專利名稱：一種高效燃氣采暖熱水爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及流體加熱器領域，尤其涉及一種高效燃氣采暖熱水爐。
背景技術：
現(xiàn)有大氣式燃氣采暖熱水爐使用交流恒速風機提供燃燒所需的空氣，且風量是按照采暖爐最大負荷時所需風量設定的，因此額定負荷狀態(tài)下的燃燒效率較高，但在部分負荷狀態(tài)下，由于風機風量較大，燃氣量相對較小，導致過?？諝庀禂?shù)較大，效率較低。針對部分負荷下燃耗效率低的問題，本申請人做了一個實驗測試，測試結(jié)果表明:26kW采暖爐最大負荷效率可達91.5%，最小負荷效率僅84%，如圖1所示。然而，用戶在實際采暖過程中，采暖爐大部分工作時間都處于部分負荷狀態(tài)，即低效率狀態(tài)下燃燒，不利于節(jié)能；使用交流調(diào)速風機的采暖爐，風量能隨著供暖負荷的變化進行適當調(diào)節(jié)，部分負荷熱效率較恒速風機略有提升，但由于受交流電機自身性能限制，調(diào)速范圍有限，部分負荷下效率提升不多，測試結(jié)果表明:同樣26kW采暖爐最小負荷時效率可提升到88% (如圖2所示)，節(jié)能效果有所提升。有鑒于此，面對采暖爐長時間工作在小負荷狀態(tài)下的特點，如何最大限度提升小負荷下的燃燒效率，具有十分重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型的一個目的在于提供一種保證燃氣量與空氣量的匹配，燃燒效率較高的高效采暖熱水爐。為達到以上目的，本實用新型采用如下技術方案。
—種高效燃氣采暖熱水爐，其特征在于，包括:主控制器，與主控制器信號連接的燃氣比例閥、燃燒器、主換熱器、溫度傳感器、集煙罩和直流風機；所述主控制器包括:單片機，連接單片機和燃氣比例閥的比例閥驅(qū)動電路，連接單片機和溫度傳感器的溫度檢測電路，以及連接單片機和直流風機的風機驅(qū)動電路；所述的溫度傳感器安裝在主換熱器的供暖出水端，用以檢測供暖出水溫度；所述的直流風機安裝在集煙罩的上部，用以將燃燒煙氣強制抽到室外和提供燃燒所需的空氣。作為改進地，所述單片機和燃氣比例閥之間還連接有比例閥電流反饋電路。作為改進地，所述風機驅(qū)動電路上連接有恒流電路。作為改進地，所述單片機和直流風機之間連接有轉(zhuǎn)速反饋電路。作為改進地，所述主控器上還設有關機保護電路。本實用新型提供的一種高效燃氣采暖熱水爐，利用直流風機的無極調(diào)速功能精確調(diào)節(jié)燃燒所需的空氣量，保證燃氣量與空氣量的最佳匹配，使得采暖爐在任意供暖負荷下都處于最佳燃燒狀態(tài)，保證高效率燃燒。通過實驗模擬，26kW采暖熱水爐使用本實用新型提供的控制系統(tǒng)后，熱效率均可達到90%以上，節(jié)能效果顯著。此外，由于小負荷燃燒時所需的空氣量減少，風機轉(zhuǎn)速降低，風機的運轉(zhuǎn)噪音及消耗的電功率均隨著降低，整機工作噪音及消耗的電功率也相應降低，實用性好。

圖1所示為現(xiàn)有交流恒速風機采暖爐負荷與效率關系曲線模擬圖；圖2所示為現(xiàn)有交流調(diào)速風機采暖爐負荷與效率關系曲線模擬圖；圖3所示為本實用新型提供的燃氣采暖熱水爐系統(tǒng)安裝結(jié)構示意圖；圖4所示為本實用新型提供的燃氣采暖熱水爐系統(tǒng)主控制器的結(jié)構框圖；圖5所示為本實用新型提供的燃氣采暖熱水爐系統(tǒng)負荷與效率關系模擬圖。附圖標記說明:1、主控制器 2、燃氣比例閥 3、溫度傳感器 4、集煙罩 5、直流風機 6、單片機 7、驅(qū)動電路 8、電流反饋電路 9、風機驅(qū)動電路 10、恒流電路 11、轉(zhuǎn)速反饋電路 12、溫度檢測電路 13、主換熱器 14、燃燒器。
具體實施方式
為進一步闡述本實用新型的實質(zhì)，結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
說明如下。如圖3所示，本實施提供的一種高效燃氣采暖熱水爐包括:主控制器1、與主控制器信號連接的燃氣比例閥2、燃燒器14、主換熱器13、溫度傳感器3、集煙罩4、以及直流風機
5。其中所述直流 風機5安裝在集煙罩4上部，用來將燃燒器14上燃燒產(chǎn)生的廢氣強制抽到室外；所述溫度傳感器3設置在主換熱器13的供暖出水管上，用來監(jiān)測燃氣采暖熱水爐的供暖出水溫度；所述燃氣比例閥5設置在進氣管道上，用來控制單位時間內(nèi)燃氣排出量。如圖4所示,所述主控制器I具體包括:單片機(MCU, Micro Control Unit) 6,比例閥驅(qū)動電路7，比例閥電流反饋電路8，溫度檢測電路12，風機驅(qū)動電路9，恒流電路10及轉(zhuǎn)速反饋電路11。具體地，所述主控制器I與燃氣比例閥2、溫度傳感器3、和直流風機5的連接關系為:單片機6和燃氣比例閥2之間連接有比例閥驅(qū)動電路7和比例閥電流反饋電路8，單片機6和溫度傳感器3之間連接有溫度檢測電路12，單片機6和直流風機5之間連接有風機驅(qū)動電路9和轉(zhuǎn)速反饋電路8。特別地，為更好控制直流風機5正常工作，所述風機驅(qū)動電路9上還連接有恒流電路10。在其他實施方式中，所述單片機上還連接有關機保護電路，當轉(zhuǎn)速反饋電路反饋回的轉(zhuǎn)速超出設定值時，進行關機保護；另外，作為一個變劣設計，所述比例閥電流反饋電路、轉(zhuǎn)速反饋電路中的至少一個被省略，不限于本實施例。本實施例提供的高效燃氣采暖熱水爐，其控制系統(tǒng)將燃氣比例閥開度變化，直流風機轉(zhuǎn)速變化與供暖水溫度變化同步。其具體控制原理為:隨著溫度傳感器3檢測到供暖水溫度的改變，單片機6通過比例閥驅(qū)動電路6對燃氣比例閥2的工作電流進行調(diào)節(jié)，此時隨著燃氣比例閥2開度的變化，燃燒所需空氣量也發(fā)生變化，單片機6通過風機驅(qū)動電路9調(diào)節(jié)直流風機5的轉(zhuǎn)速，保證空氣量與燃氣量相匹配。實際控制時，所述單片機6通過溫度檢測電路12、溫度傳感器3來檢測實際供暖出水溫度,計算出當前燃燒功率,并將計算結(jié)果與當前需求功率進行比較,根據(jù)比
較結(jié)果；通過比例閥驅(qū)動電路7對燃氣比例閥2進行PID (Proportion IntegrationDifferentiation,比例積分微分)調(diào)節(jié)，使得當前出水溫度向目標溫度逼近，滿足供暖需求。同時，單片機6還通過電流反饋電路8檢測燃氣比例閥2的實際工作電流，計算出當前負荷下燃燒所需的空氣量，轉(zhuǎn)化為相對應的風機轉(zhuǎn)速信號；通過風機驅(qū)動電路9控制直流風機5按計算出的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，同時通過轉(zhuǎn)速反饋電路11可檢測直流風機5的實際工作轉(zhuǎn)速，當轉(zhuǎn)速異常時，可通過風機驅(qū)動電路9進行調(diào)節(jié)，保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。此外，當出現(xiàn)煙道堵塞或其他導致直流風機5出現(xiàn)工作異常情況時，由于直流風機本身特性，直流風機5實際輸出功率降低，即實際輸出風量降低，工作電流減小，轉(zhuǎn)速上升，此時恒流電路10檢測到直流風機5工作電流降低后，會對風機電流進行補償，將風機電流恒定到正常狀態(tài)，保證正常燃燒。特別地，在堵塞狀態(tài)下，由于恒流電路10的作用，風機轉(zhuǎn)速會進一步提高，當風機轉(zhuǎn)速超出設定范圍時，進行關機保護。本實施例提供的一種高效燃氣采暖熱水爐，采用直流風機進行無極調(diào)速，能十分精確地控制采暖爐在不同負荷下的空氣量，使燃氣與空氣的配比始終處于最佳狀態(tài)，確保采暖熱水爐始終處于高效率燃燒狀態(tài)，節(jié)省能源，降低運行成本。同時，在燃氣采暖熱水爐的部分負荷下，直流風機的轉(zhuǎn)速小，運行噪音及消耗的電功率均較低，進一步減少耗能。此夕卜，以26kW采暖熱水爐為例，進行實驗測試，如圖5所示，測試結(jié)果顯示:其最大負荷效率可達92.5%，最小負荷效率僅90%，表明部分負荷條件下，燃燒效率得到極大提高。以上具體實施方式
對本實用新型的實質(zhì)進行了詳細說明，但并不能以此來對本實用新型的保護范圍進行限制。但凡依照本實用新型之實質(zhì)所做簡單改進和修飾都落在本專利權利要求的保護范圍 之內(nèi)。
權利要求1.一種高效燃氣采暖熱水爐，其特征在于，包括:主控制器，與主控制器信號連接的燃氣比例閥、燃燒器、主換熱器、溫度傳感器、集煙罩和直流風機；所述主控制器包括:單片機，連接單片機和燃氣比例閥的比例閥驅(qū)動電路，連接單片機和溫度傳感器的溫度檢測電路，以及連接單片機和直流風機的風機驅(qū)動電路；所述的溫度傳感器安裝在主換熱器的供暖出水端，用以檢測供暖出水溫度；所述的直流風機安裝在集煙罩的上部，用以將燃燒煙氣強制抽到室外和提供燃燒所需的空氣。
2.根據(jù)權利要求1所述的高效燃氣采暖熱水爐，其特征在于，所述主控制器的單片機和燃氣比例閥之間還連接有比例閥電流反饋電路。
3.根據(jù)權利要求1所述的高效燃氣采暖熱水爐，其特征在于，所述風機驅(qū)動電路上連接有恒流電路。
4.根據(jù)權利要求1所述的高效燃氣采暖熱水爐，其特征在于，所述單片機和直流風機之間連接有轉(zhuǎn)速反饋電路。
5.根據(jù)權利要求1所述的高效燃氣采暖熱水爐，其特征在于，所述主控器上還設有關機保護電路?！?br> 專利摘要本實用新型公開一種高效燃氣采暖熱水爐，包括主控制器，與主控制器信號連接的燃氣比例閥、燃燒器、主換熱器、溫度傳感器、集煙罩和直流風機；所述主控制器包括單片機，連接單片機和燃氣比例閥的比例閥驅(qū)動電路、比例閥電流反饋電路，連接單片機和溫度傳感器的溫度檢測電路，以及連接單片機和直流風機的風機驅(qū)動電路、恒流電路、轉(zhuǎn)速反饋電路；所述的溫度傳感器安裝在主換熱器的供暖出水端，用以檢測供暖出水溫度；所述的直流風機安裝在集煙罩的上部，用以將燃燒煙氣強制抽到室外和提供燃燒所需的空氣。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型利用直流風機的無極調(diào)速功能精確調(diào)節(jié)燃燒所需的空氣量，保證燃氣量與空氣量的最佳匹配，燃燒效率高。
文檔編號F23N1/02GK203116079SQ20122068303
公開日2013年8月7日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權日2012年12月12日
發(fā)明者余少言, 仇明貴, 汪為彪 申請人:廣東萬家樂燃氣具有限公司