燃气采暖热水炉停止卫生水后供暖水温的实验研究

梁展程

（广东万和热能科技有限公司 佛山 528325）

前言

随着“煤改气”政策的推动和人们对品质生活的追求，独立采暖正成为供暖方式的主流，燃气采暖热水炉也得到了越来越多消费者的青睐，进入了越来越多的百姓家庭[1]。但由于家装环境与用户的操作方式各有不同，燃气采暖热水炉在使用过程中产生不同的状况[2]。本文所要反映的情况是用户在无需采暖的情况下关闭了供暖外循环通道，燃气采暖热水炉在卫浴工况下，尤其在最大负荷时，关闭卫生水后机器内部供暖循环水无法有效换热致使水温偏高，或会导致机器产生自我保护，影响机器正常运行。

本文研究的内容是在以上情况下，通过不改动水通道结构与配置，不增加成本，仅调整控制逻辑的方法，实现提升机器内部供暖循环水的散热量，降低供暖循环水温的效果，保证机器正常运行。

1 实验设备及条件

实验设备主要为能效测试台，其中包括燃气流量计、卫生水进出水温度计、卫生水流量计、变源电源等[3]，如图1实验设备所示。本试验采用某品牌额定热负荷为32 kW的板换式采暖炉进行，为突显供暖外循环通道关闭，采暖炉在卫浴工况下关闭卫生水情况下的机器内部供暖循环水温升，采暖炉的水路结构经过收窄水通道等改制处理。

图1 实验设备

实验环境条件为室内温度24.7 ℃，大气压101.3 kPa，空气湿度58 %，试验气为12 T天然气，燃气温度24.2 ℃。以下各组实验均在板换式采暖炉额定热负荷，卫生进水温度为20 ℃，卫生出水温度为60 ℃下进行，以保证各组实验条件一致。

2 实验结果与分析

2.1 调整控制逻辑前的实验数据

2.1.1 供暖外循环通道打开，采暖炉在卫浴工况下关闭卫生水，供暖循环水温情况

该机器在卫浴工况下关闭卫生水后的控制逻辑为卫生水关闭后，供暖卫浴电子三通切换至供暖状态，风机后清扫30 s后停转，水泵运转5 s后停转。根据原控制逻辑进行实验，在供暖外循环通道打开的情况下，采暖炉在卫浴工况下关闭卫生水，供暖循环水温如表1所示，以下所有供暖循环水温探测位置均在主换器出水口处。

表1 供暖循环水温随时间推移的变化情况

由表1数据分析可知，电子三通切换至供暖状态，水泵运转5 s，把外循环管道的冷水抽到机器内部，关闭卫生水后的5 s，供暖循环水温较低，后续逐渐升高，直至5 min达到峰值后温度开始回调。

2.1.2 供暖外循环通道关闭，采暖炉在卫浴工况下关闭卫生水，供暖循环水温情况

根据原控制逻辑进行实验，在供暖外循环通道关闭的情况下，采暖炉在卫浴工况下关闭卫生水，供暖循环水温如表2所示。

表2 供暖循环水温随时间推移的变化情况

由表2数据分析可知，由于供暖外循环通道关闭，机器内部供暖水仅在内部循环，没有明显的换热降温，水温一直升高，直至5 min达到91.2 ℃，其后温度开始回调。

由表1、表2两组数据对比分析可知，供暖外循环通道关闭的情况下，机器内部供暖循环水温较高，明显高于供暖外循环通道打开情况下的供暖循环水温。

2.2 调整控制逻辑后的实验数据

2.2.1 风机后清扫时间延长至1 min，供暖循环水温情况

为使供暖循环水降温，可通过增强散热的方式实现。把风机后清扫时间延长至1 min，使外部空气流进机器内部与机器内供暖水换热，带走热量，实验数据如表3所示。

表3 供暖循环水温随时间推移的变化情况

由表2与表3两组数据对比分析可知，延长风机后清扫时间为1 min，能增强机器内部循环水散热，能适当降低温度。

2.2.2 风机后清扫时间延长至2 min，供暖循环水温情况

第三象限包括“9”、“15”、“16”、“20”、“21”、“22”和“23”共7个感知指标。游客对这7个指标的评价同时低于重要性和满意度的得分总体均值，暂时对游客来说不那么重要，所以满意度和期望值都不高。青秀山可将细节设计、装潢环境作为次要改善项目，在相关需求上升时再适当调整供给。

延长风机后清扫时间能降低机器内部供暖循环水温，继而将风机后清扫时间延长至2 min进行实验，实验数据如表4所示。

表4 供暖循环水温随时间推移的变化情况

由表4与表3两组数据对比分析可知，风机后清扫时间延长至2 min的供暖循环水温与风机后清扫时间为1 min的供暖循环水温差异很小，考虑到风机后清扫时间过长会影响用户使用体验，因此选用风机后清扫为1 min的控制逻辑较为合理。

2.2.3 风机后清扫时间延长至1 min，水泵运转时间延长至30 s，供暖循环水温情况

由于供暖外循环通道关闭，水泵运行时将拉开旁通阀，供暖水在机器内部循环流动。为进一步增强机器内部循环水散热，降低循环水温，结合风机后清扫时间延长至1 min和水泵运转时间延长至30 s两种方法进行实验，实验数据如表5所示。

表5 供暖循环水温随时间推移的变化情况

由表5与表3两组数据对比分析可知，在风机后清扫时间延长至1 min的基础上，再把水泵运转时间延长至30 s，机器内部循环热水温得到进一步降低。

2.2.4 风机后清扫时间延长至1 min，水泵运转时间延长至1 min，供暖循环水温情况

表6 供暖循环水温随时间推移的变化情况

由表6与表5两组数据对比分析可知，在风机后清扫时间延长至1 min的基础上，再把水泵运转时间延长至1 min，机器内部循环热水温没有明显降低。考虑到水泵运转时间过长会影响用户使用体验，因此选用水泵运转时间为30 s的控制逻辑较为合理。

综合表3～6实验数据，本文认为在供暖外循环通道关闭的情况下，采暖炉在卫浴工况下关闭卫生水，机器内部供暖循环水无法有效换热致使水温偏高，把控制逻辑调整为关闭卫生水后，风机后清扫时间延长至1 min，水泵运转时间延长至30 s较为合理，能有效增强机器内部供暖循环水的散热，降低供暖循环水温。

3 结论

本文通过对燃气采暖热水炉在供暖外循环通道打开与关闭两种情况下，机器停止卫生水后机器内部供暖循环水温的变化情况研究，提出了采用不改动水通道结构与配置，不增加成本，仅调整控制逻辑的方法，达到降低机器内部供暖循环水温的效果，并通过了实验验证，本文结论如下：

1）供暖外循环通道关闭的情况下，燃气采暖热水炉在卫浴工况下关闭卫生水，机器内部供暖循环水温较高，明显高于供暖外循环通道打开情况下的供暖循环水温。

2）供暖外循环通道关闭的情况下，燃气采暖热水炉在卫浴工况下关闭卫生水，机器内部供暖循环水无法有效换热，可通过延长风机后清扫和水泵运转时间能有效增强散热，降低机器内部供暖循环水温。

3）综合散热效果和用户体验感，把控制逻辑调整为风机后清扫时间为1 min，水泵运转时间为30 s较为合理。