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GB 20665《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》新旧国家标准对比

中国市政工程华北设计研究总院 何贵龙



摘  要 本文介绍了两版燃气采暖热水炉能效检验标准,论述了相关标准的技术要求。

关键词 燃气采暖热水炉;能效检验标准


1 标准介绍

1.1 GB 20665-2006《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》国家标准于2006年发布,主要制定了家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉的节能指标和试验方法,引用的是GB 6932-2001《家用燃气快速热水器》标准。

1.2 GB 20665-2015《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》国家标准于2015年发布,热水器引用的是GB 6932-2001《家用燃气快速热水器》标准,燃气采暖热水炉引用的是GB 25034-2010《燃气采暖热水炉》国家标准和 CJ/T 395-2012《冷凝式燃气暖浴两用炉》行业标准。

2 标准对比

GB 20665-2006《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》标准要求:

能效标准将热水器和采暖炉能效等级分为3级,其中1级能效最高,3级能效最低。各等级的热效率值不应低于表1的规定。


GB 20665-2015《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》标准要求:

热水器和采暖炉能效等级分为3级,其中1级能效最高。各等级的热效率不应低于表2的规定。表2中,η1为热水器或采暖额定热负荷和部分热负荷(热水状态为50%的额定热负荷,采暖状态为30%的额定热负荷)下两个热效率值中的较大者,η2为较小者。当η1与η2不在同一等级界限范围内,则判定为较低的能效等级。


2.1 较大和较小热效率对应的热负荷不固定

2006版固定额定负荷下的热效率是较大值,部分负荷下热效率是较小值;而2015版是动态的,测完额定负荷和部分负荷热效率后,哪个热负荷状态热效率高,哪个状态是较大值,全预混冷凝炉统计了68台不锈钢热交换器样品,其中30%负荷状态采暖热效率高于额定负荷状态采暖热效率的有39台;20台铝热交换器样品中,30%负荷状态采暖热效率高于额定负荷状态采暖热效率的有19台。

大气式燃烧中,强排产品的风机是固定风速,30%负荷状态采暖热效率低于额定负荷状态采暖热效率;强鼓产品的风机是变频风机,进风量随着热负荷降低而减少,烟气带走的热量小于强排式产品,热负荷降低之后换热面积又随之增大,30%负荷状态采暖热效率高于额定负荷状态采暖热效率。统计的样品中,只有部分韩式产品是强鼓变频风机,所有的强鼓变频风机样品30%负荷状态采暖热效率都高于额定负荷状态采暖热效率。

2.2 采暖状态执行标准已改变

2006版能效标准制定时,GB 25034-2010《燃气采暖热水炉》国家标准还没有制定,所以采暖性能是按GB 6932-2001《家用燃气快速热水器》国家标准执行的,而2015版能效标准制定的时候采暖性能是按照GB 25034《燃气采暖热水炉》国家标准执行的。

2006版能效标准规定,采暖最小热负荷必须小于等于50%额定热负荷,而按照2015版能效标准,采暖最小热负荷可以大于30%额定采暖热负荷,GB 25034标准规定的30%额定热负荷热效率不是刚好在30%的热负荷状态下测试,可以在0%~100%热负荷的任意值进行测试,然后将测试结果折算到30%额定热负荷状态。

热水状态2015版能效标准规定,部分负荷是50%的额定热负荷,而没有像2006版一样规定部分负荷为小于等于50%额定热负荷,在实际检验过程中还是要限定在某一个范围内,不然大气式燃烧器的采暖炉在40%额定负荷状态的热效率肯定低于50%额定负荷状态的热效率,有不合格的可能,所以判定的标准要一致。

2.3 热效率合格值提高

全预混冷凝炉都能满足一级产品的要求,在此为了数据对比更直接,仅以大气式燃烧产品为例,说明热效率合格值的变化。3级产品2006版不限制部分负荷热效率合格值,而2015版规定,30%采暖热负荷和50%热水热负荷热效率合格值限制为不能小于82%;额定负荷热效率提高了两个百分点,达到86%。

2级产品额定热负荷状态和部分负荷状态的采暖和热水热效率合格值均提高了一个百分点,分别为89%和85%。1级能效额定热负荷状态采暖热效率和热水热效率提高了5%和2%,分别为99%和96%;部分负荷热水热效率没变,部分负荷采暖热效率提高了1%,达到95%。

2.4 试验条件和试验方法有所改变

2006版能效标准的基准条件是0℃,采暖部分负荷状态是小于等于50%额定采暖热负荷;2015版的基准条件是15℃,采暖部分负荷是30%额定采暖热负荷。强排式产品在50%额定热负荷状态的热效率,高于30%额定热负荷状态的热效率。

试验方法中,2006版能效标准规定,部分负荷采暖出水温度为65±2℃,供暖回收温度比供暖出水温度低15±1℃;2015版能效标准规定,非冷凝炉采暖回水温度为47℃,出水温度不限定,从五年的数据统计看出,水温度基本比回水温度高7℃~9℃;冷凝炉采暖回水温度为30℃,出水温度不限定,从五年的数据统计看出,水温度基本比回水温度高6℃~9℃;出水温度和出水温差都低于2006版能效标准,按照2015版能效标准测定的热效率高于按照2006版能效标准测定的结果。

强排式产品部分负荷采暖热效率两个影响因素互相抵消,热效率略有提高。

生活热水试验方法2006版能效标准规定,部分负荷热水温升为30K,2015版能效标准规定部分负荷热水温升为20±1K。30K温升状态,生活热水的流量非常小,以20kW的采暖炉为例,30K温升在50%额定热负荷水流量仅为4L/min,达不到满管状态。

此状态不利于热水换热,而温升降为20K后,20kW的采暖炉在50%额定热负荷状态的水流量达到6L/min,水流量提高了50%,有利于热水换热。同时根据以往的检验经验,20K温升状态热效率比30K温升状态热效率高2%左右,两个因素共同作用下,保守估计热效率会提高3%左右。而部分负荷状态下,热水热效率的合格值没有变化,还是92%,有利于大气式冷凝炉达到1级能效。

3 结论

2015版的能效标准热效率对应的热负荷是动态的,这就出现了对不同形式的产品热效率的门槛不一定提高。

对于燃气采暖热水炉产品,市场主流产品非冷凝燃气采暖热水炉基本上都是2级能效产品,热效率是真正提高了1%;而对于2级能效的强鼓燃气热水器产品,风机是变频风机,部分负荷状态下,过剩空气系数低烟气带走的热量低,换热面积与热负荷的比值增大,部分负荷热效率高于额定负荷热效率。

假设样机A,部分负荷热效率达到90%,额定负荷热效率达到86%,按照2015版能效标准为2级产品,但按照2006版能效标准,样机A是3级产品,因为最大负荷状态热效率小于88%。

烟道式产品由于安装的问题已经逐渐退出市场,强排式热水器价格低利润不高,市场基本在农村和三级城市,强鼓式热水器是高端热水器产品的主流。燃气采暖热水炉年销量在160万左右,燃气热水器的年销量在几千万台,燃气热水器产品是节能的主力产品。希望生产企业能够严格按照标准要求,积极研发新技术,生产出真正意义上的更节能更环保的产品。


主编点评:

本文对GB 20665的2006版本和2015版本做了介绍、对比。对于能效的数据做了分析,指出采暖状态标准的改变、热效率合格值得变化(提高),特别是实验条件和实验方法的改变。

对于执行新版2015标准做了细致分析,也结合在天津检测中心的检测结果做了比较分析。为广大燃气采暖热水炉生产厂家的研发提供不同的思路,为研发新产品提供理论和实践数据分析。本篇文章很有指导意义!

 
 


  
 
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