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浅谈GB25034中间接方法的应用

发布于：2015-09-07 14:48:07 来自：暖通空调/暖通资料库 [复制转发]

1 前言
燃气采暖热水炉的国标GB25034已经发布，将于2011年7月开始实施，届时将彻底结束长久以来燃气采暖热水炉在国内没有国家标准可依的尴尬状态，结束燃气采暖热水炉产品标准混乱的状况，有利于规范国内的燃气采暖热水炉市场，促进整个燃气采暖热水炉行业健康有序的发展。这是中国燃气采暖热水炉行业发展的里程碑。
燃气采暖热水炉最早起源于欧洲，和燃气采暖热水炉相关的技术要求和产品标准也以欧洲研究得最透最完善，因此欧洲的技术标准是其它国家和地区的燃气采暖热水炉行业学习赶超的最佳对象。由广州迪森公司、国家燃气具质量监督检验中心等企业和单位共同编写的国标GB25034就是修改采用欧洲标准EN483。除了一些实在不适合国内燃气采暖热水炉实际情况的内容而不得不做出删除或修改之外，EN483中的大部分内容都被GB25034采用，如部分负荷下燃气采暖热水炉采暖热效率的检测方法等。由于燃气采暖热水炉在国内发展时间尚短，业内尚未全面深入地了解和燃气采暖热水炉性能密切相关的技术和应用情况，因此很难理解EN483对一些技术条文和检测方法做出的规定。作为一部派生于EN483的标准，GB25034将会给业界带来类似的感受，尤其是在如何正确理解GB25034中部分热负荷下检测采暖热效率的方法，包括直接方法和间接方法。
为了能够正确理解和掌握GB25034中的技术条文，业界的交流和沟通必不可少。本文将介绍如何应用GB25034中的间接方法于部分负荷下的采暖热效率检测。

2 间接方法
在国标GB25034中，用于检测部分负荷下燃气采暖热水炉的采暖热效率的方法有两大类：直接方法和间接方法。
直接方法是用检测设备一次性的检测出部分负荷下的采暖热效率。直接方法的检测原理比较复杂，难于理解，而且标准仅对检测提出一些基本的要求，如进水温度等，对于一些可能对检测结果有重大影响的因素没有提出具体的要求，因此给实际的检测工作带来很大的自由性和随意性。造成这种状况的根源在于欧洲燃气采暖热水炉行业内列强在制定标准时的相互迁就和妥协，因为用直接方法测得的部分负荷下的采暖热效率相对较高，所以燃气采暖热水炉生产厂家更愿意采用直接方法。但是现在欧洲已经停用直接方法，只用间接方法。
间接方法用通过公式计算燃气采暖热水炉的部分负荷下的采暖热效率。一般的，用间接方法计算锅炉部分负荷热效率的过程分四阶段
1）选择计算公式
2）测试热效率（根据公式选择额定功率输入或降低功率输入）
3）测试待机热损失
4）计算锅炉的部分热负荷
2.1计算公式
国标GB25034中，表8一共给出六组计算公式。由于燃气采暖热水炉产品在不同输入功率下工作时有不同的效率，因此即使是同一个产品，用不同的公式计算得到的部分负荷热效率也不同。为了能够反映燃气采暖热水炉的实际工作状况，标准GB25034对公式的适用条件做出了限制。
燃气采暖热水炉选择适用的间接方法计算公式的依据是产品的控制器的运行性能和工作方式，具体的要求如下表1所示。

2.2 热效率测试
在GB25034的表8中，参与计算部分负荷下采暖热效率的热效率有两类，分别对应于额定功率热输入和降低功率热输入。这两类热效率可以采用相同的检测原理，但是对进水温度和出水温度有不同的要求。
按照GB25034的要求，检测用于间接方法的额定功率热输入的热效率时，燃气采暖热水炉的进水温度40℃±1℃，出水温度60℃±1℃；检测用于间接方法的降低功率热输入的热效率时，燃气采暖热水炉的的进水温度45℃±1℃，出水温度55℃±1℃。其它的检测条件要求则与额定功率热输入条件下的采暖热效率的检测方法完全相同。
2.3 待机热损失
当燃气采暖热水炉在部分负荷条件下工作时，如果产品控制器可以调节得到的最小输入功率大于需求热负荷，那么燃气采暖热水炉在工作一段时间之后就会停止燃烧加热，进入待机状态。例如，一间房屋的采暖热负荷是5kW，一台燃气采暖热水炉的最小输入功率是10kW，那么产品即使一直在最小输入功率状态下工作，由于输入功率总是大于需求热负荷，房屋得到的热量大于散失的热量，室内温度一直上升，超过设定的温度后使得燃气采暖热水炉停止燃烧加热，进入待机状态。
在待机状态，燃气采暖热水炉的燃气供应被切断，输入的热量为零，传递到水中热量为零。此时，燃气采暖热水炉本身还有较高的温度，不间断地向外界辐射热量。因为这些向外辐射的热量是输入燃气采暖热水炉的热量的一部分，但是没有在间接方法计算公式中的额定功率输入热效率项或降低功率热效率项中得到体现，所以需要单独成为公式的一个项。在减去这些热量之后，才能得到实际的传递到水中的热量。
可以用相应的检测设备检测得到燃气热水炉的待机热损失。待机热损失的检测分两阶段进行
1）测试试验装置的热损失和水泵的热影响，并绘制温差—电功率关系曲线。
2) 测试燃气采暖热水炉的待机热损失。
2.3.1 试验装置的热损失和水泵的热影响
在用试验设备检测燃气采暖热水炉的待机热损失时，设备管道内的水会通过燃气采暖热水炉外部的管道向外散逸一部分热量。同时，水泵工作时产生一些热量，其中的一部分会传递到水中，所以需要对这些热量做适当的处理。
在检测试验装置的热损失和水泵的热影响时，燃气采暖热水炉不能接入设备管道，管道连接原理图如图1所示，并且停止泵11，关闭交换器支路上的阀，使水不能流经交换器，同时启动泵5。
实际检测步骤如下：
(1)调节系统的水流量。运行一段时间后，系统水流稳定后进行下面的步骤。
(2)图1中的设备6不通电加热，等系统温度稳定之后，检测T-TA和输入电功率。
(3)电热锅炉6通电加热，使T-TA=40℃±5℃，稳定后检测T-TA和输入电功率。
(4)电热锅炉6通电加热，使T-TA =60℃±5℃，稳定后检测T-TA和输入电功率
(5)用步骤(2)(3)(4)中测得的T-TA值和电热锅炉的输入功率作图。此图即为步骤(1)所选流量下，T-TA与试验装置热损失的关系曲线图。所得的关系曲线应为一条直线。
(6)选择其它流量，按照以上(2)(3)(4)(5)步骤作出不同流量下的关系曲线图。
注：在以上测试步骤中，需要用到一些参数和条件如下
1）T 图1中试验锅炉1回水和出水处的两个温度探针2的平均值
2）TA 环境温度

2.3.2 测试待机热损失
测试待机热损失时，测试环境保持温度20℃±5℃，燃气采暖热水炉应接入测试系统，如图2所示。测试步骤如下（以下提到的物品参照图2）：
1）按照燃气采暖热水炉的技术文件说明，安装最大直径的试验烟道。
2）打开冷却器12所在支路的阀门，启动泵11；停止泵5，关闭电热器具6所在支路的阀门
3）启动器具1点火加热，使T-TA达到30℃±5℃。
4）中断燃气供应，停止器具1内部的水泵。
5）停止泵11，打开电热器具6所在支路的阀门，启动泵5，关闭冷却器所在支路上的阀门。
6）调节合适的流量。
7）调节电热器具6，使得T-TA稳定在30℃±5℃。在测试过程中房间温度变化不超过2℃/h时，可以记录以下
—PkW电热器具6消耗的电功率
—T℃图2中试验锅炉1回水和出水处的两个温度探针2的平均值
—TA℃环境温度
8) 用步骤7）记录的T-TA，用查表法得到对应的试验台热损失Pr，则修正后的电热器具6消耗的电功率为
Pm=P-Pr
9）对平均温度50℃，环境温度为20℃的待机热损失Ps，计算得到

注：对于器具内部的风扇，按其工作方式的不同区别处理
1）对于待机期间风扇不运转的器具，在测定时将风扇关闭。
2）对于在待机期间风扇一直保持运转的锅炉，在测定时使风扇正常运转。
3）对于在待机期间风扇会工作一段时间然后停止的锅炉，分别测两种状态的待机热损失：风扇不转时的待机热损失Ps1和风扇运转时的待机热损失Ps2。此时，部分负荷的新国标中表8的计算公式中的Ps替换为Ps1（t3-tF）-Ps2tF
其中，tF表示待机期间风扇运转的时间（单位：秒）。

2.4 计算锅炉在部分负荷下的采暖热效率
把2.2测得采暖热效率和2.3测得的待机热损失Ps代入2.1选中的公式，计算得到受测器具部分负荷下的采暖热效率。
3 算例
本算例给出一般的间接方法的计算步骤，算例中的数据不是真实测试值，仅用于说明计算步骤。
目标受测锅炉具有以下特征
1)配置比例式燃气调节阀，可以连续的调节输入功率。
2)无永久点火燃烧器。
3)锅炉额定输入功率是26.3kW，最小输入功率是11.2kW，比值

4）当锅炉从燃烧加热状态进入待机状态时，锅炉的风机需要继续工作120秒后才停止。
3.1 计算方法选择
根据特征1），选择新国标中的计算公式c（部分负荷、受控停机）
3.2 运行时间、受控停机时间计算
锅炉没有永久点火燃烧器，所以Q3=0。周期时间的计算过程如下：
1）部分负荷运行时间

2）受控停机时间

3.3 部分负荷热效率测试
测得最小输入功率下的热效率：η21= 80%。
3.4 待机热损失Ps测试
根据特征4），测得风扇不转时待机热损失Ps1=750W，风扇运转时的待机热损失Ps2=1230W。
3.5 部分负荷热效率的计算
按照计算方法c的有效效率公式计算(见3.5公式)

4 综述
燃气采暖热水炉的国家标准GB25034属于强制性标准，正式实施之后，所有的燃气采暖热水炉产品必须达到GB25034的要求，才能上市销售。因此，正确理解和应用GB25034的技术条文及其要求，显得非常重要。
在GB25034众多的技术条文中，用间接方法计算燃气采暖热水炉的部分负荷下采暖热效率的相关内容一向是一个难点，难于准确理解和正确应用。本文讨论如何用GB25034中的间接方法计算锅炉的部分负荷下的采暖热效率，介绍测试过程，介绍测试参数的选取方法，最后给出一个用间接方法计算部分负荷下采暖热效率的算例。

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只看楼主我来说两句 抢板凳