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贝雷塔燃气采暖热水炉部分负荷热效率试验方法探讨

浏览次数:228     时间:2017-03-28

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贝雷塔燃气采暖热水炉部分负荷热效率试验方法探讨

1 概述 

燃气采暖热水炉以方便、快捷、热效率高、节省能源等优点成为家庭冬季供暖的“生力军”,走进寻常百姓家庭。评价某一台燃气采暖热水炉的好坏,有很多方面,如安全性、舒适性、操作性、热效率等。热效率的高低直接影响到是否节省燃气,在市场上,热效率成为衡量燃气采暖热水炉的重要指标,热效率又分为:额定热效率和部分负荷热效率。大部分燃气采暖热水炉都装有温控器和燃气比例调节阀,当供暖水温接近设计值时,燃气采暖热水炉将以部分负荷工作,尤其是地板采暖时,燃气采暖热水炉会在很长的时间内以部分负荷工作。燃气采暖热水炉在部分负荷时的热效率对于节省能源就显得至关重要。现结合GB 25034-2010《燃气采暖热水炉》国家标准探讨燃气采暖炉热水炉部分负荷时热效率的试验方法。


2 国标中部分负荷的试验方法

2.1 标准要求

部分负荷下采暖模式热效率要求为:

(1)对于额定热输入不可调节的器具,对应于30%额定热输入时的采暖热效率不应小于(80+31gPn)%。Pn为额定热输入,kW。

(2)对于额定热输入可调节的器具,对应于热输入为最大额定和最小额定热输入的算术平均值的30%时的采暖热效率不应小于(80+3lgPn)%。Pn为器具最大额定热输出和最小热输出的算术平均值,kW。

2.2 试验方法

部分负荷下采暖热效率试验方法分为直接测试法和间接测试法。直接测试法就是通过将器具状态调节到符合标准要求,同时记录测量出水温度、回水温度、供暖水流量、通过燃气流量,然后根据下式计算出部分负荷下的效率:


式中:η——采暖热效率,%;

m——修正后实测出热水量,㎏;

θ1——供暖出水温度,℃;

θ2——供暖回水温度,℃;

Q——对应平均出水温度下测试装置(包括循环泵)的热量损失,kJ;

V——基准状态(15℃、101.3kPa)下燃气消耗量,m3;

H1——试验燃气在基准状态的低热值,kJ/m3;

qv——供暖水流量,m3/s;

ρ——供暖水密度,kg/m3;

t——测量时间,s。   

直接测试法有两种试验方法:试验方法Ⅰ和试验方法Ⅱ。

2.2.1 试验方法Ⅰ

通过采暖水流量控制阀和冷却水流量控制阀, 使器具回水温度在测试期间保持在47℃±1℃,在测试期间温度变化不应超过±1℃。假设器具额定热输入Qn为20kW,永久点火燃烧器负荷Q3为0kW。根据器具的热输入值不同又分下述6种情况。依据表1中的“周期时间”计算公式计算出测试时器具运行和停机时间,通过室内温控器或人工操作来控制器具的工作循环,设定10min为一个循环。在尽可能接近器具的出水和回水处连续测量器具的出水和回水温度以及水流量,然后通过式(1)计算出部分负荷热效率。


a.部分负荷Q2=0.3×Qn=6kW,到设定温度值以部分负荷Q2工作或受控停机。器具以Q2的状态运行10min,在此期间记录供水温度θ1,回水温度θ2,供暖水流量qv,燃气消耗量V。按式(1)计算热效率。

b.只在额定热输入Qn下工作或受控停机,Q1=Qn。器具以额定热输入Qn的状态运行180s,然后,在停止燃烧状态运行420s,在此期间记录供水温度θ1,回水温度θ2和供暖水流量qv及燃气消耗量V,按式(1)算热效率。

c.部分负荷Q21为7kW>0.3×Qn,到设定温度值以部分负荷Q21工作或受控停机,Q1=Qn。器具以Q21的状态运行514.3s,然后在停止燃烧状态运行85.7s,在此期间记录供水温度θ1,回水温度θ2,供暖水流量qv,燃气消耗量V。器具以额定热输入Qn的状态运行180s,然后在停止燃烧状态运行420s,在此期间记录供水温度θ1,回水温度θ2和供暖水流量qv及燃气消耗量V,按式(1)算热效率。

d.部分负荷Q22为5kW<0.3×Qn,到设定温度值以部分负荷Q22工作或受控停机,Q1=Qn。器具以额定热输入Qn的状态运行40s,然后以部分热输入Q22运行560s,在此期间记录供水温度θ1,回水温度θ2,供暖水流量qv,燃气消耗量V。器具以额定热输入Qn的状态运行180s,然后在停止燃烧状态运行420s,在此期间记录供水温度θ1,回水温度θ2和供暖水流量qv及燃气消耗量V,按式(1))算热效率。

e.部分负荷Q21为7kW>0.3×Qn,部分负荷Q22为5 kW<0.3×Qn,到设定温度值以部分负荷Q21或Q22工作或受控停机,Q1=Qn。器具以Q21的状态运行300s,然后以部分热输入Q22运行300s,在此期间记录供水温度θ1,回水温度θ2,供暖水流量qv,燃气消耗量V。器具以额定热输入Qn的状态运行180s,然后在停止燃烧状态运行420s,在此期间记录供水温度θ1,回水温度θ2和供暖水流量qv,以及燃气消耗量V,按式(1)算热效率。

f.部分负荷Q2为5kW<0.3×Qn,到设定温度值以部分负荷Q2工作或受控停机,Q1=Qn。器具以额定热输入Qn的状态运行10s,然后以部分热输入Q2运行399s,在停止燃烧状态运行191s,在此期间记录供水温度θ1,回水温度θ2,供暖水流量qv,燃气消耗量V。器具以额定热输入Qn的状态运行180s,然后在停止燃烧状态运行420s,在此期间记录供水温度θ1,回水温度θ2和供暖水流量qv及燃气消耗量V,按式(1)算热效率。

2.2.2 测试方法Ⅱ

器具进出水温度,运行和停机时间均由器具控制器控制。根据换热器入水温度,经预先计算后,调控换热器给水的流量,使得换热器的换热量为器具额定热输入Qn或Qa(对应额定热输入可调节器具)的(30±2)%。然后在尽可能接近器具出水和回水处,连续测量温度。

器具平均出水水温应大于等于50℃。当器具控制器不能使器具在足够低的回水温度下运行时,就在器具所能达到的最低回水温度下测试器具。

需要连续测量换热器给水温度θ1i和出水口温度θ2i,并记录每两次测温读数间隔时间段内所对应的水的消耗量Δmi,然后通过式(3)计算出部分负荷下的热效率:


2.3 间接测试方法

首先测量额定热输入热效率η1和控制器设定的最低热输入下的效率η2,然后通过表1间接测试方法热效率计算公式计算出30%Qn时的热效率。间接测试法热效率计算公式及计算结果见表1。

表1中的f项“周期时间”具体做法如下:

在控制器作用下从燃烧器点火到喷射器处的压力达到时刻之间的时间为t1,式中:pnom为标称额定功率的压力,pred为标称最小功率的压力。

假设器具额定功率时pnom为1.2kPa,最小功率时pred为0.18kPa,需要测量当阀后压力达到时的时间。实际测试点火开始到阀后压力达到0.452kPa时所用的时间:



3 结语

3种测试方法中,间接测试方法试验过程中的供回水温度基本保持恒定,不需要连续测量供回水温度,因其对检验设备的要求最低,操作最简单。试验方法Ⅰ,在10min的测试过程中,回水温度尽可能维持在47℃,但器具的出水温度会随着器具运行和停机的变化出现很大的波动,就需要检验设备能够连续测量供回水温度,测量的间隔要尽可能短如每1s测量一次和每10s测量一次的结果差别很大。

测试方法Ⅱ,测量的是冷却水一侧的吸热量来计算热效率,长沙贝雷塔壁挂炉维修,这就要求检验设备的保温效果要非常好,要将散热到空气中的热量降为0,同时实验室要保持温度恒定。

在实际测试过程中,可以根据试验室检验设备的条件及被检验器具的设计参数和特性选择适用的测试方法。如器具的最小热输入小于30%的额定热输入时,可将器具调整到30%的额定热输入状态,采用直接测试法Ⅰ中的a项试验方法,简化测试操作过程。


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