燃氣采暖熱水爐檢驗標準對比

摘 要

摘要：介紹了燃氣采暖熱水爐檢驗標準——GB 6932—2001《家用燃氣快速熱水器》、GB 20665—2006《家用燃氣快速熱水器和燃氣采暖熱水爐能效限定值及能效
摘要：介紹了燃氣采暖熱水爐檢驗標準——GB 6932—2001《家用燃氣快速熱水器》、GB 20665—2006《家用燃氣快速熱水器和燃氣采暖熱水爐能效限定值及能效等級》、GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》，比較了相關標準的技術要求。
關鍵詞：燃氣采暖熱水爐；標準；熱效率；能效；能效等級
Comparison among Test Standards for Gas-fired Heating and Hot Water Combi．boilers
HE Guilong，GAO Shuo
Abstract：The test standards for gas-fired heating and hot water combi-boilers，namely Domestic Gas Instantaneous Water Heaters(GB 6932—2001)，Minimum Allowable Values of Energy Efficiency and Energy Efficiency Grades for Domestic Gas Instantaneous Water Heaters and Gas-fired Heating and Hot Water Combi-boilers(GB 20665—2006)and Gasfired Heating and Hot Water Combi-boilers(GB 25034—2010)are introdueed．The technical requirements of the corresponding standards are compared．
Key words：gas-fired heating and hot water combi-boiler；standard；thermal efficiency；energy efficiency；energy efficiency grade
    燃氣采暖熱水爐在中國的發展是從20世紀90年代末開始的。隨著國內采暖市場快速發展，國外主要品牌產品進入中國市場，國內的生產企業也在不斷增多，燃氣采暖熱水爐已成為繼燃氣灶具、燃氣熱水器之后的第三大燃具產品[1]。據統計，2010年全國燃氣采暖熱水爐銷量突破70×104臺。目前，市場銷售的產品質量良莠不齊，迫切需要質量監督部門嚴把質量關，杜絕不安全、高能耗、技術含量低的產品進入市場，這就需要適應該產品的標準作為檢驗依據為產品保駕護航。現階段國內與燃氣采暖熱水爐產品相關的標準有GB 6932—2001《家用燃氣快速熱水器》、GB 20665—2006《家用燃氣快速熱水器和燃氣采暖熱水爐能效限定值及能效等級》、GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》。本文結合燃氣采暖熱水爐產品的特點分析比較這3個標準。
1 產品功能介紹
    燃氣采暖熱水爐是具有采暖功能和供熱水功能的燃氣器具。采暖水通過熱交換器吸收燃氣燃燒后釋放出的熱量，這是一次換熱。采暖水通過換熱器加熱生活熱水，生活熱水不直接通過換熱器與熱煙氣接觸，是二次換熱。燃燒用的空氣取自室外，燃燒后的煙氣排至室外。采暖水在內置循環泵的作用下從出水口流出，經室內的散熱器或地暖管與室內的空氣換熱，然后經回水口流回換熱器，與煙氣換熱。以天津為例，集中供熱從11月15日開始，到轉年的3月15日結束，共4個月。但實際上從10月底到11月15日這一段未采暖期和3月15日到4月初剛結束采暖的這一段時期，室內溫度在12℃左右，還是需要采暖的。實際上總共有5個多月的采暖期，將近半年的時間燃氣采暖熱水爐的采暖功能在發揮作用。因此，標準制定的側重點應該是產品的安全性能和長時間使用的采暖功能。
2 標準介紹
    ① GB 6932—2001《家用燃氣快速熱水器》國家標準于2001年發布，是參照日本JIS S 2109—1997{家用燃氣快速熱水器》和日本JIS S 2093—1996{家用燃氣燃燒器具試驗方法》制定的，側重點是熱水性能。
    ② GB 20665—2006《家用燃氣快速熱水器和燃氣采暖熱水爐能效限定值及能效等級》國家標準于2006年發布，主要制定家用燃氣快速熱水器和燃氣采暖熱水爐的節能指標和試驗方法。
    ③ GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》國家標準于2010年發布，參照歐洲EN 483：1999《燃氣中央采暖爐額定熱輸入小于等于70kW的C型爐》和歐洲EN 625：1996《燃氣中央采暖爐額定熱輸入小于等于70kW兩用爐的生活熱水技術要求》制定，側重點是采暖性能。
3 GB 6932—2001和GB 25034—2010對比
    燃氣采暖熱水爐起源于歐洲，經過幾十年的發展，積累了豐富的技術，歐洲的技術代表了當今世界燃氣采暖熱水爐最先進的技術，其標準也處于世界領先地位。GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》國家標準是參照歐洲標準制定的，GB 6932—2001《家用燃氣快速熱水器》國家標準是參照日本工業標準制定的。
    評價產品的水平主要通過“安全、節能、環保”3方面。
3.1 安全指標
   ① 使用壽命
   耐久試驗次數的多少直接影響了器具的使用壽命。
   GB 6932—2001《家用燃氣快速熱水器》對零部件耐久性能的規定：燃氣閥門1.2×104次、電磁閥3×104次、燃氣穩壓裝置3×104次、熄火保護裝置1000次、點火控制裝置1.2×104次。
    GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》對零部件耐久性能的規定：燃氣自動閥25×104次、自動點火系統25×104次、自動燃燒器控制系統25×104次、控制溫控器25×104次、燃氣穩壓器5000次、燃氣/空氣比例控制器25×104次。
    從以上數據看出，GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》規定的零部件耐久試驗次數遠遠高于GB 6932—2001《家用燃氣快速熱水器》規定的零部件耐久試驗次數。能夠經受住25×104次耐久考驗的產品，其使用壽命遠遠大于只能滿足3×104次耐久考驗的產品。
    ② 惡劣氣候條件下器具的使用
    GB 6932—2001《家用燃氣快速熱水器》對氣流監控裝置性能試驗沒有具體的判定指標和試驗方法。
    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、排氣流量監測和燃氣/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。既保證了用戶的人身財產安全，又為檢驗產品是否合格提供了標準依據。
3.2 節能指標
    ① 采暖額定熱輸出
    GB 6932—2001《家用燃氣快速熱水器》對采暖熱輸出準確度的規定：采暖熱輸出不小于采暖額定熱輸出的90%。
    GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》對采暖額定熱輸出的規定：采暖熱輸出應大于等于采暖額定熱輸出。
    采暖額定熱輸出是用戶選型依據的主要指標之一，同時也是產品定價的主要依據。例如，用戶根據使用面積計算應該選擇20kW的產品，產品A和B銘牌標志的熱輸出均為20kW，試驗室測試A產品的熱輸出為18kW，試驗室測試8產品的熱輸出為20kW。按照GB 6932—2001《家用燃氣快速熱水器》，產品A的采暖熱輸出準確度是合格的；按照GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》，產品A的采暖額定熱輸出是不合格的。如果用戶選擇產品A，花的是20kW機器的價錢，得到只有18kW的熱輸出。GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》防止了企業以小充大的情況，減少了用戶不必要的支出。
   ② 熱效率
   GB 6932—2001《家用燃氣快速熱水器》對采暖熱效率的規定：不小于80%。
    GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》對采暖熱效率的規定：對應于額定熱輸入時的采暖熱效率不應小于(84+2lgPn)%，Pn是采暖額定熱輸出，單位kW。
    以熱輸出為10kW的機器為例，GB 6932—2001《家用燃氣快速熱水器》的采暖熱效率合格值為80%；GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》的采暖熱效率合格值為(84+2lgPn)%=(84+2lg10)%=86%，比GB 6932—2001規定的合格值提高了6個百分點。GB 25034—2010的采暖熱效率合格值不是定值，而是動態的，隨著采暖熱輸出的提高采暖熱效率合格值也相應提高。30kW的機器采暖熱效率合格值為87%，100kW的機器采暖熱效率合格
值為88%。能耗越高的產品采暖熱效率應該越高，符合國家的節能政策。
3.3 環保指標
   GB 6932—2001《家用燃氣快速熱水器》對煙氣中一氧化碳含量的規定：額定熱輸入下使用基準氣，煙氣中C0體積分數(空氣系數為1，以下同)應小于0.10%。
    GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》對煙氣中一氧化碳含量的規定：極限熱輸入時使用基準氣煙氣中C0體積分數應小于0.10%，極限熱輸入時使用不完全燃燒界限氣煙氣中C0體積分數應小于0.20%，使用離焰界限氣煙氣中C0體積分數應小于0.20%。
    GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》規定器具不僅在極限熱輸入狀態使用基準氣時煙氣中一氧化碳含量要符合標準要求，而且在極限熱輸入狀態使用界限氣時煙氣中一氧化碳含量也要符合標準要求。在制定標準時就充分考慮了器具在實際使用過程中可能遇到供氣壓力不穩定、燃氣氣質波動等不利因素對煙氣中一氧化碳含量的影響，嚴格限制了在各種情況下的排放指標，更有利于環保。
4 GB 20665—2006和GB 25034—2010對比
4.1 GB 20665—2006標準要求
    能效標準將熱水器和供暖爐能效等級分為3級，其中1級能效最高，3級能效最低。各等級的熱效率值不應低于表1的規定。
表1 熱水器和供暖爐能效等級
類型
熱負荷
能效等級
1
2
3
熱水器
額定熱負荷時最低熱效率值/%
96
88
84
≤50%額定熱負荷時最低熱效率值/%
94
84
 
供暖爐
(單供暖)
額定熱負荷時最低熱效率值/%
94
88
84
≤50%額定熱負荷時最低熱效率值/%
92
84
 
供暖爐(兩用型)
單供暖時
額定熱負荷時最低熱效率值/%
94
88
84
≤50%額定熱負荷時最低熱效率值/%
92
84
 
單供熱水時
額定熱負荷時最低熱效率值/%
96
88
84
≤50%額定熱負荷時最低熱效率值/%
94
84
 
    表1中能效等級的3級是熱水器和供暖爐能效限定值，也就是熱水器和供暖爐熱效率必須達到的最低值，即熱效率必須大于等于84%。另一方面，節能型產品熱負荷必須是可調節的(手動調節、自動調節均可)，并且可調節的最小熱負荷應小于等于50%額定熱負荷[2]。
4.2 GB 25034—2010標準要求
    ① 額定熱輸入時采暖模式熱效率
    對應于額定熱輸入時的采暖熱效率不應小于(84+2lgPn)%。
    ② 部分負荷下采暖模式熱效率
    對應于30%額定熱輸入時的采暖熱效率不應小于(80+3lgPn)%。
   ③ 舉例分析
   以熱輸出為10kW的機器為例，在額定熱輸入下采暖熱效率不應小于(84+2lg10)%=86%，高于表1中的能效限定值(84%)；部分熱負荷下采暖熱效率合格值不應小于(80+3lg10)%=83%，低于GB 20665—2006《家用燃氣快速熱水器和燃氣采暖熱水爐能效限定值及能效等級》規定的2級的值(84%)。實際上，GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》規定的部分熱負荷熱效率是對應于30%額定熱輸入時的采暖熱效率，而GB 20665—2006《家用燃氣快速熱水器和燃氣采暖熱水爐能效限定值及能效等級》規定的部分熱輸入熱效率是對應于50%額定熱輸入時的采暖熱效率。
    通過對3臺典型樣機的對比測試可以看出熱輸入對熱效率的影響，見表2。
表2 熱輸入對采暖熱效率的影響
樣機
50%熱輸入時的采暖熱效率/%
30%熱輸入時的采暖熱效率/%
機器A
89.1
86.0
機器B
88.1
86.4
機器C
89.5
86.2
    在熱輸入相差20%的情況下，采暖熱效率平均降低了2.7個百分點。以熱輸出10kW的機器為例，對應于30%額定熱輸入時的采暖熱效率合格值為83%，如將熱輸入對采暖熱效率的影響值2.7%考慮進去，對應于50%額定熱輸入時的采暖熱效率合格值應為83%+2.7%=85.7%。在相同的熱輸入條件下，GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》規定的部分負荷下采暖熱效率合格值還是高于GB 20665—2006《家用燃氣快速熱水器和燃氣采暖熱水爐能效限定值及能效等級》規定的部分負荷下采暖熱效率合格值。
    當器具的最小熱輸入大于50%的額定熱輸入時，GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》規定可以通過公式折算到對應于30%額定熱輸入時的采暖熱效率；而GB 20665—2006《家用燃氣快速熱水器和燃氣采暖熱水爐能效限定值及能效等級》規定器具的最小熱輸入必須小于等于50%的額定熱輸入時才能參加節能評級。
5 結語
    一種好的產品需要科學、合理、準確的標準保駕護航。相信GB 25034—2010《燃氣采暖熱水爐》國家標準的貫徹執行能夠為企業提供強有力的技術支持，為社會把好質量關，確保進入市場的每一臺器具都是更安全、更節能、更環保的產品。該標準的頒布實施，是我國燃氣采暖熱水爐產品發展的重要里程碑。
參考文獻：
[1] 高碩，楊嘣杰，胡宇，等.燃氣采暖熱水爐全自動測試系統研發[J].煤氣與熱力，2010，30(4)：23-26.
[2] 何貴龍，高碩.家用燃氣快速熱水器和燃氣供暖熱水爐熱效率分析[J].煤氣與熱力，2009，29(5)：24-27.
 
(本文作者：何貴龍 高碩 中國市政工程華北設計研究總院 天津 300074)