2．2．4氣流監控

GB 25034-2010《燃氣采暖熱水爐》根據器具不同的設計原理制定了給排氣壓力監測、給排氣流量監測、燃氣、空氣比例控制器等檢驗方法和判定指標，解決了在惡劣的氣候條件下器具的合理使用問題。氣流監控要求無論是煙道堵塞還是電壓波動等外部因素發生異常，燃氣采暖熱水爐都必須在φ_CO超標之前關閉，既保證了用戶的人身財產安全，又為檢驗企業的產品是否合格提供了標準依據。非冷凝爐氣流監控φ_CO統計見表l4，冷凝爐氣流監控φ_CO統計見表15。

由表l4可以得到，歐洲進口產品中，83．6％的產品φ_CO＜0．040％，只有6．6％的產品φ_CO＞0．120％。國產產品中，只有51％的產品φ_CO＜0．040％，l8．9％的產品φ_CO＞0．120％。再一次證明簡單的模仿將來無法滿足國家標準的要求。

由表l5可以得到，歐式進口產品中96％產品φ_CO小于0．080％，國產產品中75％產品φ_CO小于0．080％，韓式進口產品中71％產品φ_CO小于0．080％。    ．

氣流監控的測試目的主要是檢測器具在進排氣不暢的情況下，安全關閉時煙氣中φ_CO是否小于0．20％，或在其臨界狀態下燃燒時煙氣中φ_CO是否小于0．10％。

目前市場上的產品主要通過兩種方式實現氣流監控，第一種方式：非冷凝爐和煙氣回收式產品是通過器具內安裝的風壓開關實現氣流監控。第二種方式：全預混冷凝爐是通過監控風機轉速的方式實現氣流監控。對于裝有風壓開關的器具，風壓開關啟、閉時的壓力值對測試結果有決定性的作用，當該壓力值過低時φ_CO往往會很高。國產機器該項目試驗時φ_CO偏高與選用的風壓開關有直接的關系，進口的風壓開關質量好，重現性好，但價格高(每個約80多元人民幣)；而大部分國內企業為了降低成本，選用價格低的風壓開關(每個幾元錢，高的l0～20多元)，這種風壓開關動作點漂移嚴重，重現性不好。并且燃燒室密封性能對該項試驗也有很大的影響，在完全相同的情況下，密封性能好的產品φ_CO小于密封性能差的產品。

裝有燃氣、空氣比例控制器的器具，能夠準確地監測風機轉速，進空氣量減少的同時燃氣量也相應減少，負荷逐漸降低，器具關閉時φ_CO一般都較低。因此冷凝產品φ_CO比非冷凝產品φ_CO低。

2．2．5 N0_x排放等級

氮氧化物(N0_x)種類很多，造成大氣污染的主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(N0₂)，在高溫燃燒條件下，N0_x主要以N0的形式存在，最初排放的N0_x中NO約占95％，l t天然氣完全燃燒后，產生6．35 kg的N0_x。但是，NO在大氣中極易與空氣中的氧發生反應，生成N0₂，故大氣中N0_x普遍以N0₂的形式存在。二氧化氮溶于水時生成硝酸和一氧化氮。在溫度較高或有云霧存在時，N0₂與水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸(HN0₃)。在有催化劑存在時，如加上合適的氣象條件，N0₂轉變成硝酸的速度加快。特別是當N0₂與S0₂同時存在時，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。

GB 25034-2010《燃氣采暖熱水爐》在制定時考慮了國家節能減排的政策及全球性酸雨問題，制定了N0_x排放等級(見表l6)。

表16中，l級最差，5級最好。非冷凝爐N0_x排放統計見表l7，冷凝爐N0_x排放統計見表1 8。

由表l7可以得到，只有23％的非冷凝爐N0_x排放等級＜3級，好于熱水器產品，主要原因是燃氣采暖熱水爐排煙溫度低，平均排煙溫度＜140℃，而熱水器產品平均排煙溫度在150℃以上。

由表l8可以得到，國產產品與歐式進口產品冷凝爐N0_x排放等級均為5級，韓式進口產品N0_x排放等級比較均勻分布在3、4級范圍內。

 N0_x是高溫下空氣中N₂與0₂發生化學反應的產物。因此要減少N0_x的產生，應降低燃燒溫度和過剩空氣量。全預混冷凝爐燃燒前將燃氣和空氣充分混合，優化燃燒過程，從而使燃燒排放煙氣中的N0_x大大降低。非冷凝產品由于過剩空氣系數較大，N0_x排放量比冷凝產品高。

2．2．6 燃燒系統密封性能

GB 25034-2010標準的第6．2．2條規定了燃燒系統密封性，在規定的試驗條件下，器具給、排氣系統泄漏量應小于表19的規定值。

這里燃燒系統指的就是將燃燒器、換熱器等部件封閉起來的密閉空間。燃燒系統密封性能的好壞直接影響到過剩空氣系數、氣流監控風壓開關動作值、燃燒用空氣的來源和廢氣排放等問題。密閉式燃燒系統的優點就是燃燒用空氣取自室外，燃燒產生的煙氣直接排到室外。以30 kW的天然氣采暖爐為例，l h燃燒需要消耗3 m³的天然氣，按過剩空氣系數為l計算，3 m³的天然氣完全燃燒需要6 m³的氧氣，折合成空氣就是30 m³，但非冷凝爐實際的平均過剩空氣系數為1．6，也就是實際需要的空氣量為48 m³，冷凝爐的實際需要的空氣量為40 m³左右。如果燃燒系統密封性能不好，就造成采暖爐從室內吸收空氣供給燃燒，北方冬季關閉門窗，如門窗的密閉性能好，容易出現缺氧的現象。

非冷凝爐燃燒系統密封性統計見表20，冷凝爐燃燒系統密封性統汁見表21。

歐式產品面板不起密封作用，打開產品面板后，看不到燃燒器、換熱器、風機等部件，燃燒室還有單獨的“燃燒室面板”將其隔開。氣閥、水泵、控制器、水路組件在燃燒室外；排煙管是同軸式給排氣管。韓式產品面板起到燃燒室密封作用，打開面板后就可以看到全部的零部件，排煙管室外端是同軸的，室內是分離式的。從表20看出，85％的韓式產品最大漏氣量＞5 m³／h。歐式產品由于其密封室小，密封范圍小，結構合理，易于密封，其最大漏氣量低于韓式產品。國產產品由于鈑金件加工精度和一致性差，并且部分氽業選用的板材硬度差、穩定性差，以及安裝質量控制不嚴格等問題的共同作用，最大漏氣量普遍高于歐洲進口產品。

冷凝爐屬于高端產品，并且全預混燃燒的空氣量需要嚴格控制，選用的板材和密封材料好于非冷凝爐。冷凝爐最大漏氣量低于非冷凝爐。

2．2．7最高熱水溫度

在68 25034--2010標準第7．8．3．1款規定的試驗條件下，生活熱水最高溫度應低于95℃。

該項試驗的目的是通過逐漸減小供水壓力，直到燃燒器熄滅，模擬在實際使用過程中水壓突然降低，或者水壓剛好能夠保證器具運行的情況下，熱水最高出水溫度應低于95℃。也就是在器具的正常使用狀態，熱水最高出水溫度應低于95℃。

樣品最高熱水溫度統計見表22。

由表22，我們可以得出以下結論：全部樣品最高熱水溫度分布范圍為57～77℃，其中在62～72℃范圍分布比例較大。冷凝產品和非冷凝產品在62～72℃范圍分布比例較大，國內產品在57～72℃范圍分布比例較大，進口產品在62～77℃范圍分布比例較大。

最高熱水溫度是在將生活熱水出水溫度設定在最高值的情況下，逐漸降低進水壓力直至器具熄滅時測得的最高熱水溫度。影響最高熱水溫度的因素有器具的最高熱水溫度設定值、生活熱水溫度探頭的安裝位置及安裝形式等。器具的最高熱水溫度設定值一般為60℃或者65 ℃，因此樣品分布區間也集中分布在這兩個值附近。溫度探頭安裝位置是否靠近熱水出口，是浸入式安裝還是貼在管壁表面，對探頭的反應速度與準確性都有很大的影響。

2．2．8生活熱水過熱溫度

在GB 25034-2010標準第7．8．5條規定的試驗條件下，生活熱水過熱溫度應低于等于95℃。

該項目測試目的是冬天供暖期，器具供暖系統連續燃燒很長時間后，需要使用生活熱水時，在打開熱水的一瞬間出水溫度不能過高。

樣品生活熱水過熱溫度統計見表23。

由表23，我們可以得出以下結論：全部樣品生活熱水過熱溫度分布范圍為42～72℃，其中在47～62℃范圍分布比例較大。冷凝產品在47～57 ℃范圍分布比例較大，非冷凝產品、國內產品與進口產品分布趨勢與總樣品趨勢基本相同。

影響生活熱水過熱溫度的因素主要是器具生活熱水管路的換熱型式，目前大多數產品主要是套管換熱與板式換熱兩種型式。套管換熱型式中，當生活熱水出水口關閉后，殘留在管路中的水長時間被供暖水加熱，測得溫度偏高。板式換熱型式中，當器具運行供暖模式時，供暖水不經過板式換熱器，只有當生活用水啟動時，供暖水才通過板式換熱器與生活水換熱，這種型式下測得的溫度一般都較低。

2．2．9停水溫升生活熱水溫度

在GB 25034-2010標準第7．8．4．1款規定的試驗條件下，生活熱水溫度應低于95℃。樣品停水溫升生活熱水溫度統計結果見表24。

由表24，我們可以得出以下結論：全部樣品停水溫升溫度分布范圍為58～91℃，其中在58～78℃范圍分布比例較大。冷凝產品、非冷凝產品、國內產品與進口產品分布趨勢與總樣品趨勢相同。

快速換熱式產品有2種類型，第1種類型板式換熱器產品：主熱交換器內只有供暖水，生活熱水通過板式換熱器與供暖水進行水水換熱。第2種類型套管換熱式產品：主熱交換器內有兩層管路，內管里是生活熱水，外管里是供暖水，供暖水吸收燃氣燃燒釋放的熱量，生活熱水再和供暖水換熱。當關閉生活熱水后，只有主熱交換器內的供暖水吸收燃氣燃燒的熱量；而套管換熱式產品，在關閉生活熱水后供暖水和生活熱水同時吸收燃氣燃燒的熱量。套管換熱式停水溫升高于板式換熱式。套管換熱式產品當關閉生活熱水后，供暖循環水泵是否運轉及運轉時間的長短，對測試結果也有很大影響。當水泵運轉時供暖系統水循環帶走器具中的熱量，且循環時時間越長帶走熱量越多，當再打開生活熱水開關時，生活熱水出水溫度較低。

2．2．1 0加熱時間

在GB 25034-2010標準中第7．8．6條規定的試驗條件下，加熱時間≤90 s。樣品加熱時間統計見表25。

由表25，我們可以得出以下結論：全部樣品加熱時間分布范圍為24～90 s，其中在30～60 s范圍分布比例較大，冷凝產品、非冷凝產品、國內產品與進口產品分布趨勢與總樣品趨勢相同。

影響加熱時間的因素有器具從點燃到達到最大火燃燒的時間，這個時間越短，則加熱時間也越短。另外器具的換熱效果即供暖水和生活熱水的水換熱效果，對加熱時間也有一定影響，換熱效果越好則加熱時間越短，反之則越長。

2．2．11  水阻力

燃氣采暖熱水爐的供暖水需要循環水泵將其輸送到各個供暖的房間內，循環水泵是動力源。水泵按功率和揚程來區分，送檢的產品中80％的水泵功率可調節，分3個檔位調節。但在實際使用時因為無法監測具體的水流量值，不知道每個檔位對應的具體供暖水流量，因此沒有人去調節水泵的功率。部分高端機型裝有自動變頻的水泵，揚程和水流量可以根據實際情況自動調整，但其價格是普通水泵的2～4倍。

水阻力檢測時需要測量水泵的最大揚程和最大流量，通過數據統計我們發現同一品牌同一型號的水泵，水流量和揚程的區別很大。水阻力統計見表26。

雖然是同一揚程的水泵，水流量最低值只有最大值的54％，揚程只有最大值的62％，主要是由于機器水路設計不合理，水路管徑小、阻力大等原因造成水流量和揚程偏低。

3 結語

國產產品經過近20年的飛速發展，產品質量有了長足的進步，已經可以和進口產品抗衡，銷量已占到國內銷量的2／3，出口量也逐年增加，2010年出口量為l5×10⁴臺，2011年超過了20×10⁴臺。絕大多數高端產品模仿歐洲產品生產，采購同樣品牌的零部件價格又高于歐洲企業全球統一采購價格，競爭力不如歐洲產品。低端產品占據了大部分的份額，尤其是出口產品價格低廉，客戶以東歐及俄羅斯等地的客戶為主，還沒有打入歐洲的主流市場。

通過統計數據可以看出，在不完全燃燒界限氣、氣流監控和密封結構等項目，我們的檢驗結果和歐洲進口產品還有很大的差距，這主要是由于一方面雖然GB 25034標準比GB 6932標準提高了很多，但部分國產企業跟進速度慢，產品改進速度有待提高；另一方面國內企業產品質量控制手段和員工的技術水平有待提高，產品細節處理有待更完美，當大家的零部件和工藝相同的情況下，比的就是細節的處理。細節雖小但對檢驗結果的影響可不小，如鈑金件的平整度不符合要求，密封膠條的厚度彈性不符合要求，密封膠條不按設計圖紙貼到位，都會影響到氣流監控試驗的C0含量，嚴重的會造成C0排放超標。

全預混式冷凝爐燃燒充分，且能夠根據熱負荷的變化自動調整風機轉速，使燃燒始終在高效段進行。因此，無論是額定熱輸入狀態下還是部分負荷狀態下，全預混式冷凝爐熱效率都遠高于非冷凝產品的熱效率；因其全預混燃燒，空氣燃氣配比合理，燃燒充分，各種情況下煙氣中的φ_CO都遠低于非冷凝產品和煙氣回收式產品；并且燃燒溫度低，過剩空氣量小，因此N0_x排放量也低。同時我們也應看到，冷凝產品還是以進口品牌為主，冷凝產品從品牌的數量、市場銷量等方面都是進口產品的天下，國內產品還處在起步階段。2012年6月1日起，中央財政安排265×10⁴元用于支持擴大節能家電等產品消費，全面啟動推廣符合節能標準的空調、平板電視、電冰箱、洗衣機和熱水器節能產品政策補貼，推廣期限暫定1年。燃氣快速熱水器和燃氣采暖熱水爐也在補貼范圍內，達到1級能效的燃氣采暖熱水爐政府將給予每臺500元的補貼。衷心希望國內企業能夠借助國家惠民補貼政策的實施，促進國產冷凝爐的快速發展。

燃氣采暖熱水爐的生活熱水是二次換熱，首先需要加熱主熱交換器內的供暖水，然后供暖水再加熱生活熱水，因此加熱時間遠長于快速式熱水器，平均值達到49．8 s，不利于節能減排，有待提高。并且前吹掃時間的長短，隨熱負荷根據熱水設定溫度和實時監控的出水溫度自動調整的頻率和時間的長短都會影響到加熱時間的長短。燃氣采暖熱水爐由于其自身結構和工作原理的限制，在熱水舒適度方面和快速熱水器還有很大的差距，但可提升空間也很大。燃氣采暖熱水爐的設計者和生產者可以借鑒快速熱水器在這方面的先進技術，比如共用伺服閥、同時監控生活熱水進出水溫度等方式，改善燃氣采暖熱水爐產品的生活熱水性能。、

參考文獻：

[1] 艾效逸，傅忠誠，詹淑慧，等．燃氣熱水器的理論熱效率及其分析[J]．煤氣與熱力，2007，27(3)：30-35．

本文作者：何貴龍  楊麗杰   李蓓

作者單位：中國市政工程華北設計研究總院