互换通用性原则背景下燃气热水器直流风机评估要点分析

互换通用性原则背景下燃气热水器直流风机评估要点分析
发布时间：2023-02-22T03:19:58.148Z 来源：《科技新时代》2022年第10月19期作者：李博文[导读] 文章首先阐述燃气热水器直流风机互换通用性原则，之后从抗风测试评估[此处标题对应此处应与2.2标题对应]、风机取压稳定性评估、噪音评估、风机适应性评估等方面给出燃气热水器直流风机评估要点与技术方法。

李博文
广东万家乐燃气具有限公司
摘要：文章首先阐述燃气热水器直流风机互换通用性原则，之后从抗风测试评估[此处标题对应此处应与2.2标题对应]、风机取压稳定性评估、噪音评估、风机适应性评估等方面给出燃气热水器直流风机评估要点与技术方法。

关键字：燃气热水器；互换通用性；直流风机；评估指标燃气快速热水器标准 GB 6932-2001出台以后，传统直排机和烟道机开始淡出市场，被强抽恒温机取代，这类风机功率约 20 W，风机调速范围较宽，同时排风风机成为燃气热水器的安全部件，主要功能为排出废气，但在高楼层用户日益增加的趋势下，燃气热水器对高抗风的需求更大[直流风机抗风比交流和无风机好，不应用差来形容，可表达为对高抗风的需求]、噪音大等缺陷逐渐显露出来，严重影响使用
舒适性与安全性。

因此只有有效保证燃气热水器直流风机满足通用互换性要求，才能避免热损失增大、废气排放增加等问题，降低市场故障率。

1.燃气热水器直流风机互换通用性
燃气热水器从整体机型上划分，可以分为直流机型和交流机型[1]。

其中直流变频机型由于工作电压较低，且抗风性能良好，更容易受到市场用户的青睐，因此市场需求量高。

同时，为最大化满足用户需求，在直流机型[错别字]设计中，为保证后续关键部件耐久性，延长整个燃气热水器使用寿命，不同厂家在设计时，基于可互换性论证理论，更注重风机的互换通用性能，从而降低后续维修难度。

[读不通畅]比如：以市场中两款燃气热水器排风机为例，A厂家a款风机尺寸为：输入功率25w，28w，输出功率8w，10w，转速2800r/min，电压220V，50Hz，绝缘等级B级，转向轴身方向顺时针，而B厂家b款风机尺寸虽然与a款风机型号不同，外包装不同，但内在输入功率，输出功率，转速，电压，绝缘等级和转向均一致，且风速均为14m/s，唯一不同的是a款排风机排风量约为150m3/h,而b款排风机排风量约为160m3/h，因此两款排风机关键部件具有一定互换通用性，但是要想保证风机整体性能稳定性，必须对风机关键要素进行评估。

2.燃气热水器直流风机评估要点
2.1抗风测试评估
燃气热水器常用电压等级为220V，在特殊缺电情况下或用电高峰期可能出现低电压运行问题，将影响热水器负荷段热效率，直流风机转速降低，因此致使燃烧工况恶化。

故要想避免在互换之后出现水温忽冷忽热现象，提高燃气热水器的使用安全功能，就应该对燃气热水器恒温性能进行测定，基于智能补风控制逻辑：接通电源→风机固定转速运行→开/关按键→检查当水流超过3L/min时的待机状态→点火补风→燃烧补风→恒温燃烧。

在相同的燃气输出时，由于风机功率不同，风压变化不同，导致整机过剩空气量不同，因此，要想使得整个燃气热水器供氧量和风机转速得到保证，应该对工作电压和风机风速进行测定。

以强抽恒温热水器PWM调速风机为例，应该确保风机满足以下几点要求：（1）外部风力等级小于等于 8 级时，可正常点火并燃烧；（2）当外部强风提速到极限值时，热水器将进入安全保护状态。

此时应该将正对烟管 1 米位置作为外风测试点，根据户外吹强风时热水器是否正常启动、档位切换时是否熄火，来判断燃烧效果，具体直流变频风机抗风测试结果如下：
从数据中可以发现，当外风风速达到16m/s、18m/s、20m/s、22m/s、24m/s时，均可以使得风机启动正常，且燃烧工况良好，因此可以证明燃气热水器直流风机抗风评估测试结果达到互换通用性基本要求。

[本文是对直流风机的研究，此处是火排，与文章不符，同时摘要处的描写应与此处标题对应]2.2风机取压稳定性评估
为保证直流风机长时间运行，应该了解风机各个点处压力分布情况，比如，利用空心圆柱形取压管，该取压管长度为20mm，直径为7mm，取压管两端分别与风机（通过棱柱块插入）和压力表连接，之后分别在燃气热水器最大（最小）负荷读取压力值，确定风机压力稳定的区域。

比如：在最小负荷条件下读取压力点在10cm、11cm、12cm、13cm时，压力值为25.5Pa、34Pa、35Pa、33Pa，在最大负荷条件下读取压力点在4cm、5cm、6cm、7cm时，压力值为34.5Pa、45.5Pa、46.5Pa、43.5Pa，[文中的“10cm、11cm、12cm、13cm”等数据，没有类
似于“在什么位置的10cm处”的描述，不清楚这些数据是指的什么位置，是否有更清晰的表述？]测定总体燃热热值为33.53 kJ/Nm3 （相邻位置压力变化值均低于10 Pa ），环境温度：24.7℃，基本满足GB 6932-2015的规定要求，可保证风机取压稳定性。

也可以按照燃烧时间对风机取压稳定性进行评估，测试燃气热水器工作负荷最大时同一深度40分钟和5分钟时的压力，仍然利用空心圆柱形取压管，测定在同一深度下相邻位置压力变化值，比如5分钟和40分钟时的压力分别为38.5Pa和36Pa，结合之后测定的总体燃热热值，可测定风机压力稳定的区域，其评估标准与最大（最小）负荷读取压力值方法一致。

2.3其他功能评估
噪音也是衡量风机是否具有互换性中的重要方面[3]。

在燃烧过程中，系统部件中[百度了一下，找不到这个词]在构件共同作用下必然产生一系列噪音，因此应该对直流变频风机进行运行噪音对比测试，比如：当入户水压为 0.2 MPa 时，随加热负荷线性增高，直流变频风机噪音值为 55.3 dB，当负荷值最小时，噪音值为 53.92 dB，按照可互换通用性评估因素要求，要想最大化降低噪音，应该使得标管 CO 排放≤ 0.02%，抗风压≥ 230/Pa[燃气热水器没有5米3弯的说法]，最大负荷运行噪音≤ 55dB(A)，风速偏离±10%，电流偏离±10%。

经检测市面上该风机标管 CO 排放0.0108%，抗风压243/Pa[燃气热水器没有5米3弯的说法]，最大负荷运行噪音52dB(A)，风速偏离±2%，电流偏离±2%，即可视为满足可互换通用性评估要求。

其次，也应该评估风机适应性，测定风量 V 补偿（相同调速信号下）的差异大小，在整机设置相同控制代码条件下，测定电压、电流，比如：将 A、B 风机在最高/最低负荷下（相同 PWM 控制代码下）进行多组试验，如果经测试，发现A 风机电流约比B 风机降低0.03A（小负荷段），大负荷段约小0.16A，转速低200r/min（小负荷段），大负荷段转速低450r/min，基本可以判断两组风机电流及转速偏离较大，因此基于互换通用性原则，二者一旦交换，将致使燃烧所需空气供给不同，不符合互换通用性要求，且影响燃烧工况。

结束语：综上所述，要想保证风机整体性能稳定性，必须对风机关键要素进行评估，经过直流变频风机抗风测试，[压缩比应与燃气热水器无关]保证风机启动正常，了解风机各个点处压力分布情况，确定风机各个点处压力分布情况及稳定性，噪音值，电流及转速偏离程度，来保证风机运行良好，且燃烧工况正常，不会出现忽冷忽热状况，最终使得风机满足互换通用性要求。

参考文献：
1]李志敏,邓飞忠,吴桂安,仇明贵.燃气热水器冷凝水生成机理及抑制方法的分析研究[J].日用电器,2021(11):65-68+75.
[2]张森,管江勇,吴恩豪,麻文山,谢堂建.一种反激开关电源驱动直流风机的恒流闭环控制方案设计[J].轻工标准与质量,2021(01):106-107+110.
[3]赵然,王随林,穆连波,张威,李丽娜.两种类型燃气热水器/炉的能效与排放检测及分析[J].建筑科学,2020,36(04):155-160.。