家用燃气燃烧器具的通用试验方法

家用燃气燃烧器具的通用试验方法

1　范围

本文件规定了家用燃气燃烧器具（以下简称燃具）的术语和定义、试验条件、试验用燃气和燃具性能的通用试验方法。

本文件适用于家用的各种燃气热水器、取暖器、采暖热水炉、燃气灶具等。

本文件所指燃气是GB/T 13611《城镇燃气分类和基本特性》规定的燃气。使用GB/T 13611规定以外燃气种类的燃具可参照使用本文件。

2　规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 3241-2010 电声学　倍频程和分数倍频程滤波器

GB/T 3768-2017 声学 声压法测定噪声源声功率级和声能量级 采用反射面上方包络测量面的简易法

GB/T 3785.1-2010 电声学 声级计 第1部分：规范

GB/T 12206-2006 城镇燃气热值和相对密度测定方法

GB/T 13611　城镇燃气分类和基本特性

GB/T 17626.2-2018 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验

GB/T 17626.4-2018 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T 17626.5 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验

GB/T 17626.6 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度

GB/T 17626.11 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验

3　术语和定义

3.1

基准状态 reference condition

温度为15 ℃，绝对压力为101.3 kPa条件下的干燥燃气状态。

3.2

标准状态 standard condition

温度为0 ℃，绝对压力为101.3 kPa条件下的干燥燃气状态。

3.3

热负荷 heat input

在单位时间内所消耗的燃气释放出的热量。

注：热负荷单位用千瓦表示。

3.4

额定热负荷nominal heat input

制造商声称的燃具在最大燃气流量状态，基准状态时额定燃气压力下使用基准气时的热负荷。

3.5

最小热负荷 minimum heat input

制造商声称的燃具在最小燃气流量状态，基准状态时额定燃气压力下使用基准气时的热负荷。

3.6

实测热负荷 actual heat input

试验条件下，试验气的低热值与实测燃气流量的乘积。

3.7

实测折算热负荷 converted actual heat input

试验条件下，使用试验气时的热负荷折算到基准状态下的数值。

3.8

锁定 lockout

系统的重新启动可通过手动复位或通过断电后恢复供电来实现的一种安全关闭状态。

4　试验条件

4.1　实验室条件

如果本文件各检验项目或各燃具标准没有特别的规定实验室条件，则按下列规定执行：

a)   实验室温度：20 ℃±5 ℃；在每次试验过程中室温波动范围应在5K内；

b)   大气压力：86 kPa～106 kPa；

c)   实验室内环境空气：一氧化碳含量小于0.002％，二氧化碳含量小于0.2％。燃烧产物直接排放在室内的燃具，实验室内空气流速应小于0.1m/s；燃烧产物通过管路排放在室外的燃具，实验室内空气流速应小于0.5m/s；

d)   冷水温度20℃±2℃、热水器进水压力0.1MPa±0.04MPa。

注：室温确定方法：在距燃具正前方、左及右各lm处，将温度计感温部分固定在与燃烧系统大致等高位置，试验上述三点的温度，其平均值即为室温。

当燃具的使用地点海拔高度大于1000 m时，应在使用地点试验燃具。

4.2　燃具安装与试验状态

按本文件各检验项目或各燃具标准规定安装燃具； 使用空气量可调节的燃具，试验开始时，应将空气调节器调节到适当开度，并且试验过程中不应再对其进行调节。

4.3　电源条件

4.3.1　使用市电的燃具

如无特别规定，使用市电的燃具，在额定频率、额定电压下试验，电压波动范围应在±2%内。

4.3.2　使用干电池/移动电源的燃具

如无特别规定，使用干电池/移动电源的燃具，在说明书规定的电压下试验。

4.4　试验用仪器仪表

试验用主要仪器仪表参照附录A。

5　试验用燃气

5.1 试验用燃气应使用GB/T 13611所规定的试验用气。使用GB/T 13611规定以外的燃气的燃具，试验用燃气可按产品设计时所依据的燃气，波动范围参考GB/T 13611的有关规定。

5.2 本文件及各燃具标准所使用的试验气条件，以试验气种类代号和试验气压力代号表示，见表1。

表1　试验气条件

示例1：  2-2试验气，表示回火界限气一额定压力条件。

示例2：  0-1试验气，表示基准气一最高压力条件。

5.3  配制试验气的华白数波动应在±2％范围内。

6　燃具热负荷试验

6.1　燃具状态

按图1或各燃具标准规定的方法连接，在点燃燃具前应使燃具气路上的旋塞阀、燃气调节装置处于最大通气状态。

6.2　试验气条件

应使用0-2试验气，图1中压力计2的燃气压力应为额定燃气压力。

6.3　试验方法

点燃燃具，当热负荷达到稳定状态后开始试验，气体流量计旋转一周以上的整圈数，且试验时间不少于l min。重复试验2次以上，读数误差小于2％时，按式（1）和（2）计算燃具实测折算热负荷：

 …………（1）

 …………………（2）

式中：

—— 折算到基准状态下的热负荷，单位为千瓦（kW）；

——准状态下基准气的低热值，单位为兆焦每标准立方米（MJ/Nm³）；

—— 实测燃气流量，单位为立方米每小时（m³/h）；

—— 试验时大气压力，单位为千帕（kPa）；

—— 试验时燃气流量计内的燃气压力，单位为千帕（kPa）；

— 试验时燃具前的燃气压力，单位为千帕（kPa）；

—— 试验时燃气流量计内的燃气温度，单位为摄氏度(℃)；

—— 干试验气的相对密度；

— 基准气的相对密度；

试验气的相对密度；（使用湿式流量计时用d_h代替式（1）中的d）；

0.622——理想状态下水蒸气的相对密度；

——在时的饱和水蒸气压力，单位为千帕（kPa）。

注：饱和水蒸汽的压力与温度的对应值见GB/T 12206-2006表B.1。

6.4　燃具热负荷偏差

按式（3）计算燃具热负荷偏差：……………………………………………（3）

式中：

       ——热负荷偏差，以百分数表示（%）；

——实测折算热负荷，单位为千瓦（kW）；

——额定热负荷，单位为千瓦（kW）。

标引序号说明：

1——气源；

2——燃气阀；

3——调压器；

4——流量计；

5——温度计；

6——压力计1；

7——测压力用三通；

8——压力计2；

9——连接管；

10——燃具；

——三通内径，。

注1：  燃具安装为使用状态；

注2：  接至燃具的连接管使用与燃具接头适用的管子，连接管的长度不大于100 mm；

注3：为燃具燃气入口燃气管的内径。

图1　燃具热负荷试验装置示意图

7 燃气系统气密性试验

7.1　燃气阀气密性

7.1.1　内泄漏

逐个检测闭合元件，使被测的闭合元件处于关闭位置，打开其它闭合元件，从燃具燃气入口处施加下列压力下的环境温度下空气，试验泄漏量：

a)   0.6kPa；

b)   1.5倍最大工作压力或15kPa中的较大值。

7.1.2　外泄漏

打开起密封作用的所有阀门，从燃具燃气入口处和燃气阀出口同时施加1.5倍最大工作压力或15kPa中的较大值的环境温度下空气，试验泄漏量。

7.2　燃气管路气密性

燃气管路气密性按下列步骤试验：

a)   打开起密封作用的所有阀门，并用制造商提供的适当零件代替喷嘴或限流器来堵塞燃气出口。从燃气入口处施加15kPa的环境温度下空气，试验泄漏量；

b)   按制造商规定的维修保养时需要拆卸的气密接头反复拆装5次后，再按上述步骤进行一次气密性试验。

注：出厂例行检验按附录B试验。

8 燃烧工况试验

8.1　燃具状态和试验气条件

燃具燃烧工况试验时的燃具状态和试验气条件应符合表2的规定。

表2　燃烧工况试验条件

8.2　燃烧工况试验方法

8.2.1　火焰传递

冷态下点燃主燃烧器一处火孔后，试验火焰传递到全部火孔的时间和目测有无爆燃现象。

8.2.2　离焰

冷态下点燃主燃烧器15 s后观察火焰状态。

8.2.3　熄火

在点燃主燃烧器15 s后观察火焰状态。

8.2.4　火焰均匀性

点燃主燃烧器，在火焰稳定后观察火焰状态。

8.2.5　回火

在主燃烧器点燃20 min内观察火焰状态。

8.2.6　干烟气中一氧化碳含量

一氧化碳含量试验时，集成灶吸排油烟装置风机应处于关闭状态（如吸排油烟装置风机不能关闭应在最低档运行）。按下列规定进行试验：

a)   在主燃烧器点燃15 min后，应尽可能均匀地在排烟部位采集烟气样，采样的位置和方法按各燃具标准规定；

b)   试验烟气中的一氧化碳和氧的含量，按式（4）计算 ………………………………（4）

c)   对于试验中能确定气体组分时，试验烟气中一氧化碳和二氧化碳含量，按式（5）计算

 ………………………………（5）

式中：

 ‑---过剩空气系数等于1时，干烟气中一氧化碳含量的数值，体积分数（%）；

--干烟气中一氧化碳含量的试验数值，体积分数（%）；

---干烟气样中氧含量的试验数值，体积分数（%）；

——干燥、过剩空气系数α等于1时烟气中二氧化碳最大含量的数值，体积分数（%）；

——干烟气中二氧化碳含量的试验数值，体积分数（%）。

注1：式（4）的使用条件为烟气中氧的含量小于14%；

注2：的数值按实际燃气的理论烟气量计算或参照GB/T 13611。

8.2.7　干烟气中氮氧化物含量

氮氧化物含量按附录C试验。

8.2.8　运行噪声

运行噪声按附录D试验。

8.2.9　熄火噪声

熄火噪声按附录D试验。

8.2.10　黄焰和接触黄焰

点燃主燃烧器，目视有无黄焰；若有黄焰，试验在任意1 min内，电极或热交换器连续接触黄焰在30 s以上时，为电极或热交换器接触黄焰。

8.2.11　黑烟

点燃主燃烧器，目测是否有黑烟生成，点火时除外。

8.2.12　点火燃烧器火焰稳定性

点燃点火燃烧器15min后，目测点火燃烧器单独燃烧时有无回火、熄火。用点火燃烧器点燃主燃器后，试验在主燃烧器熄火时，点火燃烧器是否回火、熄火。

9　温升试验

9.1　燃具状态

按说明书规定方法将壁挂式燃具安装在垂直的木质试验板上，落地式或台式燃具安装在水平的木质试验板上，嵌入式燃具安装在试验柜内。集成灶的吸排油烟装置吸排油烟装置风机关闭状态（如吸排油烟装置风机不能关闭应为最低档），其它功能单元应同时工作（除非这些功能单元的工作会降低温度）。燃具与侧板和背板的间距应符合制造商声称值但不应大于200mm。装在顶棚下的燃具，燃具与顶板的间距应符合制造商声称值，如制造商未规定，测试板直接与燃具烟道接触。

木质试验板如图2所示，试验板表面涂成无光泽黑色，尺寸比燃具或试验柜相应尺寸至少大50mm。温度传感器应嵌入木板，传感器间间距不应大于150mm。

使用时需要安装烟道的燃具安装最短烟道。控制温控器设置在最高温度值，额定热负荷状态，燃具所有燃烧器在燃气量最大状态至少运行30min后，达到热平衡时试验表面温升。

环境温度试验点在距地面1.5m、距燃具至少3m处，且不受热辐射

标引序号说明：

1——侧板；

2——背板；

3——底板；

4——燃具侧木板表面；

5——热电偶；

l ₁——木板壁厚，l ₁≥25mm±1mm；

l ₂——距燃具侧木板表面距离，l ₂≤1mm；

图2　温升试验装置

9.2　试验气条件

使用0-1试验气。

9.3　试验方法

9.3.1　调节和控制装置

用布点胶将0.3mm细丝热电偶粘贴在调节装置、控制装置和安全装置各部位表面，试验其最高温度。

9.3.1　燃具壳体表面

用布点胶将0.3mm细丝热电偶粘贴在燃具侧面、前面和顶部或底部，试验其最高温度。

9.3.2　测试板

试验测试板最高表面温度。当制造商说明书允许燃具安装在由易燃材料组成的墙体表面时，如测试板表面温升达到60K至80K时，按制造商说明书采取措施后，重新试验一次。

10　点火装置性能试验

10.1　燃具状态

使用干电池的点火装置应调节电源电压为额定电压的70％, 移动车辆的电池供电系统和DC供电网络连接专用的系统应调节电源电压为额定电压的80%，使用移动电源的点火装置应调节电源电压为额定电压的90%；使用交流电源的点火装置应调节电压为额定电压的85％。

集成灶的吸排油烟装置供应额定电压，并在吸排油烟装置风机最大档和关闭状态（如无法关闭应在最低档）分别试验。

10.2　试验气条件

使用3-1、3-3试验气。

10.3　试验方法

10.3.1　反复点火10次，检测着火次数及有无爆鸣现象。

10.3.2　操作点火时应预先进行数次预备性点火，每次点火应在点火装置大致接近室温时进行。

10.3.3　点火操作方式及点火速度，应符合下列规定之一：

a)   单发式压电点火装置一次操作为一回，每次速度控制在0.5 s～1 s时间内；

b)   回转式点火装置以转动一次为一回，其转速与a)相同；

c)   脉冲点火装置或热面点火装置，以放在“点火”位置上停留2 s时间为一回。

11　火焰监控装置动作性能试验

11.1　热电式熄火保护装置

11.1.1　开阀时间(T_IA)

开阀时间试验应符合下列规定：

a)   燃具状态：按各燃具标准规定状态；

b)   试验气条件：使用3-3试验气；

c)   试验方法：试验从被监控火焰点燃到火焰信号使燃气阀处于吸合状态之间的时间。

11.1.2　闭阀时间(T_IE)

闭阀时间试验应符合下列规定：

a)   燃具状态：按各燃具标准规定状态；

b)   试验气条件：使用1-l试验气；

c)   试验方法：在主燃烧器点燃15 min后，立即向点火燃烧器和主燃烧器内通入相同压力的空气记录从火焰熄灭到熄火保护装置切断燃气供应之间的时间。

11.2　自动燃烧控制系统

11.2.1　点火安全时间(T_SA)

点火安全时间试验应符合下列规定：

a)   燃具状态：按各燃具标准规定的状态；

b)   试验气条件：使用相当于额定燃气压力的空气代替试验气；

c)   试验方法：在冷态和热平衡状态分别试验未点燃情况下从开阀到关阀之间的时间。

11.2.2　熄火安全时间（T_SE）

熄火安全时间试验应符合下列规定：

a)   燃具状态：按各燃具标准规定状态；

b)   试验气条件：使用1-l试验气；

c)   试验方法：在额定热负荷状态下运行10min，人为关断燃气或断开火焰检测器来模拟火焰故障，从火焰熄灭瞬间开始计时，重新打开燃气直至安全装置切断燃气结束计时。

11.2.3　再点火

再点火试验应符合下列规定：

a)   燃具状态：按各燃具标准规定状态；

b)   试验气条件：使用1-l试验气；

c)   试验方法：从人为熄灭主燃烧器开始计时到点火装置再次开始点火计时结束，此时间为再点火间隔时间。从点火装置再次点火开始计时到切断燃气阀计时结束，此时间为点火安全时间。

11.2.4　再启动

再启动试验应符合下列规定：

a)   燃具状态：按各燃具标准规定状态；

b)   试验气条件：使用1-l试验气；

c)   试验方法：人为关断燃气或断开火焰检测器模拟火焰故障，从火焰熄灭后，到自动重新启动的时间内，检查燃气通路是否处于关闭状态。并试验未点燃情况下从开阀到关阀之间的时间。

12　过热保护装置动作性能试验

过热保护装置动作时，检查通往燃烧器的燃气通路是否关闭。当温度恢复到常温时，检查通往燃烧器的燃气通路是否自动开启。

13　耐用性试验

13.1　燃具旋塞阀及其它燃气手动阀

使用额定压力的燃气或相同压力的空气，以5次/min～20次/min的速度开闭阀门，按各燃具标准规定的次数试验后，检查下列各项：

a)   按本文件第7.1.1规定进行燃气阀内泄漏试验；

b)   检查是否有使用障碍：开关是否灵活、是否有破损之处。

13.2　点火装置

13.2.1　单发式压电点火装置/回转式点火装置

以5次/min～20次/min的速度作点火、熄火操作，按各燃具标准规定的次数试验后，按本文件第10章规定检查点火装置性能。

13.2.2　脉冲点火装置

在制造商指定的最大点火间隙下，以接通2s断开3s为一个循环进行试验；按各燃具标准规定的次数试验后，按本文件第10章规定检查点火装置性能。

13.2.3　热面点火装置

使点火电极的温度升到制造商指定的最大运行温度，然后使点火电极的温度降到121℃或更低，为一个循环。电极可以是自然冷却，也可风扇冷却。按各燃具标准规定的次数试验后，按本文件第10章规定检查点火装置性能。

13.3　火焰监控装置

13.3.1　热电式熄火保护装置

额定燃气压力下点燃燃烧器，加热传感器l min，然后通空气熄火，使传感器冷却1 mim，这样操作为一次。按各燃具标准规定的次数试验后，检查下列各项：

a)   按本文件第7.1.1规定进行燃气阀内泄漏试验；

b)   按本文件第11.1进行热电式熄火保护装置性能试验。

13.3.2　自动燃烧控制系统

额定燃气压力下，每次循环由启动运行30s和控制中断30s组成，按各燃具标准规定的次数试验后，按本文件第11.2进行自动燃烧控制系统熄火保护装置性能试验。

13.4　燃气自动截止阀

使用额定压力的燃气或相同压力的空气，以10次/min～30次/min速度反复开闭，按各燃具标准中规定的次数试验后，检查下列各项：

a)   按本文件第7.1.1规定进行燃气阀内泄漏试验；

b)   检查是否有使用障碍：开闭阀动作是否正常、是否有破损之处。

13.5　可回转式软管接头

可回转式软管接头以5次/min～20次/min速度，反复以最大回转角转动，按各燃具标准中规定的次数试验后，检查下列各项：

a)   按本文件第7.2条规定进行燃气管路气密性试验；

b)   检查是否有使用障碍：旋转是否灵活、是否有破损之处。

13.6　铭牌

用手拿沾水的布擦拭铭牌15s，再用沾有正己烷（质量分数不小于85%的正己烷）的布1秒钟往返1次的速度擦拭15s后视检，铭牌是否清晰易读，是否不易揭下且不易卷边。

14　耐热性能试验

14.1　耐热等级

按表3规定的耐热等级进行14.2～14.4规定的各部件耐热性能试验。

表3　耐热等级和温度

14.2　燃具旋塞阀及其它燃气手动阀

按各燃具标准中规定的相应耐热等级温度，把样品放入恒温箱中24 h，取出后自然冷却至室温后，按本文件按本文件第7.1规定进行燃气阀气密性试验；并进行开关操作检查有无使用障碍。

14.3　点火装置

按各燃具标准中规定的相应耐热等级温度，把样品放入恒温箱中24 h，取出后自然冷却至室温后，按本文件第11章进行点火装置性能试验。