燃气采暖热水炉检验标准对比

摘 要

摘要：介绍了燃气采暖热水炉检验标准——GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》、GB 20665—2006《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效
摘要：介绍了燃气采暖热水炉检验标准——GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》、GB 20665—2006《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》、GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》，比较了相关标准的技术要求。
关键词：燃气采暖热水炉；标准；热效率；能效；能效等级
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
    燃气采暖热水炉在中国的发展是从20世纪90年代末开始的。随着国内采暖市场快速发展，国外主要品牌产品进入中国市场，国内的生产企业也在不断增多，燃气采暖热水炉已成为继燃气灶具、燃气热水器之后的第三大燃具产品[1]。据统计，2010年全国燃气采暖热水炉销量突破70×104台。目前，市场销售的产品质量良莠不齐，迫切需要质量监督部门严把质量关，杜绝不安全、高能耗、技术含量低的产品进入市场，这就需要适应该产品的标准作为检验依据为产品保驾护航。现阶段国内与燃气采暖热水炉产品相关的标准有GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》、GB 20665—2006《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》、GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》。本文结合燃气采暖热水炉产品的特点分析比较这3个标准。
1 产品功能介绍
    燃气采暖热水炉是具有采暖功能和供热水功能的燃气器具。采暖水通过热交换器吸收燃气燃烧后释放出的热量，这是一次换热。采暖水通过换热器加热生活热水，生活热水不直接通过换热器与热烟气接触，是二次换热。燃烧用的空气取自室外，燃烧后的烟气排至室外。采暖水在内置循环泵的作用下从出水口流出，经室内的散热器或地暖管与室内的空气换热，然后经回水口流回换热器，与烟气换热。以天津为例，集中供热从11月15日开始，到转年的3月15日结束，共4个月。但实际上从10月底到11月15日这一段未采暖期和3月15日到4月初刚结束采暖的这一段时期，室内温度在12℃左右，还是需要采暖的。实际上总共有5个多月的采暖期，将近半年的时间燃气采暖热水炉的采暖功能在发挥作用。因此，标准制定的侧重点应该是产品的安全性能和长时间使用的采暖功能。
2 标准介绍
    ① GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》国家标准于2001年发布，是参照日本JIS S 2109—1997{家用燃气快速热水器》和日本JIS S 2093—1996{家用燃气燃烧器具试验方法》制定的，侧重点是热水性能。
    ② GB 20665—2006《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》国家标准于2006年发布，主要制定家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉的节能指标和试验方法。
    ③ GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》国家标准于2010年发布，参照欧洲EN 483：1999《燃气中央采暖炉额定热输入小于等于70kW的C型炉》和欧洲EN 625：1996《燃气中央采暖炉额定热输入小于等于70kW两用炉的生活热水技术要求》制定，侧重点是采暖性能。
3 GB 6932—2001和GB 25034—2010对比
    燃气采暖热水炉起源于欧洲，经过几十年的发展，积累了丰富的技术，欧洲的技术代表了当今世界燃气采暖热水炉最先进的技术，其标准也处于世界领先地位。GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》国家标准是参照欧洲标准制定的，GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》国家标准是参照日本工业标准制定的。
    评价产品的水平主要通过“安全、节能、环保”3方面。
3.1 安全指标
   ① 使用寿命
   耐久试验次数的多少直接影响了器具的使用寿命。
   GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》对零部件耐久性能的规定：燃气阀门1.2×104次、电磁阀3×104次、燃气稳压装置3×104次、熄火保护装置1000次、点火控制装置1.2×104次。
    GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》对零部件耐久性能的规定：燃气自动阀25×104次、自动点火系统25×104次、自动燃烧器控制系统25×104次、控制温控器25×104次、燃气稳压器5000次、燃气/空气比例控制器25×104次。
    从以上数据看出，GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》规定的零部件耐久试验次数远远高于GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》规定的零部件耐久试验次数。能够经受住25×104次耐久考验的产品，其使用寿命远远大于只能满足3×104次耐久考验的产品。
    ② 恶劣气候条件下器具的使用
    GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》对气流监控装置性能试验没有具体的判定指标和试验方法。
    GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》根据器具不同的设计原理制定了给、排气压力监测、给、排气流量监测和燃气/空气比例控制器等检验方法和判定指标，解决了在恶劣的气候条件下器具的合理使用问题。既保证了用户的人身财产安全，又为检验产品是否合格提供了标准依据。
3.2 节能指标
    ① 采暖额定热输出
    GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》对采暖热输出准确度的规定：采暖热输出不小于采暖额定热输出的90%。
    GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》对采暖额定热输出的规定：采暖热输出应大于等于采暖额定热输出。
    采暖额定热输出是用户选型依据的主要指标之一，同时也是产品定价的主要依据。例如，用户根据使用面积计算应该选择20kW的产品，产品A和B铭牌标志的热输出均为20kW，试验室测试A产品的热输出为18kW，试验室测试8产品的热输出为20kW。按照GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》，产品A的采暖热输出准确度是合格的；按照GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》，产品A的采暖额定热输出是不合格的。如果用户选择产品A，花的是20kW机器的价钱，得到只有18kW的热输出。GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》防止了企业以小充大的情况，减少了用户不必要的支出。
   ② 热效率
   GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》对采暖热效率的规定：不小于80%。
    GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》对采暖热效率的规定：对应于额定热输入时的采暖热效率不应小于(84+2lgPn)%，Pn是采暖额定热输出，单位kW。
    以热输出为10kW的机器为例，GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》的采暖热效率合格值为80%；GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》的采暖热效率合格值为(84+2lgPn)%=(84+2lg10)%=86%，比GB 6932—2001规定的合格值提高了6个百分点。GB 25034—2010的采暖热效率合格值不是定值，而是动态的，随着采暖热输出的提高采暖热效率合格值也相应提高。30kW的机器采暖热效率合格值为87%，100kW的机器采暖热效率合格
值为88%。能耗越高的产品采暖热效率应该越高，符合国家的节能政策。
3.3 环保指标
   GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》对烟气中一氧化碳含量的规定：额定热输入下使用基准气，烟气中C0体积分数(空气系数为1，以下同)应小于0.10%。
    GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》对烟气中一氧化碳含量的规定：极限热输入时使用基准气烟气中C0体积分数应小于0.10%，极限热输入时使用不完全燃烧界限气烟气中C0体积分数应小于0.20%，使用离焰界限气烟气中C0体积分数应小于0.20%。
    GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》规定器具不仅在极限热输入状态使用基准气时烟气中一氧化碳含量要符合标准要求，而且在极限热输入状态使用界限气时烟气中一氧化碳含量也要符合标准要求。在制定标准时就充分考虑了器具在实际使用过程中可能遇到供气压力不稳定、燃气气质波动等不利因素对烟气中一氧化碳含量的影响，严格限制了在各种情况下的排放指标，更有利于环保。
4 GB 20665—2006和GB 25034—2010对比
4.1 GB 20665—2006标准要求
    能效标准将热水器和供暖炉能效等级分为3级，其中1级能效最高，3级能效最低。各等级的热效率值不应低于表1的规定。
表1 热水器和供暖炉能效等级
类型
热负荷
能效等级
1
2
3
热水器
额定热负荷时最低热效率值/%
96
88
84
≤50%额定热负荷时最低热效率值/%
94
84
 
供暖炉
(单供暖)
额定热负荷时最低热效率值/%
94
88
84
≤50%额定热负荷时最低热效率值/%
92
84
 
供暖炉(两用型)
单供暖时
额定热负荷时最低热效率值/%
94
88
84
≤50%额定热负荷时最低热效率值/%
92
84
 
单供热水时
额定热负荷时最低热效率值/%
96
88
84
≤50%额定热负荷时最低热效率值/%
94
84
 
    表1中能效等级的3级是热水器和供暖炉能效限定值，也就是热水器和供暖炉热效率必须达到的最低值，即热效率必须大于等于84%。另一方面，节能型产品热负荷必须是可调节的(手动调节、自动调节均可)，并且可调节的最小热负荷应小于等于50%额定热负荷[2]。
4.2 GB 25034—2010标准要求
    ① 额定热输入时采暖模式热效率
    对应于额定热输入时的采暖热效率不应小于(84+2lgPn)%。
    ② 部分负荷下采暖模式热效率
    对应于30%额定热输入时的采暖热效率不应小于(80+3lgPn)%。
   ③ 举例分析
   以热输出为10kW的机器为例，在额定热输入下采暖热效率不应小于(84+2lg10)%=86%，高于表1中的能效限定值(84%)；部分热负荷下采暖热效率合格值不应小于(80+3lg10)%=83%，低于GB 20665—2006《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》规定的2级的值(84%)。实际上，GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》规定的部分热负荷热效率是对应于30%额定热输入时的采暖热效率，而GB 20665—2006《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》规定的部分热输入热效率是对应于50%额定热输入时的采暖热效率。
    通过对3台典型样机的对比测试可以看出热输入对热效率的影响，见表2。
表2 热输入对采暖热效率的影响
样机
50%热输入时的采暖热效率/%
30%热输入时的采暖热效率/%
机器A
89.1
86.0
机器B
88.1
86.4
机器C
89.5
86.2
    在热输入相差20%的情况下，采暖热效率平均降低了2.7个百分点。以热输出10kW的机器为例，对应于30%额定热输入时的采暖热效率合格值为83%，如将热输入对采暖热效率的影响值2.7%考虑进去，对应于50%额定热输入时的采暖热效率合格值应为83%+2.7%=85.7%。在相同的热输入条件下，GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》规定的部分负荷下采暖热效率合格值还是高于GB 20665—2006《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》规定的部分负荷下采暖热效率合格值。
    当器具的最小热输入大于50%的额定热输入时，GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》规定可以通过公式折算到对应于30%额定热输入时的采暖热效率；而GB 20665—2006《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》规定器具的最小热输入必须小于等于50%的额定热输入时才能参加节能评级。
5 结语
    一种好的产品需要科学、合理、准确的标准保驾护航。相信GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》国家标准的贯彻执行能够为企业提供强有力的技术支持，为社会把好质量关，确保进入市场的每一台器具都是更安全、更节能、更环保的产品。该标准的颁布实施，是我国燃气采暖热水炉产品发展的重要里程碑。
参考文献：
[1] 高硕，杨嘣杰，胡宇，等.燃气采暖热水炉全自动测试系统研发[J].煤气与热力，2010，30(4)：23-26.
[2] 何贵龙，高硕.家用燃气快速热水器和燃气供暖热水炉热效率分析[J].煤气与热力，2009，29(5)：24-27.
 
(本文作者：何贵龙 高硕 中国市政工程华北设计研究总院 天津 300074)