1概述燃气采暖热水炉于20世纪50年代出现在欧洲,于20世纪90年代引入中国并开始在国内发展。随着近几年“煤改气”工程的推进和居民对生活舒适度要求的提高,燃气采暖热水炉大量进入到我国居民家庭。中国土木工程学会燃气分会燃气供热专业委员调查数据显示,2016年~2019年,国内燃气采暖热水炉总销量约为1 500万台,其中国外品牌原装进口产品总销量约为250万台,国内采暖炉出口总销量约为72万台。对于不同的实验室,当实验室检测能力和数据一致性差别较大时,同一台试验样机在不同的实验室检测可能会出现合格或不合格的现象。因此,对中欧燃气采暖热水炉实验室,有必要开展实验室检验能力一致性分析,即检测的相关能力和数据一致性分析,一方面可以验证中欧实验室的检测水平,识别实验室间的差异;另一方面当分析结果出现不满意结果时,可通过现场核验发现实验室人员、设备、能力的不足,识别实验室中的问题并制定相应的补救措施,避免出现同一台样机在不同的实验室出现合格或不合格的现象[1]。2燃气采暖热水炉热效率在能效一致性分析中,统计分析量包括参加者结果和指定值,以各实验室的实测热效率作为参加者结果,选取试验样机的理论计算热效率作为指定值。2.1热效率试验欧洲燃气采暖热水炉现行标准为《燃气采暖锅炉试验和通用要求》(EN 15502-1:2015)(以下简称EN 15502-1:2015),国内燃气采暖热水炉现行标准为《燃气采暖热水炉》(GB 25034—2010)(以下简称GB 25034—2010)。对比EN 15502-1:2015中的8.1.2试验条件和GB 25034—2010中7.1试验条件,中欧燃气采暖热水炉标准在试验用气条件、基准状态、实验室温度、热平衡条件以及热工性能调试方面,要求完全一致。对比EN 15502-1:2015中的9.2额定热输入热效率和GB 25034—2010中7.7.1额定热输入时供暖热效率,中欧燃气采暖热水炉标准的供暖额定热输入状态下的热效率测试方法完全一致。因此,在中欧燃气采暖热水炉热效率试验条件和试验方法相同的条件下,可以一致性分析。2.2热效率理论计算结合燃气采暖热水炉的热平衡及效率计算公式[2],可以计算试验样机的理论热效率:η=100-100q2q-100q3q-100q5q (1)式中:η——理论热效率,%;q——燃气输入的热量,kJ/m3;q2——排烟损失热量,kJ/m3;q3——化学未完全燃烧损失热量,kJ/m3;q5——燃气采暖热水炉本体的散热损失热量,kJ/m3。3能效一致性分析3.1实测热效率选取一台国内外知名品牌38 kW燃气采暖热水炉作为试验样机,该试验样机分别在欧洲实验室、该品牌国内实验室和国家燃气用具质量监督检验中心实验室进行检测。该样机在3个实验室进行检测之前,样机状态完好,检测过程中样机的控制程序完全一致,使用的给排气烟管均为企业原装烟管,燃气阀后压力依靠调节旋钮手动调节。3个实验室在检测过程中,热效率测试时分别调节供暖进水温度在(60±1) ℃和供暖回水温度在(80±2) ℃。实验室分别提供最准确的测试结果,样机的测试状态和测试结果如表1所示。表1中1#~3#分别为欧洲实验室、该品牌国内实验室和国家燃气用具质量监督检验中心实验室。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.02.010.T001表1样机的测试状态和测试结果项目1#实验室2#实验室3#实验室燃气阀后压力/Pa1 1501 1551 140进水温度/℃60.1659.9959.23出水温度/℃80.2379.9979.14热输入/kW38.4838.9037.67实测热效率/%91.2591.8991.893.2理论计算热效率结合该样机在额定热输入状态下燃烧产生的干烟气温度计算出排烟热损失量,根据干烟气中O2体积分数和CO2体积分数计算出未完全燃烧热损失量,根据样机的表面温度,计算出样机本体的散热损失量,最终根据式(1)可以计算出样机的理论计算热效率为91.59%。3.3Z比分数分析在数据一致性核验中经常用到Z比分数,即按照式(2)计算Z值,再按Z值的大小评价各实验室的技术能力[3]。Z=(xi-X)/σ(2)式中:xi——各实验室的实测热效率;X——理论计算热效率;σ——标准差。若|Z|≤2,表明该检测结果比较满意;若2|Z|3,表明该检测结果有问题,应引起实验室的注意;若|Z|≥3,表明检测结果不满意,该检测结果离群。检测结果的Z比分数越接近0,则表示它与其他实验室的结果一致性越好。3个实验室测试结果的Z比分数和能力判定如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.02.010.T002表23个实验室测试结果的Z比分数和能力判定组别实测热效率效率/%Z比分数能力判定1#实验室91.250.92满意2#实验室91.890.81满意3#实验室91.890.81满意从表2可以看出,3个实验室热效率的|Z|均小于2,能力判定均为满意,即3个实验室的检测能力一致性较好,3个实验室的检测水平和检验数据一致性较好,实验室间的差异较小。4结论为了对比中欧燃气采暖热水炉实验室检测水平的一致性,选取一台某品牌试验样机分别在欧洲实验室、该品牌国内实验室和国家燃气用具质量监督检验中心实验室进行热效率试验,并根据燃气采暖热水炉的热平衡及效率计算公式计算出了试验样机的理论热效率。以实测热效率作为参加结果,以理论计算热效率作为参考值,采用Z比分数方法对测试结果进行分析。结果显示,3个实验室的|Z|均小于2,能力判定均为满意,即3个实验室的能效检测水平和检验数据一致性较好,实验室之间的差异较小。
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