浅谈普通式燃气采暖热水炉技术

燃气采暖热水炉的技术发展通向冷凝式是一个发展方向，但是目前冷凝燃气采暖热水炉配件昂贵，关键技术都掌握在欧洲的几个厂家中， 对中国燃气采暖热水炉冷凝技术的发展形成一个技术壁垒，而且目前在中国市场上，政府没有对使用者进行政府补贴，国内也没有强制使用冷凝式燃气采暖热水炉的法律法规，只能靠厂家的宣传来扩大影响力，从目前来看相当长的一个时段内，冷凝式燃气采暖热水炉在国内很难有爆发性的增长，估计目前冷凝式燃气采暖热水炉的销量只有普通式燃气采暖热水炉销量的1-2%，总的销量大概只有1万台左右，只相当普通燃气采暖热水炉刚刚起步的阶段。
目前普通式燃气采暖热水炉在技术上虽然很成熟，但是如果在某些技术环节上加以改进优化仍然可以在稍微增加一点成本的基础上获得更大的节能效果。
针对国内主流市场上普通燃气采暖热水炉的技术发展，我们认为在如下几个方面可以通过改进控制方式和控制手段来达到节能的效果，让老百姓更多地从技术发展上获得收益，达到节能减排的效果。
一、火焰离子电流大小检测
在燃气热水器、燃气采暖热水炉、燃气热风炉、燃气锅炉等燃气产品领域，燃气燃烧过程中效率的高低及废气排放的高低与燃烧工况的好坏相关，而燃烧工况的好坏与燃气和空气的混合比例相关，直接反映出是火焰的变化。通过对火焰离子电流大小的精确监测，调节燃气和空气的混合比例，从而提高燃气产品的热效率及废气排放标准。
采用传统的火焰离子电流检测是利用电网的交流电源（直接使用或通过变压器隔离使用），或是用LC振荡器产生一个中压脉冲电源。电网的交流电源波动较大，直接造成火焰检测离子电流波动变化；用LC振荡器产生的中压脉冲电源受电感变压器的磁芯、气隙、耦合电容变化及生产工艺的影响，使得该脉冲电源的电压幅值、频率、脉宽的差异性较大，直接造成火焰检测离子电流波动变化。
因此，改进的传统火焰离子电流大小检测，实现火焰离子电流大小的精确检测，为调节燃气和空气的混合比例，达到较高的燃烧效率和较低的废气排放提供控制参量，实现节能减排的目的。
新型火焰离子电流检测方法在适用新的国标时，特别是针对CO浓度达到2000PPM时必须强制关机这一标准，使用离子电流检测方法时可以在不使用高精度风压开关而实现。另外我们也正在和厂家联合试验是否可以完全替代风压开关的检测作用，完全用离子火焰检测的方法来实现安全监控。
此方法的关键是要实现检测回路的高可靠性，高灵敏度。

二、风机风量与比例阀气量配比控制
在欧式普通燃气采暖热水炉燃烧控制过程中，风机是定速控制的，造成小火时风量过大，排走过多的热量，燃气采暖热水炉的燃烧效率下降；其次是烟道排烟不畅时，也会造成燃烧效率下降，废气排放超标，污染环境。
风机风量与风机转速、烟道排烟的顺畅度（如逆风、堵塞）有关。逆风是变化无常的，所以当出现风机风量不够时，必须对风机风量的变化进行检测、做补偿控制，才能实现风机风量与比例阀气量配比的最佳控制。因此，通过对风机风量的变化进行检测，并对罩极风机进行调速控制，做到风量补偿控制，提高了燃气采暖热水炉的燃烧效率和减少废气排放污染。
目前在市场上已经出现了上排风罩极风机调速，并且和比例阀做一定的对应配比，在效率的提升上有了很大的进步，但是罩极电机在性能上还有某些特点，需要在软件控制上和硬件控制上做一些特别的处理才能适合批量的生产，从目前厂家的试用情况来看，普遍反应可以提高燃烧效率，获得节能效果。特别是在当室内温度达到热平衡的情况下，燃气采暖热水炉会进入到小火或者中火燃烧，定速风机在这种情况下仍然会以最大风量排风，造成不必要的能源浪费。目前市场上比较理想的风速调节方案是来自于日本和韩国类型的控制方案，采用了下鼓风方式控制风速和比例阀匹配，此方案的成本要高于目前罩极电机控制方案。而在现在上排式罩极电机的基础上优化设计软件和增加几元钱就可以基本上实现类似的节能控制。

三、供暖水泵调速控制
在家庭水暖供暖（如燃气采暖热水炉，热泵热水器、太阳能热水器等）应用领域，供暖效率的高低与房间温度、热源效率、供暖出水、供暖回水的温度有关，这些相关的参量的最佳平衡需通过水暖载体—水流量进行控制，供暖水水温的控制在系统中一般都没有得到最好的研究，燃气采暖热水炉最适合燃烧的方案就是在达到热平衡下，燃气采暖热水炉能够维持最优的火力，特别是大功率燃气采暖热水炉在达到热平衡下，避免燃气采暖热水炉的频繁启动既可以节省能源又能保持舒适度。所以有必要对供暖水的水流量进行调节，达到供暖所需要的水温、负荷、燃气采暖热水炉最优的燃烧等平衡，从而达到最优的节能效果。
另外也可以附加电子检测水泵放卡功能，目前普通的套管式热交换器燃气采暖热水炉，由于设计结构上的原因都是采用水压开关的方式来检测系统中是否有水压，而无法通过检测水泵是否卡住，或者通过间接检测的方法来粗略判定水泵是否卡住，目前最新的检测技术已经可以通过软件和电路监控水泵的运行状态从而检测到水泵是否卡住。

四、加装房间恒温温控器/外部环境温度补偿和多区域温度控制器
和燃气采暖热水炉相连接的房间温控器对于能源的节省也起到很大的作用，但是由于这是一个附件而被燃气采暖热水炉整机厂所忽视，实际上由于很多用户缺乏针对燃气采暖热水炉的使用常识，很少使用温控器或者使用恒温房间温控器（带通讯对房间房间温度进行恒温调节的温控器），有测试表明采用了恒温房间温控器可以比不使用温控器节省高达15%-20%的能源。
目前在国外大多数的燃气采暖热水炉上都装有外部环境温度补偿探头，用于监控环境温度， 通过环境温度的变化来自动调整供暖水的温度， 从而达到节省能源的目标，也有通过恒温房间温控器加装环境温度补偿探头，通过检测外部温度来实现调整燃气采暖热水炉的燃烧工况，从而节省能源。
另外如果燃气采暖热水炉和地暖系统的电动分水器联动，可以采用中央控制多区域温度控制，在无人居住房间或者分时活动区域根据人员的活动情况自动调整每个区域的温度，以达到以最少的能源获得最舒适的环境。例如多区域控制器可以设定用户的起居和活动时间，自主设定用户上班的时间，或者用户回家后在客厅的时间和卧室的时间，自动调整每个区域的温度，让用户在每个活动区域内都可以感受到舒适的环境，但是节省了能源，从家庭的投资和节省的能源回报来看，收回投资的时间均在3-4年，从长远来看一次性投资虽然大一些，但是长期的回报会让用户得到更大的实惠，而目前由于用户缺乏使用常识，需要燃气采暖热水炉厂家安装商和地暖安装商对用户加大宣传力度，随着天然气价格上涨趋势的不可避免，越来越多的用户将逐步接受这样的使用方式。

五、燃气采暖热水炉和太阳能系统的联动
目前在欧洲由于政府对于家庭供暖效率的补贴政策，太阳能和燃气采暖热水炉联动系统也开始普及，燃气采暖热水炉和太阳能联动系统可以充分利用太阳能的光热转换，目前光热转换是最为成熟也是效率最高的利用方式，特别是太阳能加热用于地暖取暖方式最为有效，缺点是目前成熟的联动方式太阳能设备的投资成本太高，从最近的发展来看还不能成为主流的方式。

六、综合所述，燃气采暖热水炉的技术发展特别是非冷凝式燃气采暖热水炉的发展还是有很大的潜力可挖，目前在中国的技术发展条件和国情条件的制约下，只有进行技术挖潜和技术改造才能让广大的消费者享受到低能耗下燃气采暖热水炉供暖的优势。普通式燃气采暖热水炉的发展最终技术就是将以上各种复杂的控制技术综合在一起，让燃烧达到最优化控制，降低不必要的能耗，希望燃气采暖热水炉行业的同仁能够联合起来，研发出切实适合中国国情低碳高效的燃气采暖热水炉，在普通式燃气采暖热水炉发展过程中做出自己的贡献。