燃气热水器

摘要

本发明公开了一种燃气热水器。燃气热水器包括壳体、催化燃烧器和控制系统。壳体内形成有燃烧室；催化燃烧器设置在燃烧室内；控制系统安装在壳体上，控制系统包括第一光感器和第二光感器，第一光感器设置在催化燃烧器的第一侧以用于检测第一光强，第二光感器设置在催化燃烧器的第二侧以用于检测第二光强，第一侧与第二侧分别为催化燃烧器沿燃气流路的相背的两侧，控制系统用于依据第一光强和第二光强检测催化燃烧器的燃烧状态。本发明的燃气热水器依据第一光强和第二光强来检测催化燃烧器的燃烧状态，如此，达到实时检测催化燃烧器的燃烧状态，并在催化燃烧器出现燃烧异常时，进行安全措施，提高了使用燃气热水器的安全性。

权利要求

1.一种燃气热水器，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内形成有燃烧室；

风机组件，所述风机组件包括风机和气体分配器；

燃气进气管，所述燃气进气管用于向燃烧室内输入燃气；

风机，所述风机用于向气体分配器输入高速空气；所述燃气进气管与气体分配器连通，所述燃气从燃气进气管输入，并在所述气体分配器内与来自风机的高速空气混合，并从所述气体分配器进入燃烧室；

催化燃烧器，所述催化燃烧器设置在所述燃烧室内；和预热燃烧器，所述预热燃烧器安装在燃烧室内，并用于在燃烧室加热催化燃烧器；

控制系统，所述控制系统安装在所述壳体上，所述控制系统包括第一光感器和第二光感器，所述第一光感器设置在所述催化燃烧器的第一侧以用于检测第一光强，所述第二光感器设置在所述催化燃烧器的第二侧以用于检测第二光强，所述第一侧与所述第二侧分别为所述催化燃烧器沿燃气流路的相背的两侧，所述第一侧位于所述第二侧的燃气流路的上游，所述控制系统用于依据所述第一光强和所述第二光强检测所述催化燃烧器的燃烧状态，判断所述第一光强是否处于预设的第一范围且所述第二光强是否处于预设的第二范围；若均是，则判断所述第一光强是否小于所述第二光强；和若是，则控制所述风机组件降低风速。

2.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述壳体的侧壁开设有与所述燃烧室连通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔位于所述第一侧，所述第二通孔位于所述第二侧，所述第一光感器和所述第二光感器位于所述壳体外，所述第一光感器与所述第一通孔对准，所述第二光感器与所述第二通孔对准。

3.根据权利要求2所述的燃气热水器，其特征在于，所述壳体的侧壁的数量为多个，所述第一通孔与所述第二通孔开设在同一个侧壁上，或不同的侧壁上。

4.根据权利要求2所述的燃气热水器，其特征在于，所述控制系统还包括电路板和遮光罩，所述第一光感器和所述第二光感器设置在所述电路板上，所述遮光罩设置在所述电路板上并环绕所述第一光感器和所述第二光感器。

5.根据权利要求4所述的燃气热水器，其特征在于，所述遮光罩开设有透光孔，所述透光孔与所述第一通孔和所述第二通孔对准，光线穿过所述透光孔后被所述第一光感器和所述第二光感器接收。

6.根据权利要求4所述的燃气热水器，其特征在于，所述遮光罩的材料为铜、或铝合金、或不锈钢中的任意一种或多种。

7.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述控制系统还用于：若判断所述第一光强不小于所述第二光强，则判断所述第一光强与所述第二光强的差值是否小于预设的差值；和

若否，则控制所述风机组件提高风速。

8.根据权利要求1‑6任意一项所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器还包括风机组件、预热燃烧器和温度传感器，所述风机组件用于向所述燃烧室内提供燃气，所述预热燃烧器安装在所述燃烧室内并用于在燃烧时加热所述催化燃烧器，所述温度传感器设置在所述催化燃烧器上，并用于检测所述催化燃烧器的温度，所述控制系统用于在所述催化燃烧器的温度大于预设的温度阈值时，控制所述风机组件提高风速以熄灭所述预热燃烧器。

9.根据权利要求1‑6任意一项所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器还包括风机组件、预热燃烧器和点火器，所述风机组件用于向所述燃烧室内提供燃气，所述预热燃烧器安装在所述燃烧室内并用于在燃烧时加热所述催化燃烧器，所述点火器用于点燃所述预热燃烧器，在所述点火器点燃所述预热燃烧器前，所述控制系统用于：判断所述第一光强或所述第二光强是否大于预设的强度阈值；和若是，则控制所述风机组件提高风速。

10.根据权利要求9所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器还包括燃气进气管，所述燃气进气管用于向所述燃烧室内输入燃气，所述控制系统用于：若判断所述第一光强或所述第二光强小于预设的强度阈值，所述点火器点燃所述预热燃烧器；

判断所述第一光强是否小于预设的第一阈值且所述第二光强是否小于预设的第二阈值；和

若均否，则控制关闭所述燃气进气管的阀门并控制所述风机组件提高风速。

说明书

燃气热水器

技术领域

[0001] 本发明涉及燃气热换技术领域，更具体而言，涉及一种燃气热水器。

背景技术

[0002] 通常燃气热水器包括催化燃烧器和预热燃烧器，预热燃烧器用于给催化燃烧器预热以使催化燃烧器达到工作温度，但催化燃烧器和预热燃烧器均设置在壳体的内部，且在
工作时内部的燃烧温度较高，无法判断催化燃烧器的燃烧状态，当催化燃烧器出现燃烧异
常时，用户仍然不得知，导致燃气热水器的使用存在较大的安全隐患。

发明内容

[0003] 本发明实施方式提供一种燃气热水器。

[0004] 本发明实施方式的燃气热水器包括：

[0005] 壳体，所述壳体内形成有燃烧室；

[0006] 催化燃烧器，所述催化燃烧器设置在所述燃烧室内；和

[0007] 控制系统，所述控制系统安装在所述壳体上，所述控制系统包括第一光感器和第二光感器，所述第一光感器设置在所述催化燃烧器的第一侧以用于检测第一光强，所述第
二光感器设置在所述催化燃烧器的第二侧以用于检测第二光强，所述第一侧与所述第二侧
分别为所述催化燃烧器沿燃气流路的相背的两侧，所述控制系统用于依据所述第一光强和
所述第二光强检测所述催化燃烧器的燃烧状态。

[0008] 在某些实施方式中，所述壳体的侧壁开设有与所述燃烧室连通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔位于所述第一侧，所述第二通孔位于所述第二侧，所述第一光感器和所
述第二光感器位于所述壳体外，所述第一光感器与所述第一通孔对准，所述第二光感器与
所述第二通孔对准。

[0009] 在某些实施方式中，所述壳体的侧壁的数量为多个，所述第一通孔与所述第二通孔开设在同一个侧壁上，或不同的侧壁上。

[0010] 在某些实施方式中，所述控制系统还包括电路板和遮光罩，所述第一光感器和所述第二光感器设置在所述电路板上，所述遮光罩设置在所述电路板上并环绕所述第一光感
器和所述第二光感器。

[0011] 在某些实施方式中，所述遮光罩开设有透光孔，所述透光孔与所述第一通孔和所述第二通孔对准，光线穿过所述透光孔后被所述第一光感器和所述第二光感器接收。

[0012] 在某些实施方式中，所述遮光罩的材料为铜、或铝合金、或不锈钢中的任意一种或多种。

[0013] 在某些实施方式中，所述燃气热水器还包括风机组件，所述风机组件用于向所述燃烧室内提供燃气，所述第一侧位于所述第二侧的燃气流路的上游，所述控制系统用于：

[0014] 判断所述第一光强是否处于预设的第一范围且所述第二光强是否处于预设的第二范围；

[0015] 若均是，则判断所述第一光强是否小于所述第二光强；和

[0016] 若是，则控制所述风机组件降低风速。

[0017] 在某些实施方式中，所述控制系统还用于：

[0018] 若判断所述第一光强不小于所述第二光强，则判断所述第一光强与所述第二光强的差值是否小于预设的差值；和

[0019] 若否，则控制所述风机组件提高风速。

[0020] 在某些实施方式中，所述燃气热水器还包括风机组件、预热燃烧器和温度传感器，所述风机组件用于向所述燃烧室内提供燃气，所述预热燃烧器安装在所述燃烧室内并用于
在燃烧时加热所述催化燃烧器，所述温度传感器设置在所述催化燃烧器上，并用于检测所
述催化燃烧器的温度，所述控制系统用于在所述催化燃烧器的温度大于预设的温度阈值
时，控制所述风机组件提高风速以熄灭所述预热燃烧器。

[0021] 在某些实施方式中，所述燃气热水器还包括风机组件、预热燃烧器和点火器，所述风机组件用于向所述燃烧室内提供燃气，所述预热燃烧器安装在所述燃烧室内并用于在燃
烧时加热所述催化燃烧器，所述点火器用于点燃所述预热燃烧器，在所述点火器点燃所述
预热燃烧器前，所述控制系统用于：

[0022] 判断所述第一光强或所述第二光强是否大于预设的强度阈值；和

[0023] 若是，则控制所述风机组件提高风速。

[0024] 在某些实施方式中，所述燃气热水器还包括燃气进气管，所述燃气进气管用于向所述燃烧室内输入燃气，所述控制系统用于：

[0025] 若判断所述第一光强或所述第二光强小于预设的强度阈值，所述点火器点燃所述预热燃烧器；

[0026] 判断所述第一光强是否小于预设的第一阈值且所述第二光强是否小于预设的第二阈值；和

[0027] 若均否，则控制关闭所述燃气进气管的阀门并控制所述风机组件提高风速。

[0028] 本发明实施方式的燃气热水器通过设置控制系统，控制系统的第一光感器用于检测催化燃烧器的第一侧的第一光强，第二光感器用于检测催化燃烧器的第二侧的第二光
强，并依据第一光强和第二光强来检测催化燃烧器的燃烧状态，如此，达到实时检测催化燃
烧器的燃烧状态，并在催化燃烧器出现燃烧异常时，进行安全措施，提高了使用燃气热水器
的安全性。

[0029] 本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。

附图说明

[0030] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0031] 图1为本发明实施方式的燃气热水器的结构示意图；

[0032] 图2为图1中的燃气热水器沿II方向的视图的部分结构示意图；

[0033] 图3为本发明实施方式的第一光感器和第一光感器的电路原理图；

[0034] 图4为本发明实施方式的燃气热水器的部分结构示意图；

[0035] 图5为图4中的燃气热水器的沿V‑V线的截面示意图；

[0036] 图6为本发明实施方式的燃气热水器的模块示意图；

[0037] 图7至图11为本发明实施方式的燃气热水器的控制流程示意图。

具体实施方式

[0038] 以下结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

[0039] 另外，下面结合附图描述的本发明的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的限制。

[0040] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0041] 请参阅图1，本发明实施方式提供一种燃气热水器100。燃气热水器100以燃气为燃料，通过燃烧加热的方式，用于给对进入燃气热水器100的水进行加热。燃气热水器100可以
为壁挂式热水器。在一个例子中，燃气热水器100包括外壳101，外壳101设置有安装结构，比
如螺孔、螺栓等，以便燃气热水器100安装到墙壁上。燃气热水器100还包括向燃气热水器
100内引进水的进水管102、设置在燃烧室11的上方的换热器103、用于向外部提供热水的出
水管104。进水管102与出水管104均穿过换热器103，出水管104与燃气热水器100的外部连
通。当燃气在燃烧室11内燃烧产生热能时，从进水管102进入的水在换热器103内吸收热能，
温度升高形成热水，热水经出水管104流出。燃气热水器100还包括设置在换热器103上方的
集烟罩105，集烟罩105用于收集换热后的烟气并使其排放到外部。

[0042] 请参阅图1和图4，在本发明实施方式中，燃气热水器100包括壳体10、催化燃烧器20和控制系统30。壳体10、催化燃烧器20和控制系统30均设置在外壳101内。

[0043] 壳体10内形成有燃烧室11。在燃气热水器100工作时，燃气在燃烧室11内进行燃烧。壳体10为燃气燃烧提供密闭的环境，以避免燃气在燃烧过程中产生的有毒气体，例如
NOx(含氮氧化物，例如NO、NO2)、CO直接泄露于大气中，危害人体。壳体10可以由金属、合金、
陶瓷等具有耐高温的材料制成。

[0044] 催化燃烧器20设置在燃烧室11内。催化燃烧器20上的表面涂覆有催化剂。在催化剂作用下，燃气的起燃温度降低，加深其氧化程度，也有效降低了催化燃烧器20的火口温
度，从而抑制燃烧过程中NOx的产生。同时，催化剂使燃气在较低的起燃温度条件下发生无
焰燃烧，并使燃烧过程中产生的CO氧化成CO2，以此达到降低有害气体排放的目的。再有，催
化剂使反应物分子(例如CH4和O2)富集于催化剂表面，以提高反应速率、提高燃料利用率。在
一个例子中，催化剂优选为贵金属，例如铂、钯等。

[0045] 请结合图4，控制系统30安装在壳体10上。控制系统30包括第一光感器31和第二光感器32，第一光感器31设置在催化燃烧器20的第一侧21以用于检测第一光强，第二光感器
32设置在催化燃烧器20的第二侧22以用于检测第二光强。第一侧21与第二侧22分别为催化
燃烧器20沿燃气流路(如图1中的Z方向)的相背的两侧。控制系统30用于依据第一光强和第
二光强检测催化燃烧器20的燃烧状态。

[0046] 请结合图3，光感器(31、32)包括设置在表面的光敏材料和内部的芯片。光敏材料在光的照射下，内部会产生电子运动，导致光感器的阻值变化，并输出光生电流。通过在光
感器上设置滤光片，例如可见光通过滤光片(通过可见光，过滤非可见光)，光敏材料只吸收
可见光，不吸收非可见光。因此，在可见光的照射下，光敏材料会产生电子运动，光感器的阻
值变化，并输出光生电流。而在非可见光的照射下，例如红外光，光敏材料不会产生电子运
动，光感器的阻值不会变化，从而无法输出光生电流。如此，根据上述光感器的感光特性，将
光感器接入电路中，可利用光感器采集可见光并测量可见光的强度。在一个例子中，在光感
器的两端加直流电压，可以测量光生电流的大小，从而判断出被测量可见光的强度。在本实
施例中，第一光感器31和第二光感器32均用于采集可见光并测量可见光的强度。

[0047] 催化燃烧器20在燃烧温度高于催化温度时会变红，形成人眼可以看到的可见光。并且，催化燃烧器20在燃烧温度不一样时，可见光的强度是不一样。沿燃气流路的方向上，
由于催化燃烧器20的第一侧21和第二侧22的燃气浓度不一样，从而使得在催化燃烧器20燃
烧时，第一侧21的温度与第二侧22的温度不一样。根据上述催化燃烧器20的燃烧特性，第一
光感器31检测到的第一光强与第二光感器32检测到的第二光强数值不相等，控制系统30以
此判断催化燃烧器20的燃烧状态。

[0048] 需要说明的是，第一侧21位于第二侧22的燃气流路的上游，而且第一侧21和第二侧22可以是催化燃烧器20沿燃气流路的任意相背的两侧。例如，结合图1，第一侧21和第二
侧22分别为催化燃烧器20的左上侧和左下侧，或者左上侧和右下侧，或者右上侧和左下侧，
或者右上侧和右下侧等。进一步地，当第一光感器31和第二光感器32的数量均为一个时，第
一光感器31可位于左上侧或右上侧，第二光感器32可位于左下侧或右下侧。当第一光感器
31和第二光感器32的数量为多个时，例如两个，其中一个第一光感器31位于左上侧，另外一
个第一光感器31位于右上侧，其中一个第二光感器32位于左下侧，另外一个第二光感器32
位于右下侧。第一光感器31和第二光感器32的数量和位置可以依据催化燃烧器20在壳体10
的设置位置进行设定，不限于上述的举例。当然，第一侧21和第二侧22可以位于燃烧室11
内，也可以位于燃烧室11的外部。

[0049] 本发明实施方式的燃气热水器100通过设置控制系统30，控制系统30的第一光感器31用于检测催化燃烧器20的第一侧21的第一光强，第二光感器32用于检测催化燃烧器20
的第二侧22的第二光强，并依据第一光强和第二光强来检测催化燃烧器20的燃烧状态，如
此，燃气热水器10能够实时检测催化燃烧器20的燃烧状态，并在催化燃烧器20出现燃烧异
常时，及时采取安全措施，例如关闭燃气进气管106的阀门，提高了使用燃气热水器100的安
全性。

[0050] 请参阅图2和图4，在某些实施方式中，壳体10的侧壁12开设有与燃烧室11连通的第一通孔13和第二通孔14，第一通孔13位于第一侧21，第二通孔14位于第二侧22。第一光感
器31和第二光感器32位于壳体10外，第一光感器31与第一通孔13对准，第二光感器32与第
二通孔14对准。具体地，在催化燃烧器20燃烧时，第一侧21的光透过第一通孔13，并被第一
光感器31接收。第二侧22的光透过第二通孔14，并被第二光感器32接收。由于在催化燃烧器
20燃烧时，燃烧室11内的温度较高，容易影响第一光感器31和第二光感器32的性能。因此，
将第一光感器31和第二光感器32设置在温度较低的壳体10外，能够减小高温对第一光感器
31和第二光感器32的影响，延长了第一光感器31和第二光感器32的使用寿命，并使测得的
第一光强和第二光强更加准确。

[0051] 请参阅图1和图2，在某些实施方式中，壳体10的侧壁12的数量为多个，第一通孔13与第二通孔14可开设在同一个侧壁12上，或不同的侧壁12上。

[0052] 具体地，燃烧室11可由壳体10的多个侧壁12共同围成。如图1，第一通孔13与第二通孔14开设在同一个侧壁12上，例如第一通孔13与第二通孔14分别位于催化燃烧器20的左
上侧和左下侧，或者右上侧和右下侧。当然，第一通孔13与第二通孔14也可开设在不同的侧
壁12上，例如第一通孔13与第二通孔14分别位于催化燃烧器20的左上侧和右下侧，或者右
上侧和左下侧。另外，第一通孔13和第二通孔14的数量、位置和孔径大小与第一光感器31和
第二光感器32的数量、位置形状对应，可以依据实际情况进行设定，不限于上述的举例。

[0053] 请参阅图4和图5，在某些实施方式中，控制系统30还包括电路板33和遮光罩34，第一光感器31和第二光感器32设置在电路板33上，遮光罩34设置在电路板33上并环绕第一光
感器31和第二光感器32。

[0054] 电路板33可以是硬板、软硬结合板的一种或者两种。电路板33设置在壳体10外并与壳体10的侧壁12间隔。电路板33用于固定第一光感器31和第二光感器32，并可以控制第
一光感器31和第二光感器32检测第一光强和第二光强。其中，电路板33与第一光感器31和
第二光感器32的连接方式包括焊接、卡合、螺合等。

[0055] 电路板33上还设置有遮光罩34。遮光罩34环绕第一光感器31和第二光感器32设置，以用于遮挡从燃烧室11外部进入第一光感器31和第二光感器32的光。如此，在遮光罩34
的遮挡下，第一光感器31只接受来自第一通孔13的光，第二光感器32只接受来自第二通孔
14的光，以使测得的第一光强和第二光强更加准确。具体地，遮光罩34的数量与第一光感器
31和第二光感器32的数量对应，例如，第一光感器31和第二光感器32的数量均为一个，遮光
罩34的数量为两个，第一光感器31和第二光感器32的数量均为两个，遮光罩34的数量为四
个。在本发明实施例中，遮光罩34只包括一个遮光侧壁341，一个遮光侧壁341围成圆筒状，
在一个实施例中，一个遮光侧壁341还可以围成椭圆柱状。在另一个实施例中，遮光罩34还
可以包括多个遮光侧壁341，多个遮光侧壁341围成四棱柱、五棱柱、六棱柱等形状。在本发
明实施例中，遮光罩34的材料为铜、或铝合金、或不锈钢中的任意一种或多种，例如，遮光罩
34由铜制成铜管，铜管罩设在第一光感器31和第二光感器32上。如此，采用耐高温、散热性
能好的材料，遮光罩34能够将来自第一通孔13和第二通孔14的热辐射快速释放至遮光罩34
的外界空气中，以减小热辐射对第一光感器31和第二光感器32的影响。

[0056] 请参阅图5，在某些实施方式中，遮光罩34开设有透光孔342，透光孔342与第一通孔13和第二通孔14对准，光线穿过透光孔342后被第一光感器31和第二光感器32接收。在其
他实施例中，遮光罩34的遮光侧壁341由散热较佳的材料制成，例如铜、或铝合金、或不锈钢
中，遮光罩34的顶壁343由耐高温、透光的材料制成，例如玻璃制成，如此，遮光罩34不用开
设透光孔342，来自第一通孔13和第二通孔14的光线也能在透过顶壁343后被第一光感器31
和第二光感器32接收。

[0057] 请参阅图1，在某些实施方式中，燃气热水器100还包括风机组件40、预热燃烧器50和点火器60。

[0058] 风机组件40用于向燃烧室11内提供燃气。具体地，风机组件40包括相接的风机41和气体分配器42。风机41用于吸入壳体10外部的空气并向气体分配器42输入高速空气。具
体地，风机41包括风机入口和风机出口(图均未示)，风机入口与燃气热水器100的外界连
通，风机出口与气体分配器42的入口连通。气体分配器42的出口(图未示)与燃烧室11连通。
燃气热水器100还包括燃气进气管106。燃气进气管106用于向燃烧室11内输入燃气。燃气进
气管106与气体分配器42连通。燃气从燃气进气管106输入，并在气体分配器42内与来自风
机41的高速空气混合，并从气体分配器42的出口进入燃烧室11。

[0059] 预热燃烧器50安装在燃烧室11内并用于在燃烧时加热催化燃烧器20。具体地，预热燃烧器50安装在壳体10的底部并靠近燃烧室11的入口。预热燃烧器50与催化燃烧器20并
排设置，且在沿燃气流路的方向上，预热燃烧器50设置在催化燃烧器20的上方。燃气热水器
100还包括点火器60和控制板70。点火器60设置在控制板70上，并用于点燃预热燃烧器50。
具体地，在燃气热水器100工作时，打开燃气进气管106的阀门，点火器60点燃预热燃烧器
50，预热燃烧器50开始燃烧燃气，燃烧产生的热量对催化燃烧器20进行预热。在一个例子
中，控制板70为控制系统30的一部分。

[0060] 请参阅图4，在某些实施方式中，燃气热水器100还包括温度传感器80，温度传感器80设置在催化燃烧器20上，并用于检测催化燃烧器20的温度。控制系统30用于在催化燃烧
器20的温度大于预设的温度阈值T时，控制风机组件40提高风速以熄灭预热燃烧器50。

[0061] 具体地，壳体10的侧壁12还开设有贯通孔(图未示)，温度传感器80从贯通孔伸入燃烧室11内，并设置在催化燃烧器20上，温度传感器80可以是热电偶。在温度传感器80检测
到催化燃烧器20的温度达到预设的温度阈值T时，催化燃烧器20开始燃烧，此时，燃气热水
器100控制风机41对催化燃烧器50灭火。具体地，燃气热水器100控制风机41加大单位时间
内空气和燃气混合后形成的混合气体的进气量以使预热燃烧器50熄灭，即通过控制混合气
体的进气速度达到预热燃烧器50的脱火线速度，可以使预热燃烧器50上的火焰快速熄灭，
进而切换至由催化燃烧器20的催化燃烧。在一个例子中，控制系统30判断在预设时间内温
度传感器80检测催化燃烧器20的温度变化是否属于正常范围内，并在温度变化不属于正常
范围内时，控制阀体控制模块600(如图6)关闭燃气进气管106的阀门并提高风机41的风速，
以灭掉预热燃烧器50的火焰。具体地，设定一个预设时间，例如10秒，当催化燃烧器20的温
度变化异常时，表明预热燃烧器50没有对催化燃烧器20正常加热，或者温度传感器80的性
能出现异常。此时，均无法判断催化燃烧器20的温度是否达到预设的温度阈值T，则控制系
统30无法判断关闭预热燃烧器50的时机，造成预热燃烧器50一直加热催化燃烧器20，存在
较大的安全隐患。因此，通过判断温度传感器80检测到的温度变化是否在正常范围内，及时
判断燃气热水器100的燃烧状态，提高了使用燃气热水器100的安全性。

[0062] 请参阅图6，在某些实施方式中，燃气热水器100还包括环境光测量模块200、出水温度模块300、风机风速测量模块400、风机控制模块500、阀体控制模块600、水流检测模块
700和点火模块800及离子火焰检测模块900。控制系统30除了用于控制环境光测量模块200
检测催化燃烧器20的燃烧状态，还用于收集上述各个外围测量模块的数据，运行PID(比例
(proportion)、积分(integral)、微分(derivative))的算法，及控制外围负载(例如风机
41)的输出。具体地，控制系统30用于控制出水温度模块300来测量出水温度，结合燃气比例
阀107(如图1)的开度，计算当前热负荷；还用于通过控制风机风速测量模块400来检测风机
41的风速；还用于控制风机控制模块500以控制燃烧的风量；还用于控制阀体控制模块600
以控制燃气进气管106中燃气的流量；还用于控制水流检测模块700来检测当前的水流量；
还用于控制点火模块800及离子火焰检测模块900，以实现点火和火焰离子的检测。在一个
例子中，控制系统30包括MCU微处理器。

[0063] 本发明实施方式的燃气热水器100通过控制系统30的第一光感器31和第二光感器32实时检测催化燃烧器20的燃烧状态，并在催化燃烧器20出现燃烧异常时，及时采取安全
措施，例如关闭燃气进气管106上的燃气进气管106的阀门，提高了使用燃气热水器100的安
全性。以下，结合燃气热水器100具体的控制流程来详细说明燃气热水器100是在催化燃烧
器20出现燃烧异常时采取的安全措施。

[0064] 请参阅图6和图7，在某些实施方式中，在点火器60点燃预热燃烧器50前，控制系统30用于实施步骤：

[0065] S10，判断第一光强或第二光强是否大于预设的强度阈值；和

[0066] S20，若是，则控制风机组件40提高风速。

[0067] 在燃气热水器100开机后，进水管102还没有进水时，燃气热水器100处于待机状态，燃气进气管106的阀门没有打开，点火器60没有点燃预热燃烧器50。正常情况下，燃烧室
11内没有燃气进行燃烧，燃烧室11内的光强较弱。第一光感器31和第二光感器32检测到的
第一光强和第二光强均较弱。例如，预设的强度阈值为50cd，当第一光强和第二光强均小于
50cd，比如5cd、15cd、20cd、45cd中的任意一个时，均可判断当前的第一光强和第二光强为
正常的光强，则确定燃烧室11内没有燃气在燃烧，燃气热水器100属于正常状态。当第一光
强或第二光强大于50cd，即第一光强大于50cd、第二光强大于50cd、第一光强和第二光强均
大于50cd时，均可判断当前燃烧室11内存在燃气燃烧的情况，控制系统30判断燃气热水器
100属于异常状态，存在较大的安全隐患。此时，控制系统30立即控制阀体控制模块600关闭
燃气进气管106的阀门并提高风机41的风速，以灭掉燃烧室11内的火焰。

[0068] 请参阅图6和图8，在某些实施方式中，控制系统30还用于实施步骤：

[0069] S30，若判断第一光强或第二光强小于预设的强度阈值，点火器60点燃预热燃烧器50；

[0070] S40，判断第一光强是否小于预设的第一阈值且第二光强是否小于预设的第二阈值；和

[0071] S50，若均否，则控制关闭燃气进气管106的阀门并控制风机组件40提高风速。

[0072] 在燃气热水器100开机后，进水管102进水，控制系统30控制风机41启动，以对燃烧室11内进行前清扫，从而清除燃烧室11内部的由于长时间积累的残留燃气、细微泄漏燃气，
保证燃气热水器100正常点火、避免爆燃。在前清扫过程中，燃气热水器100处于待机状态，
燃气进气管106的阀门没有打开，点火器60也没有点燃预热燃烧器50。在前清扫完成后，当
判断第一光强和第二光强均小于预设的强度阈值，点火器60点燃预热燃烧器50以进行全预
混方式燃烧。此时，控制系统30还用于控制离子火焰检测模块900检测火焰中的离子。当在
催化燃烧器20达到预设的温度阈值T时，催化燃烧器20开始燃烧，当离子火焰检测模块900
检测到火焰离子数量变少，表明催化燃烧器20进入催化燃烧方式。催化燃烧器20的温度继
续升高，并发出可见光，将上面的燃烧室照亮。

[0073] 当催化燃烧器20燃烧一段时间，例如20秒，第一光感器31检测第一光强，第二光感器32检测第二光强。判断第一光强是否小于预设的第一阈值，例如第一阈值为500cd，当第
一光强为520cd、600cd、720cd、800cd时，均可判断第一光强大于第一阈值。同时，还需判断
第二光强是否小于预设的第二阈值，例如第二阈值为200cd，当第二光强为220cd、300cd、
420cd、500cd时，均可判断第二光强大于第二阈值。当判断第一光强大于预设的第一阈值且
第二光强大于预设的第二阈值时，表示预热燃烧器50正常燃烧。

[0074] 当判断第一光强小于预设的第一阈值或第二光强小于预设的第二阈值时，例如第一光强为300cd、350cd、400cd、480cd，第二光强为80cd、120cd、140cd、180cd，表示预热燃烧
器50燃烧出现异常。出现异常的原因包括燃气进气管106或者风机41出现问题，导致进入燃
烧室11的燃气量较少，预热燃烧器50燃烧不充分，产生NOx和CO等有毒气体。此时，控制系统
30控制阀体控制模块600关闭燃气进气管106的阀门，和控制风机组件40提高风速，以强力
清扫燃烧室11内的气体。

[0075] 请参阅图6和图9，在某些实施方式中，控制系统30还用于实施步骤：

[0076] S60，判断第一光强是否处于预设的第一范围且第二光强是否处于预设的第二范围；

[0077] S70，若均是，则判断第一光强是否小于第二光强；和

[0078] S80，若是，则控制风机组件40降低风速。

[0079] 在步骤S60中，在催化燃烧器20开始工作后，第一光感器31检测的是催化燃烧器20燃烧时的第一侧21的第一光强，第二光感器32检测的是催化燃烧器20燃烧时的第二侧22的
第二光强。当第一光强处于预设的第一范围时，则判断催化燃烧器20第一侧21上的燃气正
常燃烧，例如预设的第一范围为[800cd，1500cd]，第一光强为850m、1250cd、1320cd、1480m
中的任意一个时，均可判断催化燃烧器20第一侧21上的燃气正常燃烧。当第一光强不在预
设的第一范围时，则判断催化燃烧器20第一侧21上的燃气异常燃烧。具体地，当第一光强小
于800cd时，例如50cd、400cd、600cd、780cd中的任意一个时，均可判断催化燃烧器20的第一
侧21处于预热阶段，即预热燃烧器50还在加热催化燃烧器20。当第一光强大于1500cd时，例
如1550cd、1600cd、1800cd、2000cd中的任意一个时，均可判断催化燃烧器20的第一侧21处
于过度燃烧阶段，即催化燃烧器20的第一侧21的燃气浓度较大，易造成着火、爆炸等情况。
此时控制系统30判断催化燃烧器20燃烧存在较大的安全隐患，控制系统30立即控制阀体控
制模块600关闭燃气进气管106的阀门并提高风机41的风速，以灭掉催化燃烧器20上的火
焰。

[0080] 同理，当第二光强处于预设的第二范围时，则判断催化燃烧器20第二侧22上的燃气正常燃烧，例如预设的第二范围为[500cd，1200cd]，第二光强为550m、650cd、720cd、
1180m中的任意一个时，均可判断催化燃烧器20第二侧22上的燃气正常燃烧。当第二光强不
在预设的第二范围时，则判断催化燃烧器20第二侧22上的燃气异常燃烧。具体地，当第二光
强小于500cd时，例如50cd、200cd、300cd、480cd中的任意一个时，均可判断催化燃烧器20第
二侧22处于预热阶段，即预热燃烧器50还在加热催化燃烧器20。当第二光强大于1200cd时，
例如1250cd、1400cd、1450cd、1500cd中的任意一个时，均可判断催化燃烧器20第二侧22处
于过度燃烧阶段，即催化燃烧器20的第二侧22的燃气浓度较大，易造成着火、爆炸等情况，
此时控制系统30判断催化燃烧器20燃烧存在较大的安全隐患，控制系统30立即控制阀体控
制模块600关闭燃气进气管106的阀门并提高风机41的风速，以灭掉催化燃烧器20上的火
焰。

[0081] 在催化燃烧器20正常燃烧时，由于第一侧21的燃气浓度大于第二侧22的燃气浓度，因此，第一光强大于第二光强。因此，在步骤S70和步骤S80中，当判断第一光强处于预设
的第一范围且第二光强处于预设的第二范围，且判断第一光强小于第二光强时，控制系统
30判断催化燃烧器20燃烧异常。例如，第一光强为850cd，第二光强为1050cd，表明催化燃烧
器20的第一侧21的燃烧较弱，第二侧22的燃烧过强。此时，控制系统30控制风机组件40降低
风速，以减小第一侧21的脱火线速度，从而使第一侧21的燃气燃烧更充分。在一个例子中，
控制系统30还可以通过提高燃气的进气量，以使第一侧21的燃烧更旺。

[0082] 请参阅图9和图10，在某些实施方式中，控制系统30还用于实施步骤：

[0083] S71，若判断第一光强不小于第二光强，则判断第一光强与第二光强的差值是否小于预设的差值；和

[0084] S81，若否，则控制风机组件40提高风速。

[0085] 在步骤S60中，当判断第一光强处于预设的第一范围且第二光强处于预设的第二范围，且判断第一光强不小于第二光强时，控制系统30判断第一光强与第二光强的差值是
否小于预设的差值。例如预设的差值为500cd，当第一光强与第二光强的差值为550cd、
600cd、800cd、1000cd时，均可判断催化燃烧器20的第一侧21的燃烧过强，而第二侧22的燃
烧较弱。此时，控制系统30控制风机组件40提高风速，以增大第一侧21的脱火线速度，从而
使第一侧21的燃气燃烧减弱。在一个例子中，控制系统30还可以通过减少燃气的进气量，以
使第一侧21的燃烧减弱。

[0086] 请参阅图6和图11，在某些实施方式中，在点火器60点燃预热燃烧器50后，控制系统30还用于实施步骤：

[0087] S90，检测燃气热水器100的进水温度和进水流量；

[0088] S100，根据进水流量、设定温度和出水温度进行计算当前的热负荷；

[0089] S110，判断当前的热负荷是否处于预设的气热负荷范围；和

[0090] S120，若否，进行负荷曲线的调整。

[0091] 在点火器60点燃预热燃烧器50以进行全预混方式燃烧后，控制系统30控制离子火焰检测模块900检测火焰中的离子。在检测到火焰离子的数量变少时，控制系统30判断点火
成功。在检测到火焰离子的数量没有变少时，控制系统30判断点火不成功，并发出火焰故障
的信号，同时关闭燃气进气管106的阀门。

[0092] 在点火成功后，催化燃烧器20还未达到预设的温度阈值T。此时，控制系统30还需对预热负荷进行选择。其中，负荷曲线是燃气热水器100出厂就设定好的燃气比例阀107和
风机41的上升爬坡曲线，燃气热水器100根据负荷曲线调节进入燃烧室11的燃气量和风机
的风速。当控制系统30判断当前的热负荷不处于预设的气热负荷范围时，控制系统30进行
负荷曲线的调整，具体的方式包括以下两种方式：

[0093] (1)在风机组件40工作时，风机风速测量模块400按照一条标准的曲线监控风机风速和风机电流。当风机41的风速高，风机41的电流下降时，风机风速测量模块400判断外界
有倒灌风或集烟罩105的排气通道出现堵塞的情况。此时，控制系统30控制风机41提高风
速，以使风机41的电流达到规定的值。

[0094] (2)当风机41的风速和电流均在标准的范围内时，当前的热负荷还是偏低，则控制系统30判断会认为是燃气的热值不足或者是一次供气的压力不够。此时，控制系统30按照
当前的热负荷偏低的差值，自动修正燃气比例阀107的电流，并增大燃气进气管106的燃气
出气量，以保证燃气热水器100的热效率。

[0095] 在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式
或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。
在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述
的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方
式结合。

[0096] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，
三个，除非另有明确具体的限定。

[0097] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。