相連，第二燃燒塊22與第二熱量切換閥3相連， 所述第二燃燒塊22的放熱量大於所述第一燃燒塊21。進一步地，所述水量調節閥4、所述燃氣總閥8、所述第一熱量切換閥12和所述第 二熱量切換閥3均是電磁閥門。此外，本發明還提供了 一種熱水器的熱量切換控制方法，設置所述熱水器的三檔加熱熱量為小熱量Qd、、中熱量Qt大熱量Qp所述熱水器運行時生成的熱量為Q，誤差滯後為AQ，且Q = (T-Tin) · W，其中，T為所述熱水器運行時的溫度；Tin為所述水溫傳感器 10檢測出的進水溫度；W為所述水量傳感器5檢測出的進水水量；所述熱水器的熱量切換控制方法包括以下步驟1)設定所述熱水器的初始加熱熱量狀態；2)所述控制裝置讀取所述水量傳感器5的數據，判斷水量是否在規定的下限水量 以上，若否，執行步驟3)，若是，執行步驟4)；3)所述熱交換器1燃燒停止，執行步驟15)；4)判斷Q +彡Q是否成立，若是，執行步驟3)，若否，執行步驟5)；5)判斷所述熱交換器1是否燃燒停止，若是，則執行步驟6)，若否，則執行步驟 8)；6)判斷K Q-Δ Q是否成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟3)；7)所述熱交換器1在小熱量狀態下運行，執行步驟15)；8)判斷所述熱交換器1是否在小熱量狀態運行中，若是，執行步驟9)，若否，執行 步驟11)；
9)以避免冷凝水或沸騰為依據，判斷所述熱交換器1應該在哪種熱量狀態下運 行，若應在小熱量狀態運行中，則執行步驟7)，若應在中熱量狀態運行中，則執行步驟10)， 若應在大熱量狀態運行中，則執行步驟13)；10)所述熱交換器1在中熱量狀態下運行，執行步驟15)；11)判斷所述熱交換器1是否在中熱量狀態運行中，若是，執行步驟12)，若否，執 行步驟14)；12)以避免冷凝水或沸騰為依據，判斷所述熱交換器1應該在哪種熱量狀態下運 行，若應在小熱量狀態運行中，則執行步驟7)，若應在中熱量狀態運行中，則執行步驟10)， 若應在大熱量狀態運行中，則執行步驟13)；13)所述熱交換器1在大熱量狀態下運行，執行步驟15)；14)以避免冷凝水或沸騰為依據，判斷所述熱交換器1應該在哪種熱量狀態下運 行，若應在小熱量狀態運行中，則執行步驟7)，若應在中熱量狀態運行中，則執行步驟10)， 若應在大熱量狀態運行中，則執行步驟13)；15)結束。進一步地，所述步驟1)中所述熱水器的加熱狀態為小熱量狀態Qd、時，所述步驟9)包括91)判斷Q^彡Q是否成立，若是，則執行步驟13)，若否，則執行步驟92)；92)判斷Q小彡Q < Q+是否成立，若是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟7)；所述步驟12)包括121)判斷Q,」、彡Q+Δ Q是否成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟122)；122)判斷Q中彡Q是否成立，若是，則執行步驟13)，若否，則執行步驟10)；所述步驟14)包括141)判斷Q,」、彡Q+Δ Q是否成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟122)；142)判斷Qd、< Q+AQ彡0+是否成立，若是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟 13)。進一步地，所述步驟1)中所述熱水器的加熱狀態為中熱量狀態時，所述步驟9)包括91)判斷Q + < Q-Δ Q是否成立，若是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟7)；所述步驟12)包括121)判斷彡Q是否成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟122)；122)判斷知彡Q是否成立，若是，則執行步驟13)，若否，則執行步驟10)；所述步驟14)包括141)判斷Q ψ彡Q+Δ Q是否成立，若是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟13)。進一步地，所述步驟1)中所述熱水器的加熱狀態為大熱量狀態時，所述步驟9)包括91)判斷Q大彡Q-Δ Q是否成立，若是，則執行步驟13)，若否，則執行步驟92)；92)判斷Q^彡Q-AQ <Q±是否成立，若是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟7)；所述步驟12)包括121)判斷彡Q是否成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟122)；
122)判斷Q大彡Q-Δ Q是否成立，若是，則執行步驟13)，若否，則執行步驟10)；所述步驟14)包括141)判斷彡Q是否成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟122)；142)判斷Q + < Q ( Q大是否成立，若是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟13)。進一步地，所述熱水器運行時的溫度T的範圍值為25°C 100°C。進一步地，所述小熱量狀態運行為打開第一熱量切換閥(12)和燃氣總閥(8)，關 斷第二熱量切換閥(3)；所述中熱量狀態運行為打開第二熱量切換閥(3)和燃氣總閥(8)， 關斷第一熱量切換閥(12)；所述大熱量狀態運行為打開第一熱量切換閥(12)、第二熱量切 換閥(3)和燃氣總閥(S)0本發明的熱水器的熱量切換控制裝置可使熱水器在三檔加熱熱量中切換，分別 是小熱量Qd、、中熱量Qt大熱量Q』每檔加熱熱量可設定為固定值。熱量切換控制裝置 將熱水器運行時產生的熱量Q與小熱量Qd、、中熱量大熱量(^實時進行比較，及時進行 加熱熱量的自動切換，以防止熱交換器的溫度過低或過高，從而有效避免冷凝水和沸騰現 象的出現，進而延長熱水器的使用壽命，保證用戶的安全。以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以 充分地了解本發明的目的、特徵和效果。


圖1是本發明的熱量切換熱水器控制裝置的結構示意圖。圖2是本發明熱量切換熱水器控制裝置的結構框圖。圖3是本發明中第一具體實施例的熱水器熱量切換控制方法的流程圖。圖4是本發明中第二具體實施例的熱水器熱量切換控制方法的流程圖。圖5是本發明中第三具體實施例的熱水器熱量切換控制方法的流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，手動操作的熱量切換熱水器包括熱水器外殼13、燃氣供給管9、出水 管11、進水管6、熱交換器1、燃燒器2、水量調節機構，用於調節熱交換器上流通的水量；熱 量切換機構，通過變化燃燒器的燃燒量，階段性地改變加熱熱交換器的熱量。 在本實施例中，燃燒器2包括第一燃燒塊21和第二燃燒塊22，第一燃燒塊21的燃 燒量小於第二燃燒塊22。該水量調節機構包括水量傳感器5，用於檢測水量；水量調節閥4，用於調節熱水 器的水量。該熱量切換機構包括燃氣總閥8，設置在所述燃氣供給管9上，用於調節總燃氣 供給量；水溫傳感器10，用於檢測水溫；穩壓閥7，用於穩定燃氣管道供給燃氣壓力；第一熱 量切換閥，用於調節與第一燃燒塊21相連的燃氣供給管道的燃燒量，從而對第一燃燒塊21 產生的熱量進行調節；第二熱量切換閥，用於調節與第二燃燒塊22相連的燃氣供給管道的 燃燒量，從而對第二燃燒塊22產生的熱量進行調節。水量調節閥4、燃氣總閥8、第一熱量切換閥12以及第二熱量切換閥3均是電磁閥 門。圖2是本發明熱量切換熱水器控制裝置的結構框圖。如圖2所示，熱量切換熱水
8水溫檢測模塊，與水溫傳感器10相連，用於獲取水溫傳感器10的溫度值； 水量檢測模塊，與水量傳感器5相連，用於獲取水量傳感器5的溫度值；燃氣控制模塊，與燃 氣總閥8、第一熱量切換閥12、第二熱量切換閥3相連，用於調節熱水器的燃氣量，從而調節 熱水器生成的熱量；生成熱量判定模塊，用於熱水器運行時產生的熱量Q與預設的小熱量Q 唚中熱量Qb大熱量實時進行比較，判定是否出現冷凝水或沸騰現象；微控制器(MCU)， 分別與水溫檢測模塊、水量檢測模塊、燃氣控制模塊、生成熱量判定模塊相連，通過水溫檢 測模塊輸入的水溫值和水量檢測模塊輸入的水量值，以及生成熱量判定模塊輸出的判定結 果，對燃氣控制模塊進行控制，以調節熱水器的燃氣量，從而實現在小熱量Qd、、中熱量Qt 大熱量三檔熱量中進行加熱熱量的切換。本發明的熱量切換熱水器在用戶手動調節熱水器的通水量和水溫時，可通過本發 明的熱量切換控制裝置自動控調節熱水器的燃氣量，從而自動進行熱量切換。在熱量切換 控制裝置中，通過MCU對燃氣控制模塊實現自動調節。本發明的熱量切換熱水器還包括水 量手動控制模塊(不包括在熱量切換控制裝置中)，與水量調節閥4相連，用於手動調節所 述熱水器的通入的水量。本發明還提供了一種熱水器熱量切換控制方法，對熱水器運行時產生的熱量Q與 預設的小熱量Qd、、中熱量Q t大熱量9±實時進行比較，判定是否出現冷凝水或沸騰現象， 當有可能出現冷凝水或沸騰現象時，調節熱水器的燃氣量或/和水量，實現熱水器在小熱 量Qd、、中熱量Q^大熱量工作狀態的切換。以下通過三個具體實施例對熱水器最初分別設於小熱量Q+、中熱量或大熱量Q λ工作狀態，針對用戶對熱水器的燃氣量或/和水量大小的手工操作，而自動對熱水器加熱 熱量的工作狀態進行實時切換的一種熱水器熱量切換控制方法。具體實施例一如圖3所示，本實施例中，設小熱量為Q小、中熱量為Q中、大熱量為Q大，Q,j、、Q +、Q大 的值設定為固定值，Q + Q是否成立，若是，執行步驟3)，若否，執行步驟5)；5)判斷熱交換器1是否燃燒停止，若是，則執行步驟6)，若否，則執行步驟8)；6)判斷Q,」、彡Q-Δ Q是否成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟3)；7)熱交換器1在小熱量狀態下運行，執行步驟15)；
9
8)判斷所述熱交換器1是否在小熱量狀態運行中，若是，執行步驟9)，若否，執行 步驟11)9)以避免冷凝或沸騰為依據，判斷所述熱交換器1應該在哪種熱量狀態下運行， 若應在小熱量狀態運行中，則執行步驟7)，若應在中熱量狀態運行中，則執行步驟10)，若 應在大熱量狀態運行中，則執行步驟13)；所述步驟9)包括91)判斷(^SQ是否成立，若 是，則執行步驟13)，若否，則執行步驟92) ；92)判斷Q,」、彡Q Q+ Δ Q是否 成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟122) ；122)判斷知彡Q中是否成立，若是，則 執行步驟13)，若否，則執行步驟10)；13)熱交換器1在大熱量狀態下運行，執行步驟15)；14)以避免冷凝或沸騰為依據，判斷所述熱交換器1應該在哪種熱量狀態下運行， 若應在小熱量狀態運行中，則執行步驟7)，若應在中熱量狀態運行中，則執行步驟10)，若 應在大熱量狀態運行中，則執行步驟13)；所述步驟14)包括141)判斷Qd、> Q+Δ Q是否成 立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟122) ； 142)判斷(^、<0+八0彡(^是否成立，若 是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟13)；15)結束。其中，所述小熱量運行為打開所述第一熱量切換閥門12和燃氣總閥8，關斷所述 第二熱量切換閥門3。所述中熱量運行為打開所述第二熱量切換閥門3和燃氣總閥8，關斷 所述第一熱量切換閥門12。所述大熱量運行為打開所述第一熱量切換閥門12、第二熱量切 換閥門3和燃氣總閥8。繼續參見圖3，其具體操作流程及其原理如下當加熱熱量設定為小熱量狀態時， 打開總閥和第一切換閥。先根據水量傳感器的檢測進水水量，判別水量是否在規定的下限 水量，例如2. 4L/分以上；如果不是，關閉燃氣總閥8，停止燃燒器2的燃燒；如果MCU判斷 是在通水中，如熱水器生成的熱量Q在小熱量Qd、以下，為防止沸騰，就應停止燃燒。如果Q + Q- Δ Q，繼續停止 燃燒；當Q,,^ Q-AQ時，就判定沒有沸騰的可能性，在小熱量下進行加熱運行。如果燃燒沒有處於停止狀態，則先判斷熱水器是否在小熱量工作狀態中；在小熱 量狀態運行中，則把當時的熱水器生成的熱量Q和中熱量Q^及小熱量Qd、相比較；Q^彡Q 時，為避免產生冷凝水，第一熱量切換閥12和第二熱量切換閥3同時打開，熱水器自動在大 熱量狀態下進行加熱運行；Q時，如果Qd、< Q Q，則冷凝水不會產生，熱水器仍在 小熱量狀態下運行。通過以上關係式的判斷可以防止冷凝水發生。
當熱水器不處於小熱量狀態運行時，則判斷是否在中熱量狀態下運行；當機器在 中熱量狀態下時，計算當時的熱水器生成的熱量Q加上誤差滯後Δ9的值和小熱量中的加 熱熱量U目比較，如、彡Q+ΔΟ，可以避免產生冷凝水，關閉第二熱量切換閥3，打開第一 熱量切換閥12，將加熱熱量切換到小熱量Q+狀態；如果Qd、Q+A Q，可以避免產生冷凝水，關閉第二熱量切換 閥3，將加熱熱量恢復到小熱量狀態；如Qd、 Q+ Δ Q是否成立，若是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟13)；15)結束。其中，小熱量狀態運行為打開第一熱量切換閥門12和燃氣總閥8，關斷所述第二 熱量切換閥門3。所述中熱量運行狀態為打開所述第二熱量切換閥門3和燃氣總閥8，關斷 所述第一熱量切換閥12。所述大熱量運行狀態為打開所述第一熱量切換閥12、第二熱量切 換閥3和燃氣總閥8。繼續參見圖4，其具體操作流程及其原理如下加熱熱量設定為中熱量狀態時， MCU打開燃氣總閥8和第二熱量切換閥3。根據水量傳感器5的檢測進水水量，判別水量 是否在規定的下限水量，例如2. 4L/分以上；如果不是，關閉燃氣總閥8，停止燃燒器2的燃 燒；如果MCU判斷是在通水中，計算出當時的熱水器生成的熱量Q如在小熱量Q +以下，為防 止沸騰，就應停止燃燒。如果Q + Q-AQ的 話，繼續停止燃燒；當Qd、< Q-AQ時，就判斷沒有沸騰的可能性，維持在小熱量下進行加熱 運行。當燃燒器2燃燒時，判斷熱水器是否在小熱量狀態運行中；熱水器在小熱量狀態 下，則判斷從當時的熱水器生成的熱量Q減掉規定的誤差滯後AQ的值是否在中熱量Q^ ； 如Q + < Q-Δ Q，就判斷沒有沸騰的可能性，打開第二熱量切換閥3關閉第一熱量切換閥12， 在中熱量狀態下進行加熱運行；如Q-Δ9，繼續小熱量狀態運行。當熱水器不處於小熱量狀態運行，而處於中熱量狀態運行時，計算出當時的熱水 器生成的熱量Q，如在中熱量Q^以下，為防止沸騰，就應轉到小熱量狀態運行，關閉第二熱 量切換閥3和打開第一熱量切換閥12 ；如Q + < Q，再判斷冷凝水判定值Q與Q^的關係；Q^ Q時，不會產 生冷凝水，則繼續中熱量狀態運行。當MCU判斷是處於大熱量狀態下運行時，當時的熱水器生成的熱量Q再加上誤差 滯後AQ的值與中熱量Q^相比較，如Q + >Q-AQ，則關閉第一熱量切換閥12，轉到中熱量 狀態下；如Q-Δ9，仍有可能產生冷凝水，熱水器繼續保持大熱量狀態運行。具體實施例三當熱水器的初始工作狀態為大熱量狀態時，如圖5所示，一種熱水器熱量切換控 制方法包括以下步驟1)設定熱水器的加熱狀態為大熱量狀態；2)所述控制晶片讀取所述水量傳感器5的數據，判斷水水量是否在規定的下限水 量以上，若否，執行步驟3)，若是，執行步驟4)；3)所述熱交換器1燃燒停止，執行步驟15)；4)判斷Q +彡Q是否成立，若是，執行步驟3)，若否，執行步驟5)；5)判斷熱交換器1是否燃燒停止，若是，則執行步驟6)，若否，則執行步驟8)；6)判斷Q,」、彡Q-Δ Q是否成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟3)；7)所述熱交換器1在小熱量狀態下運行，執行步驟15)；8)判斷所述熱交換器1是否在小熱量狀態運行中，若是，執行步驟9)，若否，執行
12步驟11)；9)以避免冷凝水或沸騰為依據，判斷所述熱交換器1應該在哪種熱量狀態下運 行，若應在小熱量狀態運行中，則執行步驟7)，若應在中熱量狀態運行中，則執行步驟10)， 若應在大熱量狀態運行中，則執行步驟13)；所述步驟9)包括91)判斷Q-Δ Q是否成 立，若是，則執行步驟13)，若否，則執行步驟92) ；92)判斷彡Q_AQ<Q±是否成立，若 是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟7)；10)所述熱交換器1在中熱量狀態下運行，執行步驟15)；11)判斷所述熱交換器1是否在中熱量狀態運行中，若是，執行步驟12)，若否，執 行步驟14)；12)以避免冷凝水或沸騰為依據，判斷所述熱交換器1應該在哪種熱量狀態下運 行，若應在小熱量狀態運行中，則執行步驟7)，若應在中熱量狀態運行中，則執行步驟10)， 若應在大熱量狀態運行中，則執行步驟13)；所述步驟12)包括121)判斷是否成 立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟122) ；122)判斷Q-Δ Q是否成立，若是，則 執行步驟13)，若否，則執行步驟10)；13)所述熱交換器1在大熱量狀態下運行，執行步驟15)；14)以避免冷凝或沸騰為依據，判斷所述熱交換器1應該在哪種熱量狀態下運行， 若應在小熱量狀態運行中，則執行步驟7)，若應在中熱量狀態運行中，則執行步驟10)，若 應在大熱量狀態運行中，則執行步驟13)；所述步驟14)包括141)判斷Q + 是否成立， 若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟122) ； 142)判斷(^<0彡(^是否成立，若是，則執 行步驟10)，若否，則執行步驟13)；15)結束；其中，所述小熱量狀態運行為打開所述第一熱量切換閥門12和燃氣總閥8，關斷 所述第二熱量切換閥門3。所述中熱量狀態運行為打開所述第二熱量切換閥門3和燃氣總 閥8，關斷所述第一熱量切換閥門12。所述大熱量狀態運行為打開所述第一熱量切換閥門 12、第二熱量切換閥門3和燃氣總閥8。繼續參見圖5，其具體操作流程及其原理如下當MCU選擇是在大熱量狀態運行 時，首先判斷水量傳感器5的檢測進水水量，判別水量是否在規定的下限水量，例如2. 4L/ 分以上；如果不是，關閉燃氣總閥8，停止燃燒器2的燃燒；如果MCU判斷是在通水中，計算 出當時的熱水器生成的熱量Q如在小熱量的Qd、以下，為防止沸騰，就應停止燃燒。如果Q + <Q，再判斷燃燒器2是否停止燃燒；燃燒停止，則判斷從當時的熱水器生 成的熱量Q減掉規定的誤差滯後Δ Q的值是否在小熱量Qφ以上，QQ- Δ Q的話，繼續停 止燃燒；當Qd、< Q-AQ時，就判斷沒有沸騰的可能性，關閉第二熱量切換閥3，在小熱量下 進行加熱運行。如果燃燒不處於停止狀態下，先判斷是否在小熱量狀態；當判斷是在小熱量狀態 下，從當時的熱水器生成的熱量Q減掉規定的誤差滯後△ Q的值是否在大熱量以上；Q 大 Q-AQ 的，再判斷當時沸騰判定值Q減掉規定的裝誤差滯後△ Q的值與中熱量Q ^及大熱量9±相 比較Q-AQ Q-Δ Q，為避免出現沸騰，熱水器維持小熱量狀態下。當判斷熱水器處於中熱量狀態運行下，計算出當時的熱水器生成的熱量Q如在中 熱量以下，為防止沸騰，關閉第二熱量切換閥3，打開第一熱量切換閥12，熱水器轉到小 熱量狀態下；如果Q^ Q-AQ時，為了避免沸騰，仍維持在中熱量狀態。當判斷熱水器是在大熱量狀態中時，計算出當時的熱水器生成的熱量Q如在中熱 量以下，為避免沸騰，控制器關閉第二熱量切換閥3，轉到小熱量狀態運行；Q + <Q的，再 判斷當時的熱水器生成的熱量Q與中熱量知及大熱量相比較；Q + Q的，則判斷 可避免熱交換器1沸騰，MCU維持在大熱量狀態下。綜上可知，本發明的熱水器通過熱水器熱量切換控制裝置及其熱量切換控制方 法，能有效避免冷凝水和沸騰現象的出現。本發明並不限於兩個燃燒塊及相應的兩個熱量切換閥，可包括兩個以上的燃燒塊 以及相應的兩個以上的熱量切換閥。以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創 造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員 依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術 方案，皆應在本發明的權利要求保護範圍內。
1權利要求
1.一種熱水器熱量切換控制裝置，用於控制所述熱水器的熱量切換，所述熱水器至少 包括水溫傳感器(10)、水量傳感器(5)、燃氣總閥(8)、至少兩個熱量切換閥、水量調節閥，其特徵在於，所述熱水器熱量切換控制裝置包括水溫檢測模塊，與所述水溫傳感器(10)相連，用於獲取所述水溫傳感器(10)的溫度值；水量檢測模塊，與所述水量傳感器( 相連，用於獲取所述水量傳感器(5)的水量值； 燃氣控制模塊，與所述燃氣總閥(8)和所述至少兩個熱量切換閥相連，用於調節所述 熱水器的燃氣量，從而調節所述熱水器生成的熱量；生成熱量判定模塊，用於所述熱水器運行時產生的熱量Q與預設的小熱量Qd、、中熱量 Qt大熱量實時進行比較，判定是否出現冷凝水或沸騰現象；微控制器，分別與所述水溫檢測模塊、所述水量檢測模塊、所述燃氣控制模塊和所述生 成熱量判定模塊相連，通過所述水溫檢測模塊輸入的水溫值和所述水量檢測模塊輸入的水 量值，以及所述生成熱量判定模塊輸出的判定結果，對所述燃氣控制模塊進行控制，以調節 所述熱水器的燃氣量，實現在小熱量Qd、、中熱量大熱量三檔熱量中進行加熱熱量的 切換。
2.一種包括如權利要求1所述的熱水器熱量切換控制裝置的熱水器，至少包括水溫傳 感器(10)、水量傳感器( 、燃氣總閥(8)、至少兩個熱量切換閥、水量調節閥，其特徵在 於，所述熱水器熱量切換控制裝置包括水溫檢測模塊，與所述水溫傳感器(10)相連，用於獲取所述水溫傳感器(10)的溫度值；水量檢測模塊，與所述水量傳感器( 相連，用於獲取所述水量傳感器(5)的水量值； 燃氣控制模塊，與所述燃氣總閥(8)和所述至少兩個熱量切換閥相連，用於調節所述 熱水器的燃氣量，從而調節所述熱水器生成的熱量；生成熱量判定模塊，用於所述熱水器運行時產生的熱量Q與預設的小熱量Qd、、中熱量 Qt大熱量實時進行比較，判定是否出現冷凝水或沸騰現象；微控制器，分別與所述水溫檢測模塊、所述水量檢測模塊、所述燃氣控制模塊和所述生 成熱量判定模塊相連，通過所述水溫檢測模塊輸入的水溫值和所述水量檢測模塊輸入的水 量值，以及所述生成熱量判定模塊輸出的判定結果，對所述燃氣控制模塊進行控制，以調節 所述熱水器的燃氣量，實現在小熱量…、、中熱量Qt大熱量三檔熱量中進行加熱熱量的 切換。
3.根據權利要求2所述的熱水器，其特徵在於所述熱水器包括水量手動控制模塊，與 所述水量調節閥(4)相連，用於調節所述熱水器的通入的水量。
4.根據權利要求2所述的熱水器，其特徵在於所述熱水器包括至少兩個燃燒塊，所述 燃燒塊的數量與所述熱量切換閥相同，且分別連接。
5.根據權利要求4所述的熱水器，其特徵在於所述熱水器包括兩個燃燒塊01、22)， 所述熱水器對應包括兩個熱量切換閥(12、3)，第一燃燒塊與第一熱量切換閥(12)相 連，第二燃燒塊0 與第二熱量切換閥C3)相連，所述第二燃燒塊0 的放熱量大於所述 第一燃燒塊01)。
6.根據權利要求2所述的熱水器，其特徵在於所述水量調節閥G)、所述燃氣總閥(8)、所述第一熱量切換閥(12)和所述第二熱量切換閥(3)均是電磁閥門。
7.一種熱水器的熱量切換控制方法，應用如權利要求1所述的熱水器熱量切換控制裝 置，其特徵在於設置所述熱水器的三檔加熱熱量為小熱量Qd、、中熱量大熱量Q±，所述熱水器運行時生成的熱量為Q，誤差滯後為AQ，且Q = (T-Tin) · W，其中，T為所述熱水器運行時的溫度；Tin為所述水溫傳感器(10) 檢測出的進水溫度；W為所述水量傳感器(5)檢測出的進水水量；所述熱水器的熱量切換控制方法包括以下步驟1)設定所述熱水器的初始加熱熱量狀態；2)所述控制裝置讀取所述水量傳感器(5)的數據，判斷水量是否在規定的下限水量以 上，若否，執行步驟3)，若是，執行步驟4)；3)所述熱交換器(1)燃燒停止，執行步驟15)；4)判斷Qd、>Q是否成立，若是，執行步驟3)，若否，執行步驟5)；5)判斷所述熱交換器(1)是否燃燒停止，若是，則執行步驟6)，若否，則執行步驟8)；6)判斷Qd、<Q-Δ Q是否成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟3)；7)所述熱交換器(1)在小熱量狀態下運行，執行步驟15)；8)判斷所述熱交換器(1)是否在小熱量狀態運行中，若是，執行步驟9)，若否，執行步 驟 11)；9)以避免冷凝水或沸騰為依據，判斷所述熱交換器(1)應該在哪種熱量狀態下運行， 若應在小熱量狀態運行中，則執行步驟7)，若應在中熱量狀態運行中，則執行步驟10)，若 應在大熱量狀態運行中，則執行步驟13)；10)所述熱交換器(1)在中熱量狀態下運行，執行步驟15)；11)判斷所述熱交換器(1)是否在中熱量狀態運行中，若是，執行步驟12)，若否，執行 步驟14)；12)以避免冷凝水或沸騰為依據，判斷所述熱交換器(1)應該在哪種熱量狀態下運行， 若應在小熱量狀態運行中，則執行步驟7)，若應在中熱量狀態運行中，則執行步驟10)，若 應在大熱量狀態運行中，則執行步驟13)；13)所述熱交換器(1)在大熱量狀態下運行，執行步驟15)；14)以避免冷凝水或沸騰為依據，判斷所述熱交換器(1)應該在哪種熱量狀態下運行， 若應在小熱量狀態運行中，則執行步驟7)，若應在中熱量狀態運行中，則執行步驟10)，若 應在大熱量狀態運行中，則執行步驟13)；15)結束。
8.根據權利要求7所述的熱水器的熱量切換控制方法，其特徵在於所述步驟1)中所 述熱水器的加熱狀態為小熱量狀態Qd、時，所述步驟9)包括91)判斷Q^彡Q是否成立，若是，則執行步驟13)，若否，則執行步驟92)；92)判斷Q,」、彡Q是否成立，若是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟7)；所述步驟12)包括121)判斷Q,」、彡Q+AQ是否成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟122)；122)判斷Q中≤Q是否成立，若是，則執行步驟13)，若否，則執行步驟10)； 所述步驟14)包括141)判斷Q小≥Q+AQ是否成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟122)；142)判斷Q+ < Q+AQ≤Q^是否成立，若是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟13)。
9.根據權利要求7所述的熱水器的熱量切換控制方法，其特徵在於所述步驟1)中所 述熱水器的加熱狀態為中熱量狀態Q^時，所述步驟9)包括91)判斷Q 中≤Q-Δ Q是否成立，若是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟7)； 所述步驟12)包括121)判斷Q中≥Q是否成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟122)；122)判斷Q中≤Q是否成立，若是，則執行步驟13)，若否，則執行步驟10)； 所述步驟14)包括141)判斷Q 中≥Q+ Δ Q是否成立，若是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟13)。
10.根據權利要求7所述的熱水器的熱量切換控制方法，其特徵在於所述步驟1)中 所述熱水器的加熱狀態為大熱量狀態時，所述步驟9)包括91)判斷Q中≤Q-ΔQ是否成立，若是，則執行步驟13)，若否，則執行步驟92)；92)判斷≤Q-AQ<Q±是否成立，若是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟7)； 所述步驟12)包括121)判斷彡Q是否成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟122)；122)判斷Q-ΔQ是否成立，若是，則執行步驟13)，若否，則執行步驟10)； 所述步驟14)包括141)判斷彡Q是否成立，若是，則執行步驟7)，若否，則執行步驟122)；142)判斷 <Q彡0±是否成立，若是，則執行步驟10)，若否，則執行步驟13)。
11.根據權利要求7所述的熱水器的熱量切換控制方法，其特徵在於所述熱水器運行 時的溫度的範圍值為25°C 100°C。
12.根據權利要求7所述的熱水器的熱量切換控制方法，其特徵在於所述小熱量狀態 運行為打開第一熱量切換閥(12)和燃氣總閥(8)，關斷第二熱量切換閥(3)；所述中熱量狀 態運行為打開第二熱量切換閥(3)和燃氣總閥(8)，關斷第一熱量切換閥(12)；所述大熱量 狀態運行為打開第一熱量切換閥(12)、第二熱量切換閥(3)和燃氣總閥(8)。
全文摘要
本發明公開了一種熱水器熱量切換控制裝置，熱水器及其熱量切換控制法，用於控制所述熱水器的熱量切換，所述熱水器至少包括水溫傳感器、水量傳感器、燃氣總閥、至少兩個熱量切換閥、水量調節閥，所述熱水器熱量切換控制裝置包括水溫檢測模塊、水量檢測模塊、燃氣控制模塊、生成熱量判定模塊和微控制器。本發明通過熱量切換控制裝置進行自動熱量切換，及時防止冷凝水和沸騰現象的產生，從而延長熱交換器和熱水器的使用壽命，並保證用戶的安全。
文檔編號F24H9/20GK102116531SQ20101002244
公開日2011年7月6日 申請日期2010年1月6日 優先權日2010年1月6日
發明者進士克彥 申請人:上海林內有限公司