家用燃氣快速熱水器從上世紀八十年代進入我國,到目前為止,已得到了迅速發展。從已被淘汰的直排式發展到煙道式，又發展到普通強排式，進而向恒溫及平衡式發展。隨著人民生活水平的提高，質量穩定可靠、外觀大方新穎、使用操作簡單的產品才是消費者的真正需求。只能靠機械（手動）調節來滿足使用要求的熱水器逐漸不能滿足消費者的需求了。數碼恒溫熱水器才是消費者的青睞。百得目前生產的數碼恒溫熱水器類型有S系列8、10、12升和R系列8、10升。S系列是通過利用轉子調節閥配合控制系統實現恒溫效果而R系列是利用燃氣比例閥配合控制系統實現恒溫效果的。以下對百得生產的R系列數碼恒溫熱水器功能特點、工作原理及內部結構做簡單介紹。
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功能特點
1、無需機械（手動）調節水、氣量大小，只需輕輕按鍵即可使用。
2、采用電腦芯片控制技術，具有良好的線性關系，反應迅速，控制精確；
3、水流量傳感器：通過霍爾傳感技術，準確監測水量變化而改變火力大小，確保出水溫度穩定（即恒溫）；
4、燃氣穩壓設計：當供氣壓力過高時，在比例閥的作用下使噴嘴前壓力保持不變，燃燒工況不受影響。
5、動態彩屏顯示：出水溫度、燃燒狀況、工作狀況、使用時間、故障顯示等一目了然；
6、特設多重安全保護裝置：意外熄火保護、風壓過大保護、超溫保護、20分鐘定時關機保護、防干燒保護、水壓過高保護、防凍結保護等。
7、記憶功能
機器重新啟動時，微電腦將自動記憶上次設定溫度值進行工作，無須每天重復設置，體驗最佳人體需要。
工作原理
1、熱水器工作原理
在通電、通氣、通水的情況下，按下開關鍵，設置好出水溫度，熱水器自動點火并燃燒將熱交換器中冷水加熱至設置溫度。其工作原理如下：接通水、電、氣。當冷水流經水流傳感器時，安裝在水流傳感器進口處的蝸輪開始旋轉，蝸輪上有永久磁鐵在旋轉時周邊磁場有規律地變化。加上霍爾傳感元件，感應到磁場變化時相應發出脈沖信號。控制器接受到脈沖信號后啟動風機高速轉動2秒前清掃、風壓開關閉合,此時風機轉至低速運轉并發出點火指令。放電針開始放電約0.5秒后控制器分別提供電信號給電磁閥和比例閥，電磁閥和比例閥在電信號的作用下開閥，打開燃氣通道。高壓燃氣經過閥體從噴嘴流出（帶入一定的空氣）后進入燃燒器吼管內，經收縮管、混合管后從火孔流出在二次空氣的作用下遇到放電火花點火燃燒。點著火后感應針將離子感應信號反饋給控制器。控制器根據水流傳感器發出脈沖頻率高低（水量越大脈沖頻率越高，反之則越低）、設置溫度與出水溫度的溫差瞬間調節燃氣比例閥開度（燃氣流量）的大小和風機轉速，直到實際出水溫度與設置溫度相同。使用完畢（或20分鐘定時關機時間到）后關閉進水或出水閥門水流傳感器中蝸輪停止轉動，無脈沖信號發出。控制器將發出信號關閉電磁閥和比例閥，火焰熄滅風機運轉15-20秒（后清掃）停轉。 使用過程中按動操作面板上 “∧”“ ∨”鍵調整出水溫度，控制器發出指令調整比例閥開度（燃氣流量發生變化）。使之達到設置溫度。若當水流量發生變化，蝸輪轉速也相應發生變化，脈沖頻率也發生變化，控制器發出指令調整燃氣流量（火力大小）使之達到設置溫度。同時，出水溫度傳感器探測到出水溫度的變化，控制器發出指令作出調整。 2、燃氣比例閥工作原理：（如下圖示）
燃氣比例閥是一種可動永磁式的電磁比例閥系統，它可根據電腦控制器輸出電流的大小，自動調節閥口的開度，對燃氣流量不斷地進行細微的無級調節，使熱水器的出水溫度可無級設定；另外在比例閥輸入電流不變的條件下，閥口開度可隨輸入壓
力變化而自動調整，保證輸出口壓力穩定，使熱水器所設定的出水溫度保持恒定。該比例閥還具有結構緊湊，性能可靠，調節靈敏等優點。適用于恒溫熱水器等燃氣設備 A：結構及工作原理介紹
該閥由開關閥、比例調節系統、穩壓系統三大部分組成：
a、開關閥：如上圖所示,它是一個通斷型電磁閥，根據控制器的電信號來打開或關閉閥口。
b、比例調節系統：主要由電磁系統、永磁體、球閥組件構成。當線圈得到控制電流時,在磁芯的下端面產生與永磁體端面極性相同的電磁場力，按同性相斥的原理，二者產生排斥力，推動永磁體及球閥下移，與橡膠閥口之間形成相應的開度。電流增加時磁芯磁場增加，推開永磁體的力增大，閥口開度增大；電流減小時磁芯磁場減小，推開永磁體的力減小，閥口開度減小。這樣控制器可通過水溫反饋信號自動調節電流來自動控制燃氣流量，從而達到調控水溫、穩定水溫的目的。
當線圈斷電時電磁力消失，永磁力使永磁體吸向磁芯，球閥上移關閉閥口；在斷電狀態下永磁體始終吸向磁芯，對球閥產生恒定拉力，使該閥口具有良好的密封效果。 C、穩壓系統
當電流按設定溫度值確定后，磁場力可視為一個恒定作用力。輸入壓力升高，膜片受力增大向上位移，使閥口開度減小；輸入壓力下降，膜片受力減小向下位移，使閥口開度增大。這樣一來保證了輸出壓力的穩定，使燃燒工況始終保持所需狀態。
3、水流傳感器(如下圖)
水流量傳感器裝在熱水器進水端，用于檢測進水流量，當水通過該產品時 ，磁性轉子轉動并且其轉速隨著流量變化而變化，霍爾傳感器輸出相應脈沖信號，反饋給控制器 ，由控制器根據水流量的大小和通斷發出相應指令以控制氣閥的工作狀
態。當進水壓力波動時 ，穩流組件保證出水流量在一定變化范圍內，可提高恒溫性能。
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內部結構圖和關鍵零部件作用
關鍵零部件作用
A：排煙系統（交流風機）：將燃燒所產生的廢氣強制排出室外。
B：換熱系統（熱交換器）：將流經熱交換器的冷水回熱成熱水。
C：燃燒系統（燃燒器）：燃氣穩定燃燒，形成穩定的火焰；從燃氣噴咀出來的高速燃氣射流，引射四周的靜止空氣，一起進入燃燒器的引射段，在混合段，燃氣與空氣充分混合后從燃燒器的的火孔流出，點燃后與二次空氣形成穩定的火焰燃燒 。
D：控制系統（控制器）：控制著熱水器的整個工作過程。
E：燃氣比例閥：作用是開啟或關閉燃氣通道（截止閥）和控制燃氣流量的大小。
F：水流傳感器：
a）控制熱水器的啟、停；
b）可根據水流量的大小配合控制器實現恒溫功能。
G：溫控器：出水溫度達到一定值后（≥85℃）將關閉熱水器起保護作用。
H：風壓開關：
a）當風機出現故障時風壓開關無發動作，將關閉熱水器起保護作用；
b）刮風時熱水器無法正常排煙，該裝置動作停止燃燒，防止廢氣倒流室內（適合于強排式）。
雙控燃氣比例閥
內外市場發展的趨勢，專門為實現燃氣具智能化控制而研制開發的一種新型比例閥。它能可靠實現由于管網燃氣壓力波動時保證噴嘴前壓力恒定，特別是燃氣具引入市電后與相應的電氣控制系統聯合使用，能可靠地對所用燃氣的壓力、流量進行無級自動調節，實現燃氣具自動恒溫、定時開關機(手機信號無線遙控)、火力大小調節等智能化控制，節約能源，增加熱效能，大大地提高了燃氣具的性能和檔次。該產品除了用于熱水器、燃氣灶具外，還廣泛用于燃氣干衣機、烘箱、采暖洗浴兩用壁掛爐等其它智能化、節能化、環保化的新型家用燃氣具。隨著我國人民生活水平的不斷提高，人們對廚房用具的使用期望能達到高效節能、功能化和智能化。國外(特別是日本)早在1994就開發此類燃氣比例控制閥，由于此類產品技術含量高，要求配件精度較高，遍及壓鑄、沖壓、注塑、橡膠、密封件等各個行業，公司通過分析國內外家用燃氣具的發展歷史和現狀、展望中國家用燃氣具的發展趨勢后，為了適應市場的發展需求，在1998年已投入大量資金，研究開發技術含量高，用途更廣闊的燃氣閥體“燃氣比例控制閥”。通過吸收、消化歐洲、日本的控制比例閥技術，經過四年多的努力已成功研制開發此類產品。兩年來不斷努力、持續改進，現已能形成大批量生產，產品銷往全國各地。作者結合燃氣比例閥系統多年的研究開發工作，著重介紹了雙控燃氣比例閥的工作原理及結構特點，引導燃氣具行業滿足市場發展趨勢，開發節能、安全、環保型燃氣具，對節約燃氣能源，減少環境污染，提高燃氣具技術含量及市場競爭力有著重大的影響。
結構工作原理
雙控燃氣比例閥主要由兩個開關電磁閥、穩壓機構、比例調節機構等組成。
1、開關電磁閥的作用是熱水器停止工作時，根據電腦控制器的指令關閉燃氣管路，停止燃氣供應。同時，在安全保護裝置動作時切斷燃氣供應。
2、穩壓機構的作用是當進口壓力發生波動時，比例閥內的穩壓機構發生相應的動作，調整開口度，可保持出口壓力穩定，使燃具始終處于一個良好的工作狀態。我們知道，從管網來的燃氣并不能保證壓力恒定。當燃氣入口壓力升高引起輸出壓力上升時，膜片因下部燃氣壓力升高而上移，使球閥上升，閥口開度減小，燃氣流動阻力增大，輸出燃氣壓力隨之下降并很快恢復到原設定值(燃氣入口壓力下降時情況相反，此不重復)。燃氣壓力的變化會直接使燃氣量與熱水溫度改變，為消除氣源壓力波動對熱水溫度恒定的干擾、保證良好的燃燒狀況以及實現快速恒溫控制過程，設置穩壓機構是必要的。但由于很多整機廠對此不清楚，認為沒有必要增加此項功能，或者對比例閥穩壓機構的出口工作壓力選取不規范。根據經驗，比例閥出口壓力設定時應按照當地具體燃氣氣源供應的穩定性而定，一般取在燃氣最低工作壓力附近，即：
水量伺服閥
是我公司根據國內外市場發展的趨勢，專門為實現燃氣具智能化控制而研制開發的一種新型水比例調節閥并申請了實用專利。本專利產品包括閥體、水流轉子組件、霍爾傳感器、閥芯組件和電機等組成。其中，水流轉子組件縱向裝在閥體的進水通道內，霍爾傳感器設在閥體的外部且與水流轉子組件的磁塊位置相對應，設在閥體內的閥芯組件與設在閥體外部的電機連接，通過改變出水口間隙的大小實現水流量的調節，可靠實現由于管網壓力波動時保證水流量恒定。特別是燃氣具引入市電后與相應的燃氣控制比例閥聯合使用實現水氣聯調，能可靠地對所用燃氣、水流量進行自動調節，實現燃氣具快速自動恒溫、定時開關機（手機信號無線遙控）、火力大小調節等智能化控制，節約能源，增加熱效能，大大地提高了燃氣具的性能和檔次。
我公司通過分析國內外家用燃氣具的發展歷史和現狀、展望中國家用燃氣具的發展趨勢后，為了適應市場的發展需求，早在2003年已投入大量資金，研究開發技術含量高，用途更廣闊的“水量伺服閥”。通過吸收、消化歐洲、日本的比例控制技術，已成功研制開發并形成大批量生產，產品銷往全國各地。作者結合水量伺服閥系統的開發研究工作，著重介紹了水量伺服閥的工作原理及結構特點，引導燃氣具行業滿足市場發展趨勢，開發節能、安全、環保型燃氣具，對節約能源,減少環境污染,提高燃氣具技術含量及市場競爭力有著重大的影響。
結構工作原理
水量伺服閥主要由水流轉子組件、霍爾傳感器、閥芯組件、電機等組成。當水流經過渦輪殼時，推動磁性轉子旋轉，不同磁極靠近霍元件時導通，離開時斷開，從而產生高低脈沖電平輸出給電腦控制器，再由控制器判斷計算出水流量的大小。當燃氣具設定不同的溫度時，控制器首先調節燃氣控制比例閥的出氣量同時通知電機拖動閥體組件調節出水口的水量大小。這樣，控制器可通過水溫反饋信號自動進行細微的無級調節，從而達到快速調節水溫、穩定水溫目的。
結構特點
氣壓、水壓的波動，使燃具熱負荷、熱強度在相應的變化，造成不完全燃燒 ,使用效果受到很大的影響。燃氣熱水器配置燃氣控制比例閥及水量伺服器的研制開發，對提高燃氣具的舒適性及節約能源具有重大的意義。
穩定的燃燒工況
穩定的水、氣流量，可使燃具熱負荷、熱強度保持穩定，加熱溫度均勻，特別是在管道燃氣熱水器中更可突出其顯著的特點。穩定的燃燒工況還可大大減少廢氣中的一氧化碳、氮氧化物等有害物質，減少對環境的污染，減少對用戶的危害。
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增加燃具的適用性
由于各地區的氣源的熱值不同，可利用燃氣控制比例閥配合水量伺服閥的調整達到最佳燃燒狀態，從而實現快速達到設定溫度并恒溫。另外，可以實現春、夏、秋、冬不同季節進行控制，有利于燃氣具的冷態點火，可以減少爆燃和冷態脫火現象。
合理分配熱水
當一用戶有幾臺燃氣熱水器同時或間斷使用時，由于管路的長短不一，阻力不同，使分配到燃氣熱水器的氣壓及水壓不一，這樣也就使得燃氣熱水器燃燒工況不一，溫度差異較大，采用水氣聯調技術后合理分配燃氣及水量，可以有效的避免水溫不穩定現象，始終保持穩定的燃燒狀態，大大提高了產品舒適性。
提高燃氣具的恒溫效果
控制器將冷水溫度、熱水溫度及水流量等變化信息進行 A/D轉換數據處
理后與用戶所需的水溫信息進行比較及運算，然后將經過運算的信息經D/A轉換后指令燃氣比例閥及水量伺服閥聯合控制，快速達到設定的熱水溫度并保持恒定。
結束語
燃氣熱水器采用水、氣比例聯動調節技術后，使燃氣具的波動抗干擾能力增強，恒溫精度和可靠性得到提高。隨著燃氣具行業的迅猛發展，采用水量伺服閥的各種燃氣具越來越得到了廣泛的應用。
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