控制具有通电阳极的热水器的系统和方法技术方案

一种燃气器具包括：箱，其被配置成存储待加热的流体；通电阳极，其延伸到箱中并被配置成产生阳极电流；燃烧室，其包括被配置成产生燃烧产物的燃烧器。该器具还包括排气结构、热交换器和联接到通电阳极的电子处理器。燃烧产物从燃烧室经由热交换器流到排气结构。电子处理器被配置成确定燃烧器的工作周期，确定燃烧器的工作周期是否超过预定阈值，当燃烧器的工作周期超过预定阈值时将通电阳极的保护参数的大小从第一值增加到第二值，并根据保护参数的第二值控制通电阳极。

System and Method for Controlling Water Heater with Electric Anode

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制具有通电阳极的热水器的系统和方法相关申请本申请要求2016年11月8日提交的美国临时申请No.62/419,207的优先权，其全部内容通过引用包含于此。
各种实施方式涉及热水器。
技术实现思路
燃气热水器包括热交换器，该热交换器将热量从燃烧产物传递到围绕热交换器的水。热交换器表面附近的温度有时可以明显高于水箱其他部分的温度。这样的温度可能使热交换器的表面更容易受到腐蚀。另外，与住宅热水器相比，商用燃气热水器通常在更高的工作周期下操作。这种高工作周期还增加了热交换器表面附近的平均温度，而这是因为热交换器启动了更长的时间段。升高的平均温度使得商用燃气热水器中的热交换器表面更容易受到腐蚀。例如，商用热水器的工作周期可以比类似的住宅热水器的工作周期高15％-40％。与水箱的其他表面相比，这种增加的工作周期可以显著增加热交换器上的平均温度。例如，在一项研究中发现，当燃烧器启动时，热交换器表面的温度比水箱的其他表面高约40°F。在同一项研究中发现，热交换器的表面在施加热量时(例如，燃烧器被供电)的腐蚀速率与不施加热量时(例如，燃烧器是关闭)相比高约20％。在一个实施方式中，本申请可提供一种示例性热水器，该热水器包括用于存储水的水箱、延伸到箱中并配置成产生阳极电流的通电阳极、燃烧室和排气结构。热水器还包括控制器以及在燃烧室和排气结构之间流体连通的烟道。燃烧室包括燃烧器，该燃烧器可操作以燃烧空气和燃料的混合物，从而产生燃烧产物，燃烧产物通过烟道流动到排气结构以加热箱中的水。联接到通电阳极并可操作以确定燃烧器的工作周期的控制器确定燃烧器的工作周期是否超过阈值，基于燃烧器的工作周期增加通电阳极的保护参数，并以增加的保护参数来操作通电阳极。在另一个实施方式中，本申请提供了一种操作燃气热水器的示例性方法。该方法包括通过电子处理器确定热水器的燃烧器的工作周期，并且通过电子处理器确定燃烧器的工作周期是否超过高阈值。响应于燃烧器的工作周期高于高阈值，通过电子处理器增加与延伸到热水器的箱中的通电阳极相关联的保护参数。该方法还包括根据增加的保护参数来操作通电阳极。通过考虑详细描述和附图，本申请的其他方面将变得显而易见。附图说明图1是根据本申请的一些实施方式的燃气热水器的示意图。图2是根据本申请的一些实施方式的用于图1的燃气热水器的控制电路的步骤图。图3是示出了根据本申请的一些实施方式的操作图1的燃气热水器的通电阳极的方法的流程图。图4是示出了根据本申请的一些实施方式的基于图1的热水器的工作周期控制通电阳极的方法的流程图。图5是根据本申请的一些实施方式的基于图1的热水器的工作周期控制通电阳极的增强控制方法的流程图。图6是根据本申请的一些实施方式的基于图1的热水器的燃烧器的操作控制通电阳极的流程图。图7是示出当图1的热水器的水箱的较低温度降低时阳极电流减小的曲线图。图8是根据本申请的一些实施方式的基于图1的热水器的水箱中的水的较低温度实施控制通电阳极的方法的流程图。图9是示出上述一些方法的示例性实施的曲线图。图10是根据本申请的一些实施方式的将图1的热水器的通电阳极的保护参数的第一值增加到保护参数的第二值的方法的流程图。图11示出了根据本申请的一些实施方式的曲线图，该曲线图显示图1的热水器的平均基线电流和目标阳极电流。图12是比较相对于图6、图8和图10讨论的不同方法的图表。图13是示出根据本申请的一些实施方式的在图1的热水器的后吹扫状态期间确定基线阳极电流的方法的流程图。图14示出了根据本申请的一些实施方式的确定图1的热水器的基线阳极电流的另一种方法。图15是示出了根据本申请的一些实施方式的基于阳极电流的均值和方差确定基线阳极电流的另一种方法的流程图。图16是根据本申请的一些实施方式的基于图1的热水器的燃烧器的操作来控制通电阳极的增强控制方法的流程图。图17是基于图1的热水器的燃烧器的工作周期控制通电阳极的另一种控制方法的流程图。具体实施方式在详细解释本申请的任何实施方式之前，应理解，本申请的应用不限于以下描述中阐述的或在以下附图中示出的构造的细节和部件的布置。该申请能够具有其他实施方式，并且能够以各种方式实践或实施。而且，应该理解，这里使用的措辞和术语是为了描述的目的，不应该被认为是限制性的。本文中“包括”、“包含”或“具有”及其变体的使用旨在包括其后列出的项目及其等同物以及附加项目。除非另有说明或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变体被广泛使用并且包括直接和间接安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接。图1是根据本申请的一些实施方式的器具100的示意图。在所示实施方式中，器具100是燃气热水器100，然而，在其他实施方式中，器具100可以是可操作的以加热介质的任何器具，例如但不限于电热水器、燃气炉、燃气锅炉和电炉。在所示实施方式中，热水器100包括封闭水箱105、围绕水箱105的壳体110以及填充水箱105和壳体110之间的环形空间的泡沫绝缘体115。水箱105可以由黑色金属制成，并且内部衬有玻璃状瓷釉，以保护金属免受腐蚀。在其他实施方式中，水箱105可以由其他材料制成，例如塑料。进水管线120和出水管线125与水箱105流体连通。在所示实施方式中，进水管线120和出水管线125在热水器100的顶部处与水箱105流体连通。在其他实施方式中，进水管线120可以在热水器100的底部处，而出水管线125可以在热水器100的顶部处。在另一个实施方式中，进水管线120可以在热水器100的顶部处，而出水管线125可以在热水器100的底部处。进水管线120包括用于向水箱105添加冷水的入口开口130，并且出水管线125包括用于从水箱105抽出热水以便输送给使用者的出口开口135。热水器100还包括燃烧室组件140、进气组件145和排气结构150。在所示实施方式中，燃烧室组件140位于水箱105下方并支撑水箱105。在其他实施方式中，燃烧室组件140位于水箱105上方。热水器100还包括与燃烧室组件140和排气结构150流体连通的烟道155。进气组件145包括鼓风机157，该鼓风机157吸入环境空气并将空气提供给燃烧室组件140。燃烧室组件140包括燃烧器160、燃气阀165、火焰传感器170和点火器175。燃烧室组件140接收来自进气组件145的空气。然后点火器175被供电到预定温度(或预定一段时间)。一旦点火器175达到能够引发火焰的温度，则打开燃气阀165。流动穿过燃气阀的气态燃料与来自进气组件145的初级空气混合。鼓风机157将环境空气与气态燃料混合以形成部分预混的可燃混合物，该可燃混合物被推向燃烧器160。这种可燃混合物由点火器175点燃，这使燃烧器160产生热的燃烧产物。火焰传感器170定位在点火器175附近(例如，紧邻)并产生指示火焰是否存在的信号。燃烧室组件140被高温绝缘体177包围，以保持来自热的燃烧产物的热量。热的燃烧产物穿过烟道155向上流向排气结构150。当燃烧产物流动穿过烟道155时，热量从燃烧产物传递到烟道壁并且传递到包围烟道155的水。由于这个原因，烟道155有时被称为热水器100的热交换器。在所示的实施方式中，热的燃烧产物向上流动穿过烟道15本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气器具，该燃气器具包括：箱，所述箱被配置成存储待加热的流体；通电阳极，所述通电阳极延伸到所述箱中并被配置成产生阳极电流；燃烧室，所述燃烧室包括燃烧器，所述燃烧器被配置成燃烧空气和燃料的混合物以产生燃烧产物；排气结构，所述排气结构联接到所述箱；热交换器，所述热交换器与所述燃烧室和所述排气结构流体连通，其中所述燃烧产物从所述燃烧室经由所述热交换器流到所述排气结构；以及电子处理器，所述电子处理器联接到所述通电阳极，所述电子处理器被配置成：确定所述燃烧器的工作周期；确定所述燃烧器的所述工作周期是否超过预定阈值；当所述燃烧器的所述工作周期超过所述预定阈值时，将所述通电阳极的保护参数的大小从第一值增加到第二值；并且根据所述保护参数的所述第二值控制所述通电阳极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.08 US 62/419,2071.一种燃气器具，该燃气器具包括：箱，所述箱被配置成存储待加热的流体；通电阳极，所述通电阳极延伸到所述箱中并被配置成产生阳极电流；燃烧室，所述燃烧室包括燃烧器，所述燃烧器被配置成燃烧空气和燃料的混合物以产生燃烧产物；排气结构，所述排气结构联接到所述箱；热交换器，所述热交换器与所述燃烧室和所述排气结构流体连通，其中所述燃烧产物从所述燃烧室经由所述热交换器流到所述排气结构；以及电子处理器，所述电子处理器联接到所述通电阳极，所述电子处理器被配置成：确定所述燃烧器的工作周期；确定所述燃烧器的所述工作周期是否超过预定阈值；当所述燃烧器的所述工作周期超过所述预定阈值时，将所述通电阳极的保护参数的大小从第一值增加到第二值；并且根据所述保护参数的所述第二值控制所述通电阳极。2.根据权利要求1所述的燃气器具，其中，所述保护参数包括从由如下参数构成的组选择的参数：所述通电阳极的设定点电压、所述通电阳极的施加电压、所述通电阳极的施加电流、所述通电阳极的最小电流阈值以及所述通电阳极的最大电流阈值。3.根据权利要求1所述的燃气器具，其中，所述电子处理器还被配置成测量存储在所述箱中的所述流体的电导率，并基于所述流体的所述电导率将所述保护参数设定为所述第一值。4.根据权利要求3所述的燃气器具，其中，所述电子处理器还被配置成测量所述箱的自然电位，并且其中所述电子处理器基于所述流体的所述电导率和所述箱的所述自然电位将所述保护参数设置为所述第一值。5.根据权利要求1所述的燃气器具，其中，所述电子处理器还被配置成检测所述燃烧器是否正在操作，并且其中所述电子处理器响应于所述电子处理器检测到所述燃烧器正在操作而将所述通电阳极的所述保护参数的大小从所述第一值增加到所述第二值。6.根据权利要求5所述的燃气器具，其中，所述电子处理器被配置成测量所述箱中的所述流体的电导率，并且当所述流体的所述电导率低于预定电导率阈值时，将所述保护参数的大小从所述第二值增加到第三值。7.根据权利要求5所述的燃气器具，该燃气器具还包括温度检测器，所述温度检测器被配置成测量存储在所述箱的下部中的流体的温度，并且其中所述电子处理器被配置成：从所述温度检测器接收测量温度；确定在所述燃烧器正在操作的同时所述测量温度是否低于预定温度；和当在所述燃烧器正在操作的同时所述测量温度低于所述预定温度时，将所述保护参数的大小从所述第二值增加到第三值。8.根据权利要求1所述的燃气器具，其中，所述电子处理器被配置成基于预定更新周期周期性地更新所述燃烧器的所述工作周期。9.根据权利要求1所述的燃气器具，其中，所述第二值比所述第一值高约30％。10.根据权利要求1所述的燃气器具，其中，所述电子处理器基于所述通电阳极的待机基线电流来增加所述保护参数的大小，其中所述待机基线电流是在所述燃气器具的未启动时段期间测量的。11.一种操作包括热交换器的燃气器具的方法，该方法包括：启动所述燃气器具的燃烧室内的燃烧器以燃烧空气和燃料的混合物并产生燃烧产物；当所述燃烧产物从所述燃烧室流到所述燃气器具的排气结...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·O·诺贝勒，M·W·舒尔茨，T·E·鲁尼，T·G·范西斯泰恩，
申请(专利权)人：AO史密斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US