摘 要：介绍了燃气采暖热水炉相关的安全功能，并对其安全性能进行了分析。

关键词：燃气采暖热水炉；安全性能

燃气采暖热水炉是无人看守的24小时运行的器具，以天津为例，将会在每年的10月20号左右一直工作到来年的4月15号左右，如按每天启动15次算，整个采暖季需要启动2700次，燃气采暖炉具有哪些功能来保证安全运行的呢？

我们按照采暖炉的一次启动到关闭的过程介绍采暖炉的安全功能。

1 启动前的检验

（1）水压监控

燃气采暖热水炉具有水压自检功能，在采暖系统水未注满前或使用一段时间后采暖系统缺水超过下限值后机器会自动停机报警；水压超过上限值器具自动泄压或报警。大部分产品水压下线值为0.1MPa，上限值为0.3Pa，个别产品水压大于0.2MPa时启动时也会报故障。同时，如果水压过大燃气采暖炉装有压力安全阀，当压力达到泄压值后，立即泄压。目前市场上大多数采暖炉普遍使用水压开关来监测采暖系统的水压，当压力超过0.1MPa时，水压开关闭合，燃气采暖热水炉认为系统水压正常可以正常启动，较高级一些的采暖系统上装有水压传感器，能持续检测采暖系统中水压的装置，通常在采暖炉控制面板上显示系统的即时水压。燃气采暖热水炉的设计充分考虑了水压的欠压、过压问题，为器具的运行提供了水压方面的安全保证。

（2）水流量监控

部分产品没有采暖系统水流量监控，只检测水压。当器具长时间不使用，水泵转子可能会卡死，此时只监测水压的器具，检测到器具采暖系统水压在使用压力范围内，器具点火运行，然而实际水泵并没有转，采暖系统水也没有循环，几分钟后采暖系统水温度过高机器停机。如器具采暖系统装有水流量开关就能避免此问题的发生，燃气采暖热水炉首先要判断水泵是否工作，当水流量超过设定值后，水流开关闭合，器具才启动。水流量开关只是一个简单的通断判断，水泵空转或采暖系统含有大量的空气时，形成“气阻”，实际采暖系统水没有循环，然而控制系统会错误认为水泵运行正常，控制器送达点火指令，导致封闭采暖水系统内水温急剧上升，而温度探头又具有一定的反应时间，可能导致水气化而引发事故。因此某些高端产品如冷凝炉中装有水流量传感器，当采暖系统水流量达到设定值后，控制系统才认为水泵工作正常，发出启动信号，避免了器具干烧。

在生活热水系统中，水流量监测也起着至关重要的作用。用户使用生活热水时，当水流超过设定值后，水流开关会闭合，燃气采暖热水炉就会启动生活热水功能。较高级一些的产品装有生活热水水流传感器，能及时监测生活热水流量，既起到了生活热水模式的开关作用，又能结合温度测量，更精确的控制采暖炉的热负荷，提高控制精度及舒适性。此外，有些产品生活热水系统中装有水量伺服阀，它主要由水流转子组件、霍尔传感器、阀芯组件、电机等组成。当水流经过涡轮壳时，推动磁性转子旋转，不同磁极靠近霍元件时导通，离开时断开，从而产生高低脉冲电平输出给电脑控制器，再由控制器判断计算出水流量的大小。当生活热水系统设定不同的温度时，控制器首先调节燃气控制比例阀的开度，同时通知电机拖动阀体组件调节出水口的水量大小。这样，控制器可通过水温反馈信号自动进行细微的无级调节，从而达到快速调节水温、稳定水温目的。

（3）气流监控

当水泵运行正常后，燃气采暖热水炉继续检测风压是否正常。这一环节是燃气采暖热水炉的气流监控装置在起作用。目前市场上的主流产品为非冷凝式器具，气流监控的方法是给排气流量监测或给排气压力监测。

给排气管中如有模拟气流时，也就是风机没有启动，但由于外界的某些原因造成风压开关闭合，在这种情况下器具不应该启动。器具正常的启动流程分两种，分别如图1、图2所示。

气流监控程序避免了风压开关因为意外原因接通的情况下器具点火开阀燃烧，造成危险。

（4）火焰监控

燃气采暖热水炉在检测到各安全装置正常的情况下，进行点火。大多数厂家点火流程如图3所示，当火焰监测装置没有感应到火焰时，程序会自动关闭燃气阀，关闭时间多数厂家小于1s(标准规定5s合格)，同时在第一次点火不成功后，程序会再启动进行下一次点火，当连续2次或3次点火不成功时，程序关闭燃气阀并报警。

2 燃烧过程中的保护措施

（1）温度控制

目前市场主流产品都装有可调式控制温控器，当温控器采集到的采暖水温度接近设定水温后，控制板发出调节命令减少燃气输入，以降低温度。继续比较实际温度与设计温度的差值，当燃气流量降到最低后采暖水温度仍然继续升高到器具的最高温度，器具自动切断燃气供应。当实际温度低于设计温度一定数值后，器具会自动启动重复前面的过程，保证温度的恒定性。

高端产品在采暖系统的供、回水管路中分别装有温度传感器，根据温差自动调节水泵转速，精确水温控制。同时，控制器对供回水温差以及供水温度的温升速率有一个设定值，当检测到的供、回水温差以及供水温度温升速率与设定值不符时，控制器都会认为采暖水系统不正常而报故障关机，从而保证了采暖水系统以一个合理的温升速率及出回水温差来运行。

（2）水温限制装置

温控器可以说是第一道温度保护措施，假如温控器失效后，第二道保护就是水温限制装置。

对于温控器，固定式控制温控器和可调式控制温控器不会在同一台器具中同时出现；对于水温限制装置，器具可以装有安全限温器，或者同时装有限制温控器和过热保护装置。现在市场主流机型装有可调式控制温控器和安全限温器。

有的产品中一个温度探头同时起到了温度控制和安全限温两个作用，当出水温度在正常的设定温度范围之内时，温控功能起作用，当出水温度由于某些原因，阶跃性的升到正常设定温度范围之外时，安全限温功能起作用。

对于温控器，固定式控制温控器和可调式控制温控器不会在同一台器具中同时出现；对于水温限制装置，器具可以装有安全限温器，或者同时装有限制温控器和过热保护装置。现在市场主流机型装有可调式控制温控器和安全限温器。

有的产品中一个温度探头同时起到了温度控制和安全限温两个作用，当出水温度在正常的设定温度范围之内时，温控功能起作用，当出水温度由于某些原因，阶跃性的升到正常设定温度范围之外时，安全限温功能起作用。

（3）气流监控

器具运行过程中，气流监控具有风压保护功能，当烟道堵塞或有倒风情况时，火焰自动熄灭。

目前市场上的产品主要通过两种方式实现气流监控，第一种方式：非冷凝炉和烟气回收式产品是通过器具内安装的风压开关实现气流监控，当烟道堵塞时风压开关两个取压口的压差值减小，当该值达到风压开关的关机点时风压开关断开风机停止工作，器具关闭燃气阀门，停机报故障；第二种方式：全预混冷凝炉是通过监控风机转速的方式实现气流监控，当烟道堵塞时气体阻力加大流动不畅，此时器具负荷会降低，以适应外界的变化。由于全预混的冷凝炉都装有燃气/空气比例控制装置，该装置可以实现恒定的燃气/空气比，进而燃气阀开度也相应降低，当烟管堵塞到一定程度时燃气阀关闭，机器停止运行并报故障。

（4）火焰监测

火焰监测装置在器具运行的过程中实时监测火焰，如发生意外熄火，燃气采暖热水炉会立即关闭燃气阀门，程序进行再启动功能，与启动时点火流程类似。有个别厂家产品在火焰意外熄火后立即关闭燃气阀门报故障。无论哪种形式都保证了在没有火焰信号时，燃气阀处在安全切断状态。

（5）防冻保护

燃气采暖热水炉都具有防冻功能，只要家中通电通气的情况下当检测到的水温低于10℃时，且保持在6～10℃之间时，循环水泵将间隔一段时间自动开启，运行一段时间后关闭，当温度降至5℃时，燃烧器将启动运行一会，达到防冻的目的。有的产品防冻功能启动时仅仅是器具内的水循环起来，而整个家庭室内的采暖系统里的水没有循环，这就造成机器没冻而暖气片或管路冻裂了。正确的防冻功能应该是当检测到温度低于5度时，器具燃烧3～10分钟，将整个系统加热，防止采暖系统的任一个环节结冰。

3 新增加的安全功能：燃气泄露报警、地震感知保护

随着燃气采暖热水炉技术的进步，越来越多的安全措施被引入到器具的设计中来。如燃气泄露保护和地震感知保护等。燃气泄露保护装置是控制器中的燃气感应元件检测到燃气的泄露时，自动发出警报，并自动切断燃气阀门。地震感知保护功能，当地震发生时及时中断器具的运行，防止燃气爆炸事故。

4 结语

燃气采暖热水炉作为以采暖为主的多功能设备，具备了完善的多重保护安全装置。随着技术越来越成熟，新的工艺、新的科技越来越多的应用在了燃气采暖热水炉上，安全舒适的燃气采暖热水炉作为家庭采暖设备的广泛应用已经成为一种趋势，并逐渐步入百姓家庭。