陳昔堅(jiān)

（中山市思源電器有限公司，廣東中山，528427）

0 引言

根據(jù)國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)制的排氣式熱水器在使用時需要安裝煙道堵塞和風(fēng)壓過大的安全保護(hù)裝置，安裝的煙道安全保護(hù)裝置要實(shí)現(xiàn)在5分鐘內(nèi)將通過燃燒器的燃?xì)馔ǖ劳耆P(guān)閉，關(guān)閉前要保證無熄火無回火的良好狀態(tài)，不能出現(xiàn)火焰溢出或者是離焰的不良現(xiàn)象，風(fēng)壓的控制目標(biāo)是不能在80Pa以前進(jìn)行安全保護(hù)措施，目前大多數(shù)的的燃?xì)鉄崴魇褂玫氖秋L(fēng)壓開關(guān)保護(hù)裝置。

1 風(fēng)壓開關(guān)應(yīng)用于燃?xì)鉄崴靼踩Ｗo(hù)的理論分析

將風(fēng)壓傳感器中的風(fēng)壓開關(guān)運(yùn)用在強(qiáng)抽機(jī)的安全保護(hù)上，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會保持不變，取樣時使用負(fù)壓。在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動以前，風(fēng)壓開關(guān)成閉合接通的狀態(tài)，此時需要檢查風(fēng)壓開關(guān)的連接線是否正常連接。由專門的控制器控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動。正常的情況應(yīng)該是負(fù)壓讓風(fēng)壓的開關(guān)打開但不接通。這樣便于檢測煙管的堵塞情況，能夠檢測出風(fēng)機(jī)是否正常的工作，也能檢測風(fēng)壓的開關(guān)是否正常，便于檢測風(fēng)壓開關(guān)的傳壓管是否有松脫破損的不良現(xiàn)象。當(dāng)風(fēng)壓開關(guān)取得的風(fēng)壓值由負(fù)壓向著正壓轉(zhuǎn)變說明煙管有堵塞的不良情況，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的風(fēng)壓值，風(fēng)壓開關(guān)就會閉合，與其接通的控制器也會關(guān)機(jī)，這樣就能起到保護(hù)熱水器的作用。另外一種方式是采用正壓的方式保護(hù)熱水器，就是設(shè)定風(fēng)壓轉(zhuǎn)動前，風(fēng)壓的開關(guān)處于閉合接通的狀態(tài)。這時能夠檢測到風(fēng)壓開關(guān)連接線是否處于正常狀態(tài)，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動時，風(fēng)壓開關(guān)仍然處于閉合接通的狀態(tài)，但是無法檢測到風(fēng)機(jī)是否正常工作、風(fēng)機(jī)的開關(guān)是否正常，也無法檢測到風(fēng)壓開關(guān)傳壓管是否有破損松脫的不良情況。

2 燃?xì)鉄崴黠L(fēng)壓保護(hù)取樣點(diǎn)選取

■2.1 實(shí)驗(yàn)的過程

在風(fēng)機(jī)殼上選取不同的取樣點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)測試風(fēng)機(jī)取樣口的負(fù)壓值，分析取樣口負(fù)壓值與煙管出口正壓值之間發(fā)生變化的關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行有目的的對比，從而找出最佳風(fēng)壓取樣點(diǎn)。找出的取樣點(diǎn)要能夠在熱水器啟動時，產(chǎn)生足夠大的負(fù)壓值，這樣才能保證當(dāng)熱水器處于惡劣的環(huán)境下，仍然能夠正常使用。當(dāng)排煙的出口處被煙氣逐漸堵塞，取樣點(diǎn)的負(fù)壓值要能夠保持均勻的減少變化，而不能出現(xiàn)較大幅度的突跳式變化。在煙管的出口處要能夠?qū)崿F(xiàn)正壓均勻增加的變化情況。以滿足國標(biāo)保護(hù)要求為基礎(chǔ)，當(dāng)獲取的正壓值不斷的變大，熱水器抵抗環(huán)境變化的能力越強(qiáng)，則可以說明熱水器的使用性能越好。實(shí)驗(yàn)中，熱水器使用交流變速風(fēng)機(jī)。取風(fēng)機(jī)負(fù)壓值的絕對值，為了找到最佳的風(fēng)壓取樣點(diǎn)，需要進(jìn)行多次試驗(yàn)，在測試和對比中找到最佳取樣點(diǎn)，使用對比方案進(jìn)行介紹。

■2.2 風(fēng)機(jī)總成空載測試

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時將風(fēng)機(jī)總成水平放置，并將其固定，確保進(jìn)風(fēng)口的流通順暢，并將標(biāo)準(zhǔn)的排煙管總成安裝好，將風(fēng)壓微壓劑接在風(fēng)機(jī)的取樣口處，同時接在煙管的出口處。風(fēng)機(jī)的供電使用變頻電源來完成[1]。接著模擬出熱水器的最大負(fù)荷工作狀態(tài)，測試此時風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。記錄各個取樣點(diǎn)風(fēng)機(jī)的負(fù)壓值和煙管的正壓值，記錄風(fēng)機(jī)取樣點(diǎn)負(fù)壓值和煙管出口處正壓值的變化情況，變化的條件是煙管出口處堵塞孔數(shù)量的增加。從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)風(fēng)壓的取樣點(diǎn)與風(fēng)輪切線的距離越近，就會產(chǎn)生越大的風(fēng)機(jī)負(fù)壓值。當(dāng)風(fēng)機(jī)處于空載時進(jìn)行測試，如果煙管沒有被堵塞，此時在煙管的出口處就會出現(xiàn)正壓為負(fù)值的現(xiàn)象。這就說明，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生較大的負(fù)壓，就會在風(fēng)機(jī)的出口處和煙管流道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓的腔體。當(dāng)煙管的堵塞增加，腔體的壓力就會以正壓的形式存在于煙管的出口位置。

■2.3 風(fēng)機(jī)總成裝整機(jī)帶負(fù)載測試

將整機(jī)呈垂直形態(tài)放置，并將一個彎頭為600mm的直煙管的標(biāo)準(zhǔn)排煙管總成安裝上，將風(fēng)壓微壓劑接在風(fēng)機(jī)取樣口處、同時接在煙管的出口處，并讓熱水器在額定負(fù)荷的最大值和最小值情況下進(jìn)行工作，這一過程運(yùn)用調(diào)節(jié)整機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)，讓煙管出口處的堵塞排數(shù)以10Pa為變化值逐漸變化，在整機(jī)測試中，記錄下各個取樣點(diǎn)風(fēng)機(jī)負(fù)壓和煙管的正壓值。通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)風(fēng)機(jī)取壓點(diǎn)的位置越靠近風(fēng)輪的切線處，該點(diǎn)產(chǎn)生的風(fēng)機(jī)負(fù)壓值也就越大，并且在煙管的堵塞處，可以獲得的煙管正壓值也越大，因此在選擇風(fēng)壓取樣點(diǎn)時要綜合的考慮在整機(jī)上存在的阻力對風(fēng)壓值會產(chǎn)生的影響。

3 強(qiáng)鼓機(jī)的工作模式

■3.1 多段燃燒的工作模式

強(qiáng)鼓機(jī)可以分為兩種，一種是恒溫機(jī)，就是用戶設(shè)定溫度，通過控制器實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的自動控制，通過比例閥調(diào)節(jié)空氣量和燃?xì)饬?，最終實(shí)現(xiàn)熱水器的正常工作。另一種是非恒溫機(jī)，就是讓用戶手動調(diào)節(jié)燃?xì)饬?，?dāng)進(jìn)入溫度改變時，用戶則需要重新調(diào)節(jié)燃?xì)饬?，達(dá)到用戶需要的溫度?？刂品呛銣貜?qiáng)鼓機(jī)的燃燒方式有兩種，其一是配合調(diào)節(jié)空氣量和燃?xì)饬康墓ぷ髂Ｊ?，其二是多段燃燒，就是將燃燒器的總成分成多個燃燒單元，對燃燒單元的控制可以是單獨(dú)也可以是聯(lián)合。例如把10L的熱水器分為三個燃燒單元，分別用單元A、單元B、單元C來表示。其中單元A有兩個燃燒器，單元B有兩個燃燒器，單元C有六個燃燒器。通過組合實(shí)現(xiàn)熱水器的五個負(fù)荷狀態(tài)，分別是20%、40%、60%、80%、100%。這些負(fù)荷與水量的大小再次組合，用戶的使用需求就基本得以實(shí)現(xiàn)。這一方案需要調(diào)節(jié)的是燃燒器的個數(shù)，不需要調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及鼓風(fēng)量。要想實(shí)現(xiàn)該方案的有效保護(hù)，只需要選取合適的壓取點(diǎn)就可以實(shí)現(xiàn)。

■3.2 配合調(diào)節(jié)空氣量和燃?xì)饬康墓ぷ髂Ｊ?/h3>

空氣量的調(diào)節(jié)有兩種方式，其一是通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)空氣量的調(diào)節(jié)。當(dāng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，負(fù)壓取壓點(diǎn)的負(fù)壓也會發(fā)生改變。如果風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，那么負(fù)壓值就會減少。當(dāng)取壓點(diǎn)位置選擇不當(dāng)，負(fù)壓的大小就會過低，風(fēng)壓的開關(guān)就無法被驅(qū)動，最終無法實(shí)現(xiàn)熱水器的開啟[2]。在低轉(zhuǎn)速下，要想達(dá)到一定的負(fù)壓值，選擇的取壓點(diǎn)要接近風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口，位置要選在風(fēng)輪出風(fēng)的切線口。與此同時，轉(zhuǎn)速較大取壓點(diǎn)的負(fù)壓也會很大。當(dāng)煙道被堵塞，負(fù)壓值仍然很大，這樣就不能保證燃燒器的安全。在與燃?xì)饬颗浜险{(diào)節(jié)的過程中，運(yùn)用電阻器實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。通過齒輪將氣閥芯和電阻器配合起來，進(jìn)行燃?xì)饬康恼{(diào)節(jié)。其二是通過改變風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口的面積來實(shí)現(xiàn)進(jìn)風(fēng)量的改變，此時不需要調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不改變，進(jìn)風(fēng)口面積的減少會讓取壓點(diǎn)的負(fù)壓增大，就不會出現(xiàn)第一種方式的不良情況。而且在煙道發(fā)生堵塞的情況時，取壓點(diǎn)的負(fù)壓相比于進(jìn)風(fēng)口面積最大時的負(fù)壓大。此時仍然處于小負(fù)荷的狀態(tài)，因此需要增大堵塞面積，這樣就能達(dá)到與大負(fù)荷情況時一樣的負(fù)壓。

4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比和結(jié)果分析

風(fēng)壓開關(guān)閉合接通的負(fù)壓值處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)使用的方式是多段燃燒，取分壓開關(guān)接通的負(fù)壓值為-50Pa，此時多段燃燒方式的每個狀態(tài)達(dá)到正壓160Pa時，實(shí)現(xiàn)燃?xì)鉄崴鞯谋Ｗo(hù)，此時的效果十分良好，滿足國標(biāo)大于80Pa的標(biāo)準(zhǔn)。使用調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方式進(jìn)行保護(hù)時，取風(fēng)壓開關(guān)的負(fù)壓值-50Pa，取壓點(diǎn)設(shè)為A，當(dāng)處于小負(fù)荷狀態(tài)時，無法滿足國標(biāo)大于80Pa的標(biāo)準(zhǔn)，在另一個取壓點(diǎn)B上，當(dāng)處于小負(fù)荷狀態(tài)時，可以達(dá)到國標(biāo)大于80Pa才保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)。但是當(dāng)處于最大負(fù)荷時，燃燒的情況已經(jīng)不能滿足用戶使用的要求。因此的出結(jié)論風(fēng)壓開關(guān)的保護(hù)形式不是特別適用[3]。在運(yùn)用調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口面積的保護(hù)方式中，設(shè)定分壓開關(guān)的負(fù)壓值為-50Pa，能夠?qū)崿F(xiàn)在每個狀態(tài)下，都達(dá)到150Pa才予以保護(hù)，這十分符合國標(biāo)80Pa以上采取保護(hù)措施的標(biāo)準(zhǔn)，因此該保護(hù)方法比較理想。由此可見在強(qiáng)鼓風(fēng)機(jī)中使用風(fēng)壓開關(guān)進(jìn)行安全保護(hù)，非恒溫機(jī)效果理想，不僅達(dá)到國家要求的標(biāo)準(zhǔn)，而且具有安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。而使用調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行燃?xì)鉄崴鞯谋Ｗo(hù)效果不理想，無法實(shí)現(xiàn)最大負(fù)荷和最小負(fù)荷的共同保護(hù)。風(fēng)壓傳感器具有受動壓影響較小的優(yōu)點(diǎn)，能夠在露天安裝，實(shí)現(xiàn)差壓、壓力、負(fù)壓的測量。靈敏度較高，可以用來測量潮濕、渾濁的氣體。風(fēng)壓開關(guān)在燃?xì)鉄崴魃蠎?yīng)用廣泛，利用氣體靜壓推動微動開關(guān)，控制電流的通斷，缺點(diǎn)是相比與風(fēng)壓傳感器控制精度較低。只能實(shí)現(xiàn)一個范圍內(nèi)的控制，無法實(shí)現(xiàn)具體數(shù)值的控制。并且容易受到外界環(huán)境的影響，使用壽命較短。因此在未來風(fēng)壓傳感器將代替風(fēng)壓開關(guān)實(shí)現(xiàn)熱水器安全性能的保護(hù)。

5 總結(jié)

風(fēng)壓傳感器在燃?xì)鉄崴髦械陌l(fā)展趨勢，向著保護(hù)燃?xì)鉄崴鞯恼＿\(yùn)行前進(jìn)著，風(fēng)壓傳感器在強(qiáng)鼓機(jī)的安全保護(hù)上能夠發(fā)揮較好的效果，其中通過調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口的面積能夠起到保護(hù)熱水器的作用。另外風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)失速的幅度會受到加工制造精度的影響，當(dāng)加工制造精度越高，就會讓堵轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速增加的越少，風(fēng)機(jī)的振動幅度也會降低，因此通過觀察風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，可以判斷風(fēng)機(jī)制造水平的高低。