燃气热水设备及其预热循环控制方法和可读存储介质

技术领域

本公开涉及燃气热水设备控制领域，尤其涉及一种燃气热水设备及其预热循环控制方法和可读存储介质。

背景技术

燃气热水设备通常包括燃气热水器和燃气锅炉。其中，燃气热水器用于饮用、洗浴等生活热水的供应需求；而燃气锅炉除了可用于提供生活热水外，还可与安装在室内的散热器连通来提供中央供暖的功能。

通常，用户在有生活热水使用需求时会打开水龙头，燃气热水设备随之启动。在设备刚启动的一段时间内，水管中储存的冷水会先排出，从而影响用户的使用体验。为了避免这个问题，目前的燃气热水设备通常具有预热循环模式，以在用户不使用热水期间，循环预热水管的冷水，使用户打开后即能使用上热水。在预热循环模式时，一旦检测到用户有生活热水的使用需求，设备会打断预热循环，而专注于生活热水的提供。然而，一旦生活热水打断预热循环，而后在预热循环模式启动条件达到后，就会重新启动预热循环，此显然增加了设备的启停次数。另外，对于燃气锅炉而言，如果设备在冬季供暖的话，还会增加打断供暖的时间，影响用户体验。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种燃气热水设备及其预热循环控制方法和可读存储介质。

本公开实施例的第一方面提供一种燃气热水设备的预热循环控制方法，其包括：预热循环模式时，启动水泵工作；在检测到当前水流量超过预设循环水流量时，如果循环水温度尚未达到预热停止温度阈值，则保持水泵继续工作。

在一些实施例中，预热循环模式时所需的燃烧热负荷根据第一设定出水温度计算获得；该方法还包括，在当前水流量超过预设循环水流量时，采用第二设定出水温度以替换第一设定出水温度来计算所需的燃烧热负荷。

在一些实施例中，第二设定出水温度大于第一设定出水温度。

在一些实施例中，预设循环水流量为，无水流时启动水泵后测得的水流量。

在一些实施例中，当前水流量超过预设循环水流量包括，当前水流量超过预设循环水流量且达到一定增幅。

本公开实施例的第二方面提供一种燃气热水设备，其包括水流量传感器、温度传感器、水泵和控制器。其中，控制器被配置为：在预热循环模式时启动水泵工作；通过水流量传感器获取当前水流量，在当前水流量超过预设循环水流量时，如果通过温度传感器检测到的循环水温度尚未达到预热停止温度阈值，则保持水泵继续工作。

在一些实施例中，控制器还被配置为，根据第一设定出水温度计算预热循环模式所需的燃烧热负荷；且在当前水流量超过预设循环水流量时，采用第二设定出水温度以替换第一设定出水温度来计算所需的燃烧热负荷。

在一些实施例中，第二设定出水温度大于第一设定出水温度。

在一些实施例中，控制器还被配置为，在无水流时启动水泵以测得所述预设循环水流量。

在一些实施例中，当前水流量超过预设循环水流量包括，当前水流量超过预设循环水流量且达到一定增幅。

本公开实施例的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，该等指令被处理器执行时实现上述的方法。

本公开的一个或多个实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：燃气热水设备工作在预热循环模式时，当检测到水流量超过预设循环水流量，即有生活热水的使用需求介入时，预热循环(水泵的工作)并不会因此被打断，从而，避免频繁启动设备，此外，也避免在冬季供暖时增加打断供暖的时间而影响用户的体验。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开的一实施例中燃气热水设备连接于一热水系统中的原理框图；

图2是图1所示的燃气热水设备的控制器的原理框图；

图3是图2所示的控制器在预热循环模式时检测到生活用水需求时控制方法的流程图；

图4是本公开的另一实施例中燃气热水设备连接于一热水系统中的原理框图。

具体实施方式

以下将结合附图对所示的各实施例进行详细描述。但这些实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在所附权利要求书所请求的保护范围内。

燃气热水设备是以可燃气体为燃料，如天燃气、城市煤气、液化气、沼气等，通过燃烧可燃气体来提供热量以满足用户的生活需求，例如，提供生活热水的燃气热水器、或可同时提供生活热水和供暖需求的燃气锅炉等。

如图1所示的本公开一实施例中的热水系统100，其中，燃气热水设备为燃气热水器，其通过一冷水管路51、一热水管路52与一用水点(如混水阀龙头)70连通；此外，一回水管路53通过两个三通接头61、62连接在冷水管路51和热水管路52之间。管路可以是由若干水管连接而成以形成的水流通路。用水点可以有多个，分别与冷水管路和热水管路连接。在本实施例中，用水点70为若干用水点中距离燃气热水设备最远或较远的一个用水点。当燃气热水设备工作于卫浴模式，即只有生活热水需求时，冷水和热水分别经由冷水管路51和热水管路52供应至用水点70并混合后输出。当燃气热水设备工作于预热循环模式时，在水泵184的驱动下，设备输出的热水经由热水管路52、回水管路53、回流至设备内在加热。当燃气热水设备工作于混合模式时，在水泵184的驱动下，设备输出的热水一部分经由热水管路52、回水管路53、回流至设备内；另一部分热水则通过热水管路52供应至用水点70，同经由冷水管路51流至用水点70的冷水混合后一起输出。

燃气热水设备包括壳体10，收容在壳体10中燃烧器组件、热交换器13、以及排烟装置14等。壳体10可由若干面板拼接而成，以在其内形成收容空间以容纳各部件。壳体10底部延伸出进水管111、出水管112、和燃气供应管路113。其中，进水管111和冷水管路51连接，出水管112和热水管路52连接。

燃烧器组件通常包括分气架(未图示)和燃烧器12。一气阀15设置在燃气供应管路113上，该气阀15可以是一电可控阀门，用于连通或断开供气通道以及控制进入分气架的燃气供应量。在一些实施例中，燃烧器12包括沿纵向并排布置的若干燃烧单元。每一燃烧单元呈扁平板状，其通常被直立地固定在燃烧器框架中，其下部设有进气口，顶部设有若干火孔，以及连通进气口和若干火孔的燃气-空气混合通道。经由气阀15的燃气通过分气架的分配进入每一燃烧单元的进气口，并和同时进入的一次空气在燃气-空气混合通道内混合、并传递给位于火排片顶部的火孔以供燃烧并生成炙热的烟气。燃烧器组件还包括用于点燃燃气与空气混合物的点火装置121、和用于检测火焰是否存在的火焰检测装置122。在一些实施例中，点火装置121包括延伸位于燃烧单元的火孔上方的一对点火电极。火焰检测装置122包括延伸位于燃烧单元的火孔上方的一火焰检测电极。

燃烧器12燃烧产生的热量通过热交换器13。热交换器13通常设置在燃烧器12的上方。在一些实施例中，热交换器可采用翅片管式热交换器，即热交换器壳体内设置有多个翅片，一热交换水管迂回地穿过这些翅片，其两头分别与位于水流方向的上游的进水管111和位于水流方向的下游的出水管112连通。燃气-空气混合物燃烧产生的热量被翅片所吸收，并进一步传递给流经热交换水管中的水，加热后的水通过出水管112传递给热水管路，从而为用户提供饮用、洗浴等生活热水。

在一些实施例中，风机16可设置在燃烧器12下方以驱动空气流动，从而提供燃烧所需的空气，并促使燃烧产生的烟气被排烟装置14的集烟罩收集，进而通过与集烟罩连接的排烟管路(未图示)而被排出。一进水温度传感器181设置在进水管111处(如进水管外壁上)，以用于检测通过进水管的水流的温度。温度传感器可以是热敏电阻，如正温度系数热敏电阻(Positive Temperature Coefficient，PTC)，在一些实施例中，温度传感器也可以是负温度系数(Negative Temperature Coefficient，NTC)温度传感器。一流量检测器183设置在水路中以用于检测水流量。在一些实施例中，该流量传感器可以安装在进水管111处以用于检测进水流量，其可以包括带有磁铁的转子组件和霍尔元件，当有水流通过该检测装置183时，转子组件被带着转动，从而利用霍尔元件的霍尔效应来测量磁性物理量。一水泵184设置在水路中以用于驱动或促进水流。例如，在预热循环模式时，水泵184工作可用于驱动水流循环预热；在混合模式时，水泵184亦可工作以促进水流的流动。

控制器17设置在壳体10内以用于检测和控制燃气热水设备内各电路器件的工作。在一些实施例中，控制器17可以是包含处理器和存储器、以及若干电子元件按照一定布线方式连接而成的控制电路。处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、或其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器。本实施例中，处理器是燃气热水设备的控制中心，其利用各种接口和线路连接设备的各个部分。例如，控制器17与点火装置121、火焰检测装置122、气阀15、风机16、进水温度传感器181、流量传感器183、水泵184等有线电性连接或无线通信。

存储器可用于存储在上述处理器上操作的任何应用程序或方法的指令、以及各种类型的数据。上述处理器通过运行或执行存储在存储器内的程序或指令，以及调用存储在存储器内的数据，来实现燃气热水设备的各种功能。存储器可以包含任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合，如静态随机存储器(SRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、可编程只读存储器(PROM)、只读存储器(PROM)、磁存储器、快闪存储器、固态存储器、磁盘或光盘等。

参照图2所示的控制器的一种实施例。本实施例中，控制器17包含用于存储设定温度Ts的存储器171、热负荷计算单元172。上述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述这些计算机程序在处理器中的执行过程。以下配合图3所示的一实施例中燃气热水设备在预热循环模式时、当检测到生活热水需求时的控制方法的各步骤，来描述控制器17中的处理器执行这些计算机程序时实现包含上述单元的各功能。

步骤201：在预热循环模式时，控制器17启动水泵184，并根据所需的燃烧热负荷P1相应地控制燃烧器组件、气阀15、和风机16的工作。其中，燃烧热负荷P1可根据第一设定出水温度Ts1计算获得。例如，可通过如下公式计算：P1＝Q×ΔT1。其中，Q为通过流量传感器183检测到的当前水流量；ΔT1＝Ts1-Ti，Ts1预先存储在设定温度Ts的存储器171中，Ti为通过进水温度传感器181采集的当前进水温度Ti。

用户有生活热水使用需求时，如打开用水点70处的混水阀龙头，这时管路中的水流量会增加，通过水流量传感器183能够检测到当前水流量Q超过在预热循环模式时的预设循环水流量Q1，即Q＞Q1。在一些实施例中，为避免由于水流波动而导致水流量变化带来的误判，可以设置一定水流量增幅ΔQ，即在当前水流量超过预设循环水流量且达到一定增幅，即Q≥Q1+ΔQ时，表明用户有生活热水的使用需求。

步骤202：接下来，控制器判断循环水温度T是否达到预热停止温度阈值Th。在一些实施例中，预热停止温度阈值Th可以等于第一设定出水温度Ts1，即判断当前的循环水温度T是否达到预先设定的第一设定出水温度Ts1，如果达到，则可以停止水泵工作并退出预热循环模式。其中，循环水温度T可以是燃气热水设备内的水路、或冷水管路51、热水管路52、以及回水管路53的任一点处采集的温度，在本实施方式中，可采用进水温度传感器181检测得到的温度表征循环水温度，当然也可在出水管112处设置温度传感器来表征循环水温度。

步骤203：如果循环水温T达到预热停止温度阈值Th，则水泵184停止工作，即设备退出了预热循环模式、并进入卫浴模式。此时，控制器17会根据新的设定出水温度，如采用第二设定出水温度Ts2以替换第一设定出水温度Ts1来计算燃烧热负荷P2，从而相应地控制燃烧器组件、气阀15、和风机16的工作。第二设定出水温度Ts2可以是用户通过燃气热水设备面板上或遥控器上的操作按钮、或通信终端(如手机)上的用于控制设备运行的应用程序，经由有线、或基于通信标准的无线网络输入并储存在存储器171中。存储器171中也可存有出厂时预先设定的第二设定出水温度，如果用户没有输入新的设定温度，则该预存温度会被读取，否则，用户输入的最新的设定温度就会被读取。

步骤204：如果循环水温度T尚未达到预热停止温度阈值Th，则保持水泵184继续工作。此时，设备工作于混合模式，控制器17采用第二设定出水温度Ts2以替换第一设定出水温度Ts1来算燃烧热负荷P3，以相应地控制燃烧器组件、气阀15、和风机16的工作。在一些实施例中，第二设定出水温度Ts2大于一设定出水温度Ts1。这是因为，第一设定出水温度Ts1适用于循环水的加热，如果设置地过高，会导致冷水管路中的水也会过热。如果冷水管路中连接有净水器，或者用户只想使用冷水时，则用水点输出的冷水有可能会过热而导致烫伤用户。

由于不同用户家里的水管铺设方式和铺设长度不尽相同，所以，设备在出厂时预设的表征预热循环模式下的循环水流量并不一定适用于所有的家庭用户。在一些实施例中，设备在用户家中安装完成后，可以通过预先运行水泵来来采集该预设循环水流量。例如，在一些实施例中，当设备处于待机状态，即管路中没有水流时，用户可通过单独的按钮、或进入菜单调用预设循环水流量设定的功能。该功能触发后，水泵启动，待一定时长、如30秒后，循环水流稳定，则控制器17通过水流量传感器183采集当前的水流量，并存储该流量值以作为预设循环水流量Q1。用户可在使用一段时间后，重新触发此功能以更新预设循环水流量Q1的值。

图4所示的是另一实施例中的加热系统200，其与图1中所示的加热系统100类似，主要区别在于，回水管55通过两个三通接头63、64连接在靠近用水点70的冷水管路51和热水管路52之间。通过这种方式，即使用户在家中装修时没有预先铺设回水管，也可以在距离燃气热水设备远端的用水点处(如台盆下方)的冷、热水管之间连接回水管来实现预热循环功能。

燃气热水设备工作在预热循环模式时，当检测到水流量超过预设循环水流量，即有生活热水的使用需求介入时，预热循环(水泵的工作)并不会因此被打断，从而，避免频繁启动设备，此外，也避免在冬季供暖时增加打断供暖的时间而影响用户的体验。

上述公开实施例的方法中的全部或部分步骤，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，该计算机程序包括计算机程序代码，该等代码可以是源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。可读存储介质可以包含任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合，如静态随机存储器(SRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、可编程只读存储器(PROM)、只读存储器(PROM)、磁存储器、快闪存储器、固态存储器、磁盘或光盘等。

应当理解，上述公开中所披露的方法和装置，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，如控制器中单元的划分，仅为一种逻辑功能的划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元可以结合或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，上述所讨论的部件、元器件、单元相互之间的连接可以是电性、机械、或其他连接形式；可以是直接连接，也可以是通过一些接口等的间接连接；可以是有线连接，也可以是无线通信。

此外，上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元；可以根据实际需要选择其中的部分或者全部单元来实现公开实施例方案的目的。另外，上述各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。