燃气热水器换热部件结水垢检测方法及燃气热水器

摘要

本发明涉及燃气热水器，公开了一种燃气热水器换热部件结水垢检测方法，包括如下步骤：1)检测燃气热水器的实际热输出量(W)；2)检测燃气热水器排出烟气的烟气含氧量(e)；3)根据所述烟气含氧量(e)调节燃气的燃烧状态；4)检测燃气热水器排出烟气的烟气温度(Te)；5)根据烟气温度(Te)判断燃气热水器的实际换热效率，并据此判断换热部件的结水垢状态。本发明的方法能够准确地判断换热部件的结水垢情况。本发明还公开了一种使用本发明的方法的燃气热水器。

权利要求

1.一种燃气热水器换热部件结水垢检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）检测燃气热水器的实际热输出量W；

2）检测燃气热水器排出烟气的烟气含氧量e；

3）根据所述实际热输出量W下的所述烟气含氧量e将燃气的燃烧状态调节至设定燃烧状态；

4）检测所述设定燃烧状态下的燃气热水器排出烟气的烟气温度Te；

5）根据所述烟气温度Te判断燃气热水器的实际换热效率，并据此判断换热部件的结水垢状态；

在步骤1）中，通过检测燃气热水器的水流量Q、进水温度T0和出水温度Tt得到所述实际热输出量W；在步骤3）中，通过调节燃气热水器的空气供应量，或者调节燃气中混入的空气的比例来将燃气的燃烧状态调节至所述设定燃烧状态；

在步骤3）中，设置对应于不同所述实际热输出量W的排出烟气的正常含氧量上限emax和正常含氧量下限emin，当所述烟气含氧量e大于所述正常含氧量上限emax时，减少燃气热水器的空气供应量，或者减少燃气中混入的空气的比例；当所述烟气含氧量e小于所述正常含氧量下限emin时，增加燃气热水器的空气供应量，或者增加燃气中混入的空气的比例；

在步骤5）中，根据所述实际热输出量W和烟气温度Te来判断所述实际换热效率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还设置有排出烟气的安全含氧量上限emax1和安全含氧量下限emin1，当所述烟气含氧量e大于所述安全含氧量上限emax1，或者小于所述安全含氧量下限emin1时，发出报警信息，并停止燃气热水器的燃气供应。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对应于不同所述实际热输出量W的所述正常含氧量上限emax和正常含氧量下限emin，由燃气热水器的控制系统在燃气热水器出厂前通过自学习的方式获得。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置有对应于不同所述实际热输出量W的正常烟气温度上限Temax，当所述烟气温度Te大于所述正常烟气温度上限Temax时，判断换热部件结水垢，给出结水垢报警信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还设置有安全烟气温度上限Temax1，当所述烟气温度Te大于所述安全烟气温度上限Temax1时，判断换热部件结水垢严重，给出结水垢严重报警信息，并停止燃气热水器的燃气供应。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，对应于不同所述实际热输出量W的所述正常烟气温度上限Temax，由燃气热水器的控制系统在出厂前通过自学习的方式获得。

7.一种燃气热水器换热部件结水垢检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）检测燃气热水器的实际热输出量W；

2）检测燃气热水器排出烟气的烟气含氧量e；

3）根据所述实际热输出量W下的烟气含氧量e将燃气的燃烧状态调节至设定燃烧状态；

4）根据所述设定燃烧状态下的所述实际热输出量W判断燃气热水器的实际换热效率，并据此判断换热部件的结水垢状态；

在步骤1）中，通过燃气热水器的水流量Q、进水温度T0和出水温度Tt得到所述实际热输出量W；在步骤3）中，通过调节燃气热水器的空气供应量，或者调节燃气中混入的空气的比例来将燃气的燃烧状态调节至所述设定燃烧状态；

设置有对应于不同所述实际热输出量W的排出烟气的正常含氧量上限emax和正常含氧量下限emin，当所述烟气含氧量e大于所述正常含氧量上限emax时，减少燃气热水器的空气供应量，或者减少燃气中混入的空气的比例；当所述烟气含氧量e小于所述正常含氧量下限emin时，增加燃气热水器的空气供应量，或者增加燃气中混入的空气的比例；

在步骤4）中，根据所述实际热输出量W和热输入参数来判断所述实际换热效率；所述热输入参数为风机转速n，或者风机转速燃气二次压序列（n，p）。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还设置有排出烟气的安全含氧量上限emax1和安全含氧量下限emin1，当所述烟气含氧量e大于所述安全含氧量上限emax1，或者小于所述安全含氧量下限emin1时，发出报警信息，并停止燃气热水器的燃气供应。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，对应于不同所述实际热输出量W的所述正常含氧量上限emax和正常含氧量下限emin，由燃气热水器的控制系统在燃气热水器出厂前通过自学习的方式获得。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，设置有对应于不同所述热输入参数的正常实际热输出下限Wmin，当所述实际热输出量W小于所述正常实际热输出下限Wmin时，判断换热部件结水垢，给出结水垢报警信息。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还设置有安全实际热输出下限Wmin1，当所述实际热输出量W小于所述安全实际热输出下限Wmin1时，判断换热部件结水垢严重，给出结水垢严重报警信息，并停止燃气热水器的燃气供应。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，对应于不同所述热输入参数的所述正常实际热输出下限Wmin，由燃气热水器的控制系统在出厂前通过自学习的方式获得。

13.一种燃气热水器，其特征在于，包括换热部件结水垢检测系统，该换热部件结水垢检测系统采用如权利要求1至12中任一项所述的燃气热水器换热部件结水垢检测方法检测水垢。

说明书

燃气热水器换热部件结水垢检测方法及燃气热水器

技术领域

[0001] 本发明涉及燃气热水器，具体地涉及一种燃气热水器换热部件结水垢检测方法。此外，本发明还涉及一种燃气热水器。

背景技术

[0002] 现有的燃气热水器，越来越追求高的能效。为了实现更好的节能效果，近来出现了一种冷凝式燃气热水器，通过在高温烟气排放通道上设置冷凝换热器的方式，对进入热水器的冷水进行预热，充分利用了高温烟气中的热量，大幅度提升了燃气热水器的热效率。但冷凝换热器在换热过程中也产生了大量冷凝水，烟气中的NOx、SO2等溶于冷凝水中，形成酸性离子，使冷凝水的PH值降低到4.0‑6.0之间，会对热交换器产生强烈的腐蚀作用。

[0003] 为了在较低成本的基础上，提升热交换器的抗腐蚀能力，保证热交换器的使用寿命及换热能力，越来越多的燃气热水器采用不锈钢热交换器替换无氧铜热交换器。

[0004] 由于水流中存在Ca2+、Mg2+、CO32‑、OH‑，容易在高温环境下沉淀在热交换器的换热管内表面，形成水垢，而不锈钢热交换器的使用更容易造成水垢的沉积。水垢的形成降低了换热管的热传导性能，使热交换器的换热效率严重下降，造成能源的浪费。此外，结垢严重时，还容易堵塞换热管，降低换热管的通流量，减小热水器的出水量。并且，结垢还会导致换热管的局部温度过高，引发换热管腐蚀穿孔，出现漏水。

[0005] 现有的换热器结水垢报警方法，多根据热水器的实际输出功率占设计输出功率的比值来判断换热器的结垢程度。但燃气热水器的实际输出功率受燃气燃烧状态和出水量的影响较大，不能客观地反映换热器的结垢情况，容易出现误判。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种燃气热水器换热部件结水垢检测方法，能够准确地判断换热部件的结水垢情况。

[0007] 本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种燃气热水器，能够保证换热效果，延长使用寿。

[0008] 为了解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种燃气热水器换热部件结水垢检测方法，包括如下步骤：1)检测燃气热水器的实际热输出量；2)检测燃气热水器排出烟气的烟气含氧量；3)根据所述实际热输出量下的所述烟气含氧量将燃气的燃烧状态调节至设定燃烧状态；4)检测所述设定燃烧状态下的燃气热水器排出烟气的烟气温度；5)根据所述烟气温度判断燃气热水器的实际换热效率，并据此判断换热部件的结水垢状态。

[0009] 优选地，在步骤1)中，通过检测燃气热水器的水流量、进水温度和出水温度得到所述实际热输出量；在步骤3)中，通过调节燃气热水器的空气供应量，或者调节燃气中混入的空气的比例来调节燃气的所述燃烧状态。在该优选技术方案中，通过燃气热水器的水流量以及进出水的温度差，就可以方便地得到从燃气热水器中输出的热水所吸收的热量，也就是燃气热水器的实际热输出量。通过调节燃气热水器中的空气供应量，能够调节支撑燃气燃烧的氧气的量。通过调节全预混燃气热水器的燃气中混入的空气的比例，也可以调节为支撑燃气燃烧所提供的氧气的量。而所提供的氧气的量，直接影响燃气的燃烧效率，同时也影响燃气燃烧所产生的烟气中的含氧量。

[0010] 进一步优选地，在步骤3)中，设置对应于不同所述实际热输出量的排出烟气的正常含氧量上限和正常含氧量下限，当所述烟气含氧量大于所述正常含氧量上限时，减少燃气热水器的空气供应量，或者减少燃气中混入的空气的比例；当所述烟气含氧量小于所述正常含氧量下限时，增加燃气热水器的空气供应量，或者增加燃气中混入的空气的比例。在该优选技术方案中，由于燃气正常燃烧时会消耗空气中的部分氧气，未参与燃气燃烧的部分氧气残留在排出烟气中。排出烟气中含氧量的多少反映了燃气燃烧时空气供应的充足程度。燃气正常燃烧时，排出烟气中的含氧量会保持在一定的水平内，并且，随着燃气热水器的实际热输出量的不同，燃气正常燃烧时排出烟气中的含氧量水平也会有所不同。将该含氧量水平的上限设置为排出烟气的正常含氧量上限，该水平的下限设置为排出烟气的正常含氧量下限，当烟气含氧量大于正常含氧量上限时，说明空气供应过多，因而需要减少空气的供应；而当烟气含氧量小于正常含氧量下限时，说明空气供应不足，因而需要增加空气的供应。这样，就能够保证燃气热水器中的燃气处于正常燃烧状态。

[0011] 进一步地，在步骤3)中，还设置有排出烟气的安全含氧量上限和安全含氧量下限，当所述烟气含氧量大于所述安全含氧量上限，或者小于所述安全含氧量下限时，发出报警信息，并停止燃气热水器的燃气供应。在该优选技术方案中，当烟气含氧量大于安全含氧量上限时，说明燃气热水器的空气供应极多，过快的气流容易导致燃气燃烧时的火焰温度下降，产生离焰现象，并会导致大量CO的产生，容易引发安全风险。而当烟气含氧量小于安全含氧量下限时，说明燃气热水器的空气供应极少，燃气流速慢，容易沿着供应途径燃烧产生回火，引发安全风险。在此情况下，发出安全警报信息，并强制停止燃气热水器的使用，能够保证燃气热水器的使用安全。

[0012] 优选地，对应于不同所述实际热输出量的所述正常含氧量上限和正常含氧量下限，由燃气热水器的控制系统在燃气热水器出厂前通过自学习的方式获得。通过该优选技术方案，能够自动获得与多个不同实际热输出量相对应的正常含氧量上限和正常含氧量下限，并且所获得的正常含氧量上限和正常含氧量下限更能够适合不同的燃气热水器实际情况。

[0013] 优选地，在步骤5)中，根据所述实际热输出量和烟气温度来判断所述实际换热效率。在该优选技术方案中，实际热输出量反映了经过燃气热水器换热部件换热后水流所获得的热量，也就是经过换热部件交换的热量；而烟气温度反映了燃气燃烧后所产生的热量未被水流吸收的余热，也就是未被换热部件交换的热量。通过实际热输出量和烟气温度能够方便的判断出换热部件的实际换热效率。

[0014] 进一步优选地，在步骤5)中，设置有对应于不同所述实际热输出量的正常烟气温度上限，当所述烟气温度大于所述正常烟气温度上限时，判断换热部件结水垢，给出结水垢报警信息。在该优选技术方案中，燃气热水器在不同实际热输出量时具有不同的正常烟气温度，在同样的实际热输出量下，烟气温度越高，显示出换热部件的实际换热效率越差。而换热部件的换热效率差是换热部件结水垢的直接表现，当烟气温度超过正常烟气温度上限时，说明换热部件中结的水垢已经影响到换热部件的正常换热，需要进行清除处理。此时，给出结水垢报警信息，提醒用户进行清理水垢操作。

[0015] 进一步地，在步骤5)中，还设置有安全烟气温度上限，当所述烟气温度大于所述安全烟气温度上限时，判断换热部件结水垢严重，给出结水垢严重报警信息，并停止燃气热水器的燃气供应。通过该优选技术方案，能够在换热部件结水垢严重，换热部件换热效率极差时给出报警信息，并强制停止燃气热水器的使用，防止燃气热水器的损坏或者引发安全事故。

[0016] 优选地，对应于不同所述实际热输出量的所述正常烟气温度上限，由燃气热水器的控制系统在出厂前通过自学习的方式获得。通过该优选技术方案，能够自动获得与多个不同实际热输出量相对应的正常烟气温度上限，并且，所获得的正常烟气温度上限也能够更适合不同的燃气热水器实际情况。

[0017] 本发明第二方面提供了另一种燃气热水器换热部件结水垢检测方法，包括如下步骤：1)检测燃气热水器的实际热输出量；2)检测燃气热水器排出烟气的烟气含氧量；3)根据所述实际热输出量下的烟气含氧量将燃气的燃烧状态调节至设定燃烧状态；4)根据所述设定燃烧状态下的所述实际热输出量判断燃气热水器的实际换热效率，并据此判断换热部件的结水垢状态。

[0018] 优选地，在步骤1)中，通过燃气热水器的水流量、进水温度和出水温度得到所述实际热输出量；在步骤3)中，通过调节燃气热水器的空气供应量，或者调节燃气中混入的空气的比例来将燃气的燃烧状态调节至所述设定燃烧状态。在该优选技术方案中，通过燃气热水器的水流量以及进出水的温度差，就可以方便地得到从燃气热水器中输出的热水所吸收的热量，也就是燃气热水器的实际热输出量。通过调节燃气热水器中的空气供应量，能够调节支撑燃气燃烧的氧气的量。通过调节全预混燃气热水器的燃气中混入的空气的比例，也可以调节为支撑燃气燃烧所提供的氧气的量。而所提供的氧气的量，直接影响燃气的燃烧效率，同时也影响燃气燃烧所产生的烟气中的含氧量。

[0019] 进一步优选地，在步骤3)中设置有对应于不同所述实际热输出量的排出烟气的正常含氧量上限和正常含氧量下限，当所述烟气含氧量大于所述正常含氧量上限时，减少燃气热水器的空气供应量，或者减少燃气中混入的空气的比例；当所述烟气含氧量小于所述正常含氧量下限时，增加燃气热水器的空气供应量，或者增加燃气中混入的空气的比例。在该优选技术方案中，由于燃气正常燃烧时会消耗空气中的部分氧气，未参与燃气燃烧的部分氧气残留在排出烟气中。排出烟气中含氧量的多少反映了燃气燃烧时空气供应的充足程度。燃气正常燃烧时，排出烟气中的含氧量会保持在一定的水平内，并且，随着燃气热水器的实际热输出量的不同，燃气正常燃烧时排出烟气中的含氧量水平也会有所不同。将该含氧量水平的上限设置为排出烟气的正常含氧量上限，该水平的下限设置为排出烟气的正常含氧量下限，当烟气含氧量大于正常含氧量上限时，说明空气供应过多，因而需要减少空气的供应；而当烟气含氧量小于正常含氧量下限时，说明空气供应不足，因而需要增加空气的供应。这样，就能够保证燃气热水器中的燃气处于正常燃烧状态。

[0020] 进一步地，在步骤3)中还设置有排出烟气的安全含氧量上限和安全含氧量下限，当所述烟气含氧量大于所述安全含氧量上限，或者小于所述安全含氧量下限时，发出报警信息，并停止燃气热水器的燃气供应。在该优选技术方案中，当烟气含氧量大于安全含氧量上限时，说明燃气热水器的空气供应极多，过快的气流容易导致燃气燃烧时的火焰温度下降，产生离焰现象，并会导致大量CO的产生，容易引发安全风险。而当烟气含氧量小于安全含氧量下限时，说明燃气热水器的空气供应极少，燃气流速慢，容易沿着供应途径燃烧产生回火，引发安全风险。在此情况下，发出安全警报信息，并强制停止燃气热水器的使用，能够保证燃气热水器的使用安全。

[0021] 优选地，对应于不同所述实际热输出量的所述正常含氧量上限和正常含氧量下限，由燃气热水器的控制系统在燃气热水器出厂前通过自学习的方式获得。通过该优选技术方案，能够自动获得与多个不同实际热输出量相对应的正常含氧量上限和正常含氧量下限，并且所获得的正常含氧量上限和正常含氧量下限更能够适合不同的燃气热水器实际情况。

[0022] 优选地，在步骤5)中，根据所述实际热输出量和热输入参数来判断所述实际换热效率；所述热输入参数为风机转速，或者风机转速燃气二次压序列。在该优选技术方案中，燃气热水器的实际热输出量会受到燃气热水器的工作状态影响，根据一定热输入参数下的实际热输出量，能够更准确地判断燃气热水器的实际换热效率。在不同的燃气燃烧方式的燃气热水器中，通常通过调节风机转速，或者同时调节风机转速及对应的燃气二次压来调节热输入的。因此，通过获取燃气热水器控制系统中的风机转速，或者风机转速燃气二次压序列，能够较好地反应燃气热水器的热输入量。根据一定热输入量下的实际热输出量，能够准确地判断燃气热水器的实际换热效率。

[0023] 进一步优选地，在步骤5)中，设置有对应于不同所述热输入参数的正常实际热输出下限，当所述实际热输出量小于所述正常实际热输出下限时，判断换热部件结水垢，给出结水垢报警信息。在该优选技术方案中，燃气热水器在不同的热输入参数下工作时，具有不同的实际热输出量。在同样的热输入参数下，换热部件的实际换热效率越差，实际热输出量越低。而换热部件的换热效率差是换热部件结水垢的直接表现，当实际热输出量低于正常实际热输出下限时，说明换热部件中结的水垢已经影响到换热部件的正常换热，需要进行清除处理。此时，给出结水垢报警信息，提醒用户进行清理水垢操作。

[0024] 进一步地，在步骤5)中还设置有安全实际热输出下限，当所述实际热输出量小于所述安全实际热输出下限时，判断换热部件结水垢严重，给出结水垢严重报警信息，并停止燃气热水器的燃气供应。通过该优选技术方案，能够在实际热输出量下降严重时，判断换热部件结水垢严重，换热部件换热效率极差。此时，系统给出报警信息，并强制停止燃气热水器的使用，能够防止换热部件因受热严重不均导致损坏，甚至由此引发安全事故。

[0025] 优选地，对应于不同所述热输入参数的所述正常实际热输出下限，由燃气热水器的控制系统在出厂前通过自学习的方式获得。通过该优选技术方案，能够自动获得与多个不同实际热输出量相对应的正常烟气温度上限，并且，所获得的正常烟气温度上限也能够更适合不同的燃气热水器实际情况。

[0026] 本发明第三方面提供了一种燃气热水器，该燃气热水器包括换热部件结水垢检测系统，该换热部件结水垢检测系统采用本发明第一方面或者第二方面所提供的燃气热水器换热部件结水垢检测方法检测水垢。

[0027] 通过上述技术方案，本发明的燃气热水器换热部件结水垢检测方法，通过对实际热输出量的检测，得知燃气热水器的工作状态。通过检测燃烧烟气的烟气含氧量，能够得知燃气热水器在特定工作状态下的燃气燃烧状态，并对燃气燃烧状态进行调整，以保证燃气处于正常燃烧状态。通过对燃气热水器排出烟气的烟气温度的检测，能够得知燃气燃烧时未被水流吸收的热量的多少，从而判断出燃气热水器的实际换热效率。或者通过燃气热水器在设定燃烧状态下的实际热输出量，推知水流换热吸收的热量的多少，从而判断出燃气热水器的实际换热效率。而燃气热水器的实际换热效率，直接与换热部件的结水垢程度相关，因而可以由此判断出换热部件的结水垢程度。本发明的方法，在判断燃气热水器的实际换热效率时，首先保证燃气处于正常燃烧状态，排除了燃气燃烧状态对实际产热量的影响；判断实际换热效率时结合燃气热水器的实际热输出量进行判断，排除了不同出水量对换热效率的影响，因而能够防止对换热部件结水垢的误判，检测结果更加准确。本发明的燃气热水器，由于使用了本发明的燃气热水器换热部件结水垢检测方法，能够准确地判断换热部件的结水垢状态，以在必要时对水垢进行处理，能够保证换热部件的换热效率。能够及时发现换热部件结水垢的严重状态，保证使用安全。

[0028] 有关本发明的其它技术特征和技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。

附图说明

[0029] 图1是一种本发明的燃气热水器换热部件结水垢检测方法一个实施例的流程框图；

[0030] 图2是另一种本发明的燃气热水器换热部件结水垢检测方法一个实施例的流程框图；

[0031] 图3是本发明的燃气热水器一个实施例的结构示意图；

[0032] 图4是本发明的燃气热水器一个实施例中的换热部件示意图。

[0033] 附图标记说明

[0034] 11         进水口                 12          水比例阀

[0035] 13         热交换器               131         燃烧室

[0036] 132        换热管                 133         换热翅片

[0037] 134        挡烟板                 14          出水口

[0038] 21         进气口                 22          燃气比例阀

[0039] 23         进风口                 24          风机

[0040] 25         预混器                 26          燃烧器

[0041] 27         出烟口                 31          水流量传感器

[0042] 32         进水温度传感器         33          出水温度传感器[0043] 34         烟气温度传感器         35          烟气含氧量传感器[0044] 36         控制器

具体实施方式

[0045] 在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”所指示的方位或位置关系是所描述的装置或部件基于实际使用时的方位或位置关系。

[0046] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，术语“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0047] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

[0048] 如图1所示，本发明的燃气热水器换热部件结水垢检测方法的一个实施例，包括如下步骤：

[0049] 1)检测燃气热水器的实际热输出量W。热水器的实际热输出量W反映了燃气热水器的工作状态，也就是燃气热水器燃烧的燃气的量和输出热水的温度和流量情况。燃气热水器的烟气排出情况与其工作状态相关，通过检测燃气热水器的实际热输出量W，能够区别不同工作状态下的烟气排出情况，防止因工作状态不同对检测结果的影响。

[0050] 2)检测燃气热水器排出烟气的烟气含氧量e。烟气含氧量e反映了燃气热水器中燃气燃烧时空气供应量的多少，也反映了燃气燃烧的充分程度。通过检测排出烟气中的烟气含氧量e，能够得知燃气热水器工作时的燃气燃烧状态，从而使得对换热部件是否结水垢的判断在燃气正常燃烧状态下进行，防止燃气燃烧状态对判断结果的影响。通常，可以通过在燃气热水器的出烟口设置氧传感器的方式来检测烟气含氧量e。

[0051] 3)根据烟气含氧量e调节燃气的燃烧状态。由于烟气含氧量e反映了燃气燃烧状态，根据烟气含氧量e就可以得知燃气的燃烧状态。据此，可以根据不同实际热输出量W下的烟气含氧量e的值将不同实际热输出量下燃气的燃烧状态调节至设定燃烧状态。具体地，可以通过调节燃气的供应量，助燃燃气燃烧的空气的供应量，燃气供应的气流速度等方式调节燃气的燃烧状态。但是，燃气工作时，用户对热水器输出的热水的流量和温度具有特定的要求，因此，对烟气状态的调整需要根据用户的需求进行综合性的调整。如在增加气流速度是，为了不增加水温，需要减少气流中燃气的比例。

[0052] 4)检测燃气热水器排出烟气的烟气温度Te。烟气温度Te代表了燃气热水器中未经水流吸收而排放到空气中的热量的多少，冷凝式热水器就是通过吸收更多的烟气中的热量而提高热效率的。燃气燃烧产生的热量被水流吸收的得越多，烟气温度Te也就越低。通过检查热水器排除的烟气温度Te，可以判断出水流对燃气燃烧产生的热量的吸收程度。烟气温度Te可以通过在燃气热水器的出烟口出处温度传感器的方式来进行检测。在一定的热交换效率下，燃气的不同燃烧状态会影响燃气热水器排出烟气的烟气温度Te，影响对热交换效率的判断结果。通过将燃气的燃烧状态调节至设定燃烧状态，能够排除燃气燃烧状态对烟气温度Te的影响，提高热交换效率判断结果的准确性。

[0053] 5)根据烟气温度Te判断燃气热水器的实际换热效率，并据此判断换热部件的结水垢状态。烟气温度Te反映了燃气燃烧产生的热量中未被水流换热吸收的热量的多少，烟气温度Te升高，说明通过换热部件传递给水流的热量减少，燃气热水器的实际换热效率下降；反之，烟气温度Te下降，说明通过换热部件传递给水流的热量增多，燃气热水器的实际换热效率上升，因而烟气温度Te可以反映燃气热水器换热部件实际换热效率的高低。而实际换热效率由换热部件的导热性能、水流量和水温决定，水流量和水温与实际热输出量W密切相关，因此，在一定的实际热输出量W下，通过实际换热效率就可以判断换热部件的导热性能。
而使用中的换热部件的导热性能，则反映了换热部件的结水垢程度，因此，通过烟气温度Te和实际热输出量W，就可以判断出换热部件的结水垢状态。

[0054] 在本发明的方法的一些实施例中，通过检测燃气热水器的水流量Q、进水温度T0和出水温度Tt来得到燃气热水器的实际热输出量W。可以在燃气热水器的进水水路设置水流量传感器来检测水流量Q、设置温度传感器来检测进水温度T0，在燃气热水器的出水水路设置温度传感器来检测出水温度Tt。通过公式W＝Q×(Tt‑T0)来计算实际热输出量W。实际热输出量W的计算，可以通过设置在燃气热水器中的控制器进行。

[0055] 在步骤3)中，根据燃气热水器类型的不同，可以通过调节燃气热水器的空气供应量的方式来调节燃气的燃烧状态，也可以通过调节燃气中混入的空气的比例来调节燃气的燃烧状态。具体地，可以调节为燃气热水器供应空气的风机的转速，从而调节供应到燃气热水器燃烧室，或者供应到预混器中的空气的量。通过调节空气的供应量，可以调节燃烧器中氧气的量，从而调节燃气的燃烧状态。而燃气的燃烧状态，又可以通过烟气含氧量e得到反映，因此，根据烟气含氧量e，可以对燃气的燃烧状态进行调节，使得燃气热水器中的燃气始终处于正常的设定燃烧状态。

[0056] 在本发明的方法的一些实施例中，燃气热水器的控制系统中设置有对应于不同实际热输出量W的排出烟气的正常含氧量上限emax和正常含氧量下限emin。当检测到的烟气含氧量e在正常含氧量上限emax和正常含氧量下限emin之间的范围内时，说明燃气的燃烧状态处于正常的设定燃烧状态；当烟气含氧量e大于emax时，说明燃气燃烧时氧供应偏多，此时，可以通过降低风机转速的方式减少空气的供应，降低燃烧室中的空气供应量，或者减小燃气中预混的空气的比例，使得燃气燃烧状态恢复至设定燃烧状态，烟气含氧量e也随着恢复到正常水平；当烟气含氧量e小于emin时，说明燃气燃烧时氧供应不足，此时，可以通过增大风机转速的方式增加空气的供应，增加燃烧室中的空气供应量，或者增加燃气中预混的空气的比例，使得燃气燃烧状态恢复至设定燃烧状态，烟气含氧量e也随着恢复到正常水平。因为燃气正常燃烧时的烟气含氧量e会随着燃烧的燃气的量的不同而不同，针对不同的实际热输出量W设置不同的正常含氧量上限emax和正常含氧量下限emin，可以在热水器不同的工作状态下，也就是在不同的烟气供应量的情况下，均能够将燃气热水器中的燃气燃烧状态调整到燃烧效率较高的设定燃烧状态。

[0057] 在本发明的方法的一些实施例中，燃气热水器的控制系统中还设置有排出烟气的安全含氧量上限emax1和安全含氧量下限emin1。当烟气含氧量e大于安全含氧量上限emax1时，说明热水器中的空气供应量过多，也就是通过风机输入的空气量过多，会导致燃气燃烧时产生离焰现象，引起燃气燃烧不充分，既浪费燃气，又会产生大量CO。并且，这种空气供应量过多的现象已经不能通过系统的自我调整而恢复，此时，燃气热水器的控制系统发出报警信息，如通过显示屏显示烟气中含氧量过高的故障提示，发出报警声，并强制停止燃气热水器的燃气供应，以防止安全事故的发生。当烟气含氧量e小于安全含氧量下限emin1时，说明热水器中的空气供应量严重不足，也就是通过风机输入的空气量严重不足，且这种空气供应量不足已经不能由系统自我调整而恢复。此时，燃气燃烧时容易产生回火现象，烧坏燃烧器，燃气热水器的控制系统发出报警信息，如通过显示屏显示烟气中含氧量过低的故障提示，发出报警声，并强制停止燃气热水器的燃气供应，以防止燃气热水器的损坏和安全事故的发生。

[0058] 作为本发明的方法的一种具体实施方式，燃气热水器在不同实际热输出量W下的正常含氧量上限emax和正常含氧量下限emin，通过燃气热水器出厂前进行一定时间、强制模拟不同工作条件下的工作，由燃气热水器的控制系统对所检测到的实际烟气含氧量e的值进行自学习而获得。也就是将燃气热水器在出厂前学习过程中不同实际热输出量W时、不同许可的工作条件下实际测得的烟气含氧量e的最大值作为该实际热输出量W时正常含氧量上限emax；实际测得的烟气含氧量e的最小值作为该实际热输出量W时正常含氧量上限emax。这样，就能够方便地得到符合不同燃气热水器实际情况的、对应于不同实际热输出量W的正常含氧量上限emax的值和正常含氧量下限emin的值。

[0059] 在本发明的方法的一些实施例中，燃气热水器的实际换热效率由控制系统根据不同实际热输出量W下的烟气温度Te来进行判断。燃气热水器的烟气温度Te不仅与水流吸收的热量的多少有关，也与燃气燃烧产生的热量的多少有关。而在不考虑热水器箱体散热的情况下，燃气燃烧产生的热量等于水流吸收的热量(也就是燃烧器的实际热输出量W)和烟气排出的热量(可以通过烟气温度Te得到反映)。而燃气热水器的实际换热效率＝实际热输出量W÷燃气燃烧产生的热量，因此，将烟气温度Te与实际热输出量W相结合，能够更为准确判断出燃气热水器实际换热效率的高低。

[0060] 在本发明的方法的一些实施例中，燃气热水器的控制系统中设置有对应于不同实际热输出量W的正常烟气温度上限Temax。当所检测到的烟气温度Te大于正常烟气温度上限Temax时，说明换热部件的结水垢程度已经明显影响到换热部件的换热，燃气热水器的实际换热效率已经明显下降，需要进行除水垢操作。此时，燃气热水器的控制系统给出结水垢报警信息，如通过显示屏显示烟气温度偏高，需要进行除水垢处理，并可以给出报警提示声，提示用户进行除水垢操作。如，通入酸性水，使得水垢与酸发生化学反应而溶解脱落，而除去水垢，恢复换热部件的导热性能。

[0061] 作为本发明的方法的一种具体实施方式，在燃气热水器的控制系统中还设置有对应于不同实际热输出量W的安全烟气温度上限Temax1。当检测到的烟气温度Te大于安全烟气温度上限Temax1时，说明在燃气正常燃烧时，换热部件的换热效果极差。可以判断为燃气热水器中热交换器的换热管内壁结水垢严重，导致燃气燃烧产生的热量很难通过换热管传递到换热管中的水流中。热量会在换热管上积聚，引起换热管的温度会明显升高，很容易将换热管烧坏，导致漏水。此时，控制系统给出报警信息，如，通过显示屏显示出现烟气温度过高故障，提示结水垢严重，并可以给出报警提示声。同时，控制系统强行停止燃气热水器的燃气供应，终止燃气热水器的工作，防止燃气热水器的损坏。

[0062] 作为本发明的方法的一种具体实施方式，燃气热水器在不同实际热输出量W下的正常烟气温度上限Temax可以通过燃气热水器出厂前进行一定时间、强制模拟不同工作条件下的工作，由燃气热水器的控制系统对所检测到的烟气温度Te的值进行自学习而获得。也就是将燃气热水器在出厂前学习过程中不同实际热输出量W时、不同许可的工作条件下实际测得的烟气温度Te的最大值作为该实际热输出量W时正常烟气温度上限Temax。这样，就能够方便地得到符合不同燃气热水器实际情况的、对应于不同实际热输出量W的正常烟气温度上限Temax的值。

[0063] 如图2所示，本发明的燃气热水器换热部件结水垢检测方法的一个实施例，包括如下步骤：

[0064] 1)检测燃气热水器的实际热输出量W。热水器的实际热输出量W反映了燃气热水器工作时实际输出的热能的多少，通常可以由燃气热水器燃烧的燃气的量和输出热水的温度和流量情况反映出来，也反映了燃气热水器的工作状态。燃气热水器的烟气排出情况与其工作状态相关，通过检测燃气热水器的实际热输出量W，能够区别不同工作状态下的烟气排出情况，防止因工作状态不同对检测结果的影响。

[0065] 2)检测燃气热水器排出烟气的烟气含氧量e。烟气含氧量e是指燃气热水器中燃气燃烧后排出的烟气中所剩余的氧气含量，通常由燃气热水器中燃气燃烧时空气供应量的多少决定，也反映了燃气燃烧的充分程度。通过检测排出烟气中的烟气含氧量e，能够得知燃气热水器工作时的燃气燃烧状态，从而使得对换热部件换热效率的判断在设定的燃气正常燃烧状态下进行，防止燃气的燃烧状态影响燃气热水器换热部件的换热效果，从而影响对换热效率的判断。通常，可以通过在燃气热水器的出烟口设置氧传感器的方式来检测烟气含氧量e。

[0066] 3)根据当前的实际热输出量W下的烟气含氧量e调节燃气的燃烧状态，使得燃气的燃烧状态处于设定的正常燃烧状态。由于燃气的燃烧状态决定了排出烟气的烟气含氧量e，根据烟气含氧量e就可以得知燃气的燃烧状态。据此，可以通过将烟气含氧量e调节到设定水平的方式，将燃气的燃烧状态调节至设定燃烧状态。而燃气热水器在不同的实际热输出量下工作时，燃气正常燃烧状态下，排出烟气中的烟气含氧量e是不同的，因此，烟气含氧量e的设定水平也根据实际热输出量W的不同而不同。具体地，可以通过调节燃气的供应量、助燃燃气燃烧的空气的供应量或者燃气供应的气流速度等方式调节燃气的燃烧状态。但是，燃气工作时，用户对热水器输出的热水的流量和温度具有特定的要求，因此，对烟气状态的调整需要根据用户的需求进行综合性的调整。如在增加气流速度是，为了不增加水温，需要减少气流中燃气的比例。

[0067] 4)根据设定燃烧状态下的实际热输出量W判断燃气热水器的实际换热效率，并据此判断换热部件的结水垢状态。实际热输出量W反映了水流通过换热部件的热交换所吸收的热量的多少，实际热输出量W升高，说明水流通过换热部件吸收了更多的热量，燃气热水器的实际换热效率较高；反之，实际热输出量W下降，说明水流通过换热部件吸收的热量减少，燃气热水器的实际换热效率降低。因此，实际热输出量W可以反映出燃气热水器换热部件实际换热效率的高低。而实际换热效率由换热部件的导热性能、水流量和水温决定，水流量和水温也与实际热输出量W密切相关，因此，根据设定燃烧状态下的实际热输出量W，可以判断换热部件的导热性能。而使用中换热部件的导热性能的变化，则反映了换热部件的结水垢程度，因此，通过设定燃烧状态下的实际热输出量W，就可以判断出换热部件的结水垢状态。

[0068] 在本发明的方法的一些实施例中，可以通过燃气热水器的水流量Q、进水温度T0和出水温度Tt来得到燃气热水器的实际热输出量W。具体地，可以在燃气热水器的进水水路设置水流量传感器来检测水流量Q、设置温度传感器来检测进水温度T0，在燃气热水器的出水水路设置温度传感器来检测出水温度Tt。通过公式W＝Q×(Tt‑T0)来计算实际热输出量W。实际热输出量W的计算，可以通过设置在燃气热水器中的控制器进行。

[0069] 在步骤3)中，根据燃气热水器类型的不同，可以通过调节燃气热水器的空气供应量的方式来调节燃气的燃烧状态，也可以通过调节燃气中混入的空气的比例来调节燃气的燃烧状态。具体地，可以调节为燃气热水器供应空气的风机的转速n，从而调节供应到燃气热水器燃烧室，或者供应到预混器中的空气的量。通过调节空气的供应量，可以调节燃烧器中氧气的量，从而调节燃气的燃烧状态。而燃气的燃烧状态，又可以通过烟气含氧量e得到反映，因此，可以通过将排出烟气的烟气含氧量e调节中设定水平的方式，对燃气的燃烧状态进行调节，使得燃气热水器中的燃气燃烧状态始终处于设定燃烧状态。

[0070] 在本发明的方法的一些实施例中，燃气热水器的控制系统中设置有对应于不同实际热输出量W的排出烟气的正常含氧量上限emax和正常含氧量下限emin。当检测到的烟气含氧量e在正常含氧量上限emax和正常含氧量下限emin之间的范围内，也就是烟气含氧量e处于设定的[emin，emax]水平时，说明燃气燃烧状态处于正常的设定燃烧状态；当烟气含氧量e大于emax时，说明燃气燃烧时氧供应偏多，此时，可以通过降低风机转速的方式减少空气的供应，降低燃烧室中的空气供应量，或者减小燃气中预混的空气的比例，使得燃气的燃烧状态恢复到设定燃烧状态，烟气含氧量e也恢复到设定的水平；当烟气含氧量e小于emin时，说明燃气燃烧时氧供应不足，此时，可以通过增大风机转速的方式增加空气的供应，增加燃烧室中的空气供应量，或者增加燃气中预混的空气的比例，使得燃气的燃烧状态恢复到设定燃烧状态，烟气含氧量e也恢复到设定的水平。因为燃气正常燃烧时的烟气含氧量e会随着燃烧的燃气的量的不同而不同，针对不同的实际热输出量W设置不同的正常含氧量上限emax和正常含氧量下限emin，在热水器不同的工作状态下，均能够将燃气热水器中的燃气调整到正常的设定燃烧状态。

[0071] 在本发明的方法的一些实施例中，燃气热水器的控制系统中还设置有排出烟气的安全含氧量上限emax1和安全含氧量下限emin1。当烟气含氧量e大于安全含氧量上限emax1时，说明热水器中的空气供应量过多，也就是通过风机输入的空气量过多，会导致燃气燃烧时产生离焰现象，引起燃气燃烧不充分，既浪费燃气，又会产生大量CO。并且，这种空气供应量过多的现象已经不能通过系统的自我调整而恢复，此时，燃气热水器的控制系统发出报警信息，如通过显示屏显示烟气中含氧量过高的故障提示，发出报警声，并强制停止燃气热水器的燃气供应，以防止安全事故的发生。当烟气含氧量e小于安全含氧量下限emin1时，说明热水器中的空气供应量过少，也就是通过风机输入的空气量过少，且这种空气供应量过少已经不能由系统自我调整而恢复。此时，燃气燃烧时容易产生回火现象，烧坏燃烧器，燃气热水器的控制系统发出报警信息，如通过显示屏显示烟气中含氧量过低的故障提示，发出报警声，并强制停止燃气热水器的燃气供应，以防止燃气热水器的损坏和安全事故的发生。

[0072] 作为本发明的方法的一种具体实施方式，燃气热水器在不同实际热输出量W下的正常含氧量上限emax和正常含氧量下限emin，通过燃气热水器出厂前进行一定时间、模拟不同工作条件下的使用，由燃气热水器的控制系统对所检测到的实际烟气含氧量e的值进行自学习而获得。也就是将燃气热水器在出厂前学习过程中不同实际热输出量W时、不同许可的工作条件下实际测得的烟气含氧量e的最大值作为该实际热输出量W时正常含氧量上限emax；实际测得的烟气含氧量e的最小值作为该实际热输出量W时正常含氧量上限emax。这样，就能够方便地得到符合不同燃气热水器实际情况的、对应于不同实际热输出量W的正常含氧量上限emax的值和正常含氧量下限emin的值。

[0073] 在本发明的方法的一些实施例中，燃气热水器的实际换热效率由控制系统根据实际热输出量W和热输入参数来进行判断。热输入参数是与燃气热水器的热输入量，也就是燃气燃烧时所产生的热量的多少相关的参数，不同的热输入参数值，对应着不同的热输入量。现有的燃气热水器也是通过控制系统调节热输入参数来调节热输入量的，可以通过程序来获取控制系统中当前执行的热输入参数值的方式来获取燃气热水器的热输入参数，也可以通过设置响应的传感器的方式来检测燃气热水器的热输入参数。对于不同的燃气热水器类型，可以使用不同类型的热输入参数，通常地，对于全预混燃气热水器，可以使用风机转速n来作为热输入参数；对于普通燃气热水器，可以使用由不同的风机转速n和燃气二次压p组成的风机转速燃气二次压序列(n，p)作为热输入参数。通过反映热输入量的热输入参数和实际热输出量W，能够准确地判断燃气热水器的实际换热效率，因而能够准确地判断出燃气热水器换热部件的结水垢情况。

[0074] 在本发明的方法的一些实施例中，燃气热水器的控制系统中设置有对应于不同热输入参数的正常实际热输出下限Wmin。当燃气热水器的实际热输出量W小于正常实际热输出下限Wmin时，说明换热部件的结水垢程度已经明显影响到换热部件的换热，燃气热水器的实际换热效率已经明显下降，需要进行除水垢操作。此时，燃气热水器的控制系统给出结水垢报警信息，如通过显示屏显示实际热输出量偏低，需要进行除水垢处理，并可以给出报警提示声，提示用户进行除水垢操作。如，通入酸性水，使得水垢与酸发生化学反应而溶解脱落，而除去水垢，恢复换热部件的导热性能。

[0075] 作为本发明的方法的一种具体实施方式，在燃气热水器的控制系统中还设置有对应于不同热输入参数的安全实际热输出下限Wmin1。当燃气热水器的实际热输出量W小于安全实际热输出下限Wmin1时，说明在燃气正常燃烧时，换热部件的换热效果极差。可以判断为燃气热水器中热交换器的换热管内壁结水垢严重，导致燃气燃烧产生的热量很难通过换热管传递到换热管中的水流中。热量会在换热管上积聚，引起换热管的温度会明显升高，很容易将换热管烧坏，导致漏水。此时，控制系统给出报警信息，如，通过显示屏显示出现实际热输出量过低的故障，还可提示结水垢严重，并可以给出报警提示声。同时，控制系统强行停止燃气热水器的燃气供应，终止燃气热水器的工作，防止燃气热水器的损坏。

[0076] 作为本发明的方法的一种具体实施方式，燃气热水器对应于不同热输入参数的正常实际热输出下限Wmin可以通过燃气热水器出厂前进行一定时间、强制模拟不同工作条件下工作，由燃气热水器的控制系统对不同热输入参数所对应的实际热输出量W进行自学习而获得。也就是强制控制燃气热水器在各种不同的可以接受的工作条件下工作，将燃气热水器在不同热输入参数下的实际热输出量W记录下来，将各种不同热输入参数下实际热输出量W的最小值作为正常实际热输出量下限Wmin。这样，就能够方便地得到各种与不同热输入参数相对应的、符合不同燃气热水器实际情况的正常实际热输出下限Wmin的值。

[0077] 本发明的燃气热水器的一个实施例，如图3和图4所示，包括进水口11、水比例阀12、热交换器13、出水口14、进气口21、燃气比例阀22、进风口23、风机24、预混器25、燃烧器
26、出烟口27和换热部件结水垢检测系统。一方面，冷水通过进水口11流入燃气热水器，经过水比例阀12调节水的流量后，进入热交换器13。换热器13包括燃烧室131、换热管132、换热翅片133和挡烟板134，换热翅片133安装在换热管132上，换热管132和换热翅片133安装在燃烧室131内，以更好地与燃烧室131内的高温烟气形成热交换。挡烟板134安装在燃烧室
131的出口处，以调节烟气从燃烧室131内流出的速度。冷水从换热管132中通过，与燃烧室
131内的高温烟气进行热交换，吸收热量形成热水，再通过出水口14排出供用户使用。另一方面，燃气通过进气口21进入燃气热水器，经过燃气比例阀22调节燃气的流量后进入预混器25，同时，空气在风机24的作用下经由进风口23进入预混器25，并在预混器25中与燃气相混合，混合气体通过燃烧器26，被燃烧器26点燃，在燃烧器131中燃烧。燃烧产生的燃烧烟气与换热管132中的水流产生热交换，将大量的热量传递给水流后，在风机24的作用下通过出烟口27排出。换热部件结水垢检测系统包括设置在水比例阀12附近的水路中的水流量传感器31和进水温度传感器32，设置在热交换器13的出水水路上的出水温度传感器33，设置在出烟口27附近的烟气排出通道内的烟气温度传感器34和烟气含氧量传感器35，和控制器
36，控制器36中存贮有能够实现本发明提供的燃气热水器换热部件结水垢检测方法的控制程序。控制器36可以单独设置，也可以与燃气热水器中其他控制系统公用。控制器36能够接受水流量传感器31、进水温度传感器32、出水温度传感器33、烟气温度传感器34和烟气含氧量传感器35检测的信息，还能够从燃气热水器的正常工作控制程序，或者通过传感器获取燃气热水器的热输入参数。并能够发出控制信息控制水比例阀12、燃气比例阀22和风机24的工作，以根据检测结果调节燃气的燃烧状态、发出报警信息及强行停止燃气热水器的燃气供应，保证燃气的燃烧效果，热交换器13的换热效果，以及燃气热水器的安全性能，延长热水器的使用寿命。

[0078] 在本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一种具体实施方式”等的描述意指结合该实施例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例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。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例或示例中以合适的方式结合。

[0079] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行的简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。