CN208000205U - 一种燃气灶具热效率测量试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气灶具热效率测量试验装置，包括：水流试验锅，用于在被测量燃气灶具工作时实现燃气燃烧产生的高温烟气与流经其内的试验用水之间进行热交换；水路系统，用于向水流试验锅提供流动的试验用水，并采集水流状态信号；气路系统，用于向被测量燃气灶具提供燃烧用燃气，并采集燃气状态信号。本实用新型实施例，由水路系统向水流试验锅提供流动的试验用水进行热效率检测，使试验用水与燃气灶具燃烧燃气时产生的高温烟气之间通过锅体作为换热器载体间接实现热交换，整个试验过程实时采集试验数据，检测试验周期短，检测效率高，检测试验结果可靠。

Description

一种燃气灶具热效率测量试验装置

技术领域

本发明涉及工业技术领域，尤其涉及一种燃气灶具热效率测量试验装置。

背景技术

现有的燃具国家标准包括GB30720-2014《家用燃灶具能效限定值及能效等级》，用于评价燃具的燃效效能和能效等级。目前燃具热效率试验方法通常通过试验锅检测燃气消耗量理论上能产生的热量值，与试验用锅内的水增加的焓值之间关系，通过计算间接获得燃气灶具热效率。

然而，现有的试验锅进行家用燃气灶具的热效率检测时，通过人工搅拌试验锅或设计专用的自动搅拌装置。试验过程需要根据实测热负荷选择上限锅和下限锅；之后分别在上限锅装入一额定质量的水；之后需要分别将上限锅和下限锅的水从初始温度加热到终了温度。上述上限锅和下限锅至少重复加热两次，即通常需要加热4锅水。在此过程中，当加热完一锅水后，需要换上另一锅水再次加热，因此需要频繁的更换试验锅，并称量加入的水量，检测工作步骤繁琐、劳动量大且容易出错。每锅水都需要从初温加热到终温，水加热时间长，试验周期长，降低了检测效率。

同时，由于同一操作人员需要同时监控和操作、检测多个工位，容易出现人为失误，影响到试验结果的准确性和可靠性。

发明内容

为克服现有技术中热效率检测试验周期长、检测效率低、试验结果可靠性差的问题，本发明实施例提供了一种燃气灶具热效率测量试验装置。

一种燃气灶具热效率测量试验装置，包括：

水流试验锅，用于在被测量燃气灶具工作时实现燃气燃烧产生的高温烟气与流经其内的试验用水之间进行热交换；水流试验锅包括锅体，还包括水流通道，该水流通道包括形成于锅体上的入水口、出水口；

水路系统，包括与入水口连接的供水管路、以及与出水口连接的供水管路，用于向水流试验锅提供流动的试验用水，并采集水流状态信号；

气路系统，用于向被测量燃气灶具提供燃烧用燃气，并采集燃气状态信号。

本发明实施例，由水路系统向水流试验锅提供流动的试验用水进行热效率检测，使试验用水与燃气灶具燃烧燃气时产生的高温烟气之间通过锅体作为换热器载体间接实现热交换，整个试验过程实时采集试验数据，检测试验周期短，检测效率高，检测试验结果可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的热效率测量试验装置的具体结构图；

图2是本发明实施例的水流试验锅的立体图；

图3是图2的爆炸图；

图4是图3中锅体及其水流通道的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

当本发明实施例提及“第一”、“第二”(若存在)等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”(若存在)应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1至图4所示，本发明实施例提供了一种燃气灶具热效率测量试验装置，包括：

水流试验锅，用于在被测量燃气灶具5工作时实现燃气燃烧产生的高温烟气与流经其内的试验用水之间进行热交换；

水路系统3，用于向水流试验锅提供流动的试验用水，并采集水流状态信号；

气路系统4，用于向被测量燃气灶具提供燃烧用燃气，并采集燃气状态信号。

本发明实施例，由水路系统向水流试验锅提供流动的试验用水进行热效率检测，使试验用水与燃气灶具燃烧燃气时产生的高温烟气之间通过锅体作为换热器载体间接实现热交换，整个试验过程实时采集试验数据，检测试验周期短，检测效率高，检测试验结果可靠。

进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，还包括自动化控制模块(图中未示出)，与水路系统3和气路系统4电连接，用于接收水流状态信号、燃气状态信号、和/或人工输入的操作指令，并根据接收的信号或操作指令向水路系统3、和/或气路系统4发送水路控制信号、和/或气路控制信号，或者根据接收的信号输出和显示试验数据。

在自动化控制模块的控制下，由水路系统向水流试验锅提供流动的试验用水进行热效率检测，使试验用水与燃气灶具燃烧燃气时产生的高温烟气之间通过锅体作为换热器载体间接实现热交换，整个试验过程实现自动化控制，检测试验周期短，检测效率高，检测试验结果可靠。

更进一步地，作为本方案的另一可选实施方式而非限定，本发明还可以包括手动控制模块，该手动控制模块与水路系统和气路系统电连接，可在自动化控制模块失效或维护维修时，通过手动控制模块控制和调整水路系统和 /或气路系统中各元器件的正常工作。

进一步地，示例性地，如图1所示，气路系统4包括燃气系统41、截止阀42、调压阀43、湿式气体流量计44、温度计46、第一压力计47、三通阀45、第二压力计48；燃气系统41通过供气管路与被测量燃气灶具5连通，截止阀42、调压阀43、湿式气体流量计44、以及三通阀45依次设于燃气系统41与被测量燃气灶具5之间的供气管路上，温度计46和第一压力计47设于湿式气体流量计44上，第二压力计48设于三通阀45上。气路系统用于实现燃气供气符合试验要求。

又进一步地，本实例中，自动化控制模块可以是PLC控制器或单片机，也可以是APP无线控制模块、或其它可编程控制单元，可实现人机交互、试验状态的监控、试验装置的调节和控制、试验数据的处理等功能。

再进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，水流试验锅包括锅体1，还包括水流通道2，该水流通道2包括形成于锅体上的入水口21、出水口22、以及设于入水口21和出水口22之间并与入水口21和出水口22 相连通的迂回延伸的传热管道23。

更进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，水路系统3包括：

恒温水系统31，通过供水管路与入水口21连接，用于向水流试验锅提供充足的、温度稳定的试验用水；

调节装置32，设于恒温水系统31与入水口21之间的供水管路上，与自动化控制模块电连接，用于根据水路控制信号或手动调节信号调节试验用水压力和/或水流量；

水流状态测量装置，设于供水管路上，与自动化控制模块电连接，用于采集入水口处的进水温度信号T1、进水压力信号P1、水流量信号Q1、以及出水口处的出水温度信号T2，并发送至自动化控制模块。可实现实时监控水流状态，并与自动化控制模块实现实时通信和控制功能。当然，水流状态测量装置，仅用于采集并显示入水口处的进水温度信号T1、进水压力信号P1、水流量信号Q1、以及出水口处的出水温度信号T2。

本实施例中，调节装置32可以是一个器件装置，也可以是由水压力调节装置和水流量调节装置几个器件共同组成的装置。水压力调节装置，由稳压水泵321、稳压装置和调压装置组成，用于确保试验的顺利进行；而水流量调节装置，用于调整试验水流经试验锅的水流量符合试验要求。

又进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，水路系统3还包括：

水路切换装置33，设于与出水口22连接的供水管路尾端，用于实现试验用水排出口的选择切换。

本实施例中，水路切换装置33为三通阀，具有三个可相互切换的连通口，其第一连通口与供水管路连通，第二连通口与排水工位连通，第三连通口与计量工位连通。计量工位设有用于盛接由出水口排出的经加热的试验用水的容器331、以及用于称量容器331内试验用水的重量的精密衡器332。

再进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，水路系统3还包括：

安全装置，设于恒温水系统31与调节装置32之间的供水管路上，用于实现供水管路的通断、泄压、溢流和供水压力保护功能。

本实施例中，安全装置包括设于恒温水系统31与调节装置32之间的与自动化控制模块电连接的截止阀341、泄压阀342、以及溢流阀343,泄压阀 342和溢流阀343均可实现自动或手动控制。实现供水管路的开路和截断、安全泄压和溢流保护的功能，确保仪器设备和试验顺利进行。

更进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，水路系统3还包括：

降温防烫保护装置35，设于安全装置的截止阀341与调节装置32之间，用于将恒温水系统提供的试验用水切换至辅助管路01快速供给水流试验锅入水口21，对水流试验锅和沿途供水管路进行降温冷却处理。

本实施例中，降温防烫保护装置35为三通阀，具有三个可相互切换的连通口，其第一连通口和第二连通口连通截止阀341与调节装置32之间的供水管路，第三连通口与辅助管路01连通。当后端发现温度太高时、或者实验结束需取下水流试验锅时，可以通过降温防烫保护装置35将试验用水切换至辅助管路01快速供给水流试验锅,防止高温水会使实验人员烫伤。

又进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，水流状态测量装置包括压力测量装置361、水流量测量装置362、进水温度计363和出水温度计364，压力测量装置361、水流量测量装置362和进水温度计363设于调节装置32与入水口21之间的供水管路上，出水温度计364设于与出水口22 连接的供水管路上。当然，压力测量装置361、水流量测量装置362也可以设于与出水口22连接的供水管路上。

再进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，供水管路与水流试验锅的入水口21之间、以及水流试验锅的出水口22与供水管路之间分别通过快速接头37连接。

更进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，锅体1由水流通道围绕而成，传热管道23至少包括第一分段231，第一分段231自上而下呈竖直螺旋状延伸并形成锅体侧壁。

又进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，传热管道23还包括第二分段232，第二分段232由外而内呈水平螺旋状延伸并形成锅体底壁。

再进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，传热管道23还包括连通第一分段231和第二分段232的第三分段233，第三分段233靠近锅体1底壁。在本实施例中，第三分段233至少包括两个开口，第一开口设于第三分段底部，可以与所述第二分段232连接，第二开口设于所述第三分段顶部，可以与所述第一分段231连接。本实施例中，如图3所示，第三分段233可以由一扁平状通道和一弯管通道相互连接形成，其中，扁平状通道的靠内侧的端部大于靠外侧的端部。示例性的，第三分段233可以是普通的连接管。

再进一步地，作为一种具体实施方案而非限定，锅体1上可以设有与其配合的盖体12。可以防止水流通道直接与空气接触，造成热能损失，保证试验锅内水流的温度场和锅底的温度场的稳定。

又进一步地，作为一种具体实施方案而非限定，锅体1内表面还设有覆盖水流通道的隔热保温层13，所述第一分段231、第二分段232、以及第三分段233中除了与火和高温烟气直接接触的表面，其余部分均被隔热保温层 13包覆。可以进一步保证试验锅内水流的温度场和锅底的温度场的稳定，进一步提高了试验系统的整体稳定性，有利于确保测试结果的可靠性。

更进一步地，作为一种具体实施方案而非限定，出水口22位于锅体1 中心位置并与第二分段232的中心连通，入水口21位于锅体1侧壁并与第一分段231顶部连接。

进一步地，作为一种具体实施方案而非限定，在实际检测应用中，入水口21和出水口22可以互换，即试验用水还可以从出水口22流入，并从入水口21中流出，并不仅仅限于从入水口21流入、从出水口22流出。

本发明实施例通过在试验锅锅体内设置水流通道，在进行热效率检测时，试验用水从入水口流入，经过锅体内的水流通道并从出水口流出，使试验用水与燃气灶具燃烧燃气时产生的高温烟气之间通过锅体作为换热器载体间接实现热交换，使水流从试验用锅的入水口流入至从试验用锅的出水口流出的过程中实现水温的升高。燃气灶具热效率检测时，可通过检测规定的燃气消耗量理论上产生的热值与试验用锅流入与流出的水量增加的焓值之间关系通过计算间接获得燃气灶具热效率，检测试验周期短，检测效率高，检测连续无间断，无需频繁更换试验锅。另外，试验锅内水流的温度场和锅底的温度场的稳定可有效的避免热效率检测时从试验开始和试验终止期间温度场持续变化的不稳定现象，提高了检测系统的整体稳定性，有利于确保测试结果的可靠性。

采用本发明的水流式试验锅，当燃烧系统和水流控制系统达到稳定时，在试验锅的出水口将有持续稳定的热水流出，做完一次热效率试验后，不需要加水可立刻进行下一次试验，可使燃气灶具热效率检测实现多次不间断进行，节省辅助时间和节省燃气消耗。另外，由于出水口水流和水温相对恒定，因此在任意时刻都可以开始或终止试验，并且可以根据实际情况任意调整测试所需要的时间，使得试验操作变得简单轻松。使用该试验锅的测试试验装置，当气路系统和水路系统引入自动化控制和实时监控等功能时，可实现检测自动化和可实现一人操作多个工位。在燃气灶具燃烧15分钟后达到稳定燃烧测试前，可实时进行自动化或人工调整系统达到试验要求的状态。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气灶具热效率测量试验装置，其特征在于，包括：

水流试验锅，用于在被测量燃气灶具工作时实现燃气燃烧产生的高温烟气与流经其内的试验用水之间进行热交换；水流试验锅包括锅体，还包括水流通道，该水流通道包括形成于锅体上的入水口、出水口；

水路系统，包括与入水口连接的供水管路、以及与出水口连接的供水管路，用于向水流试验锅提供流动的试验用水，并采集水流状态信号；

气路系统，用于向被测量燃气灶具提供燃烧用燃气，并采集燃气状态信号。

2.如权利要求1所述的燃气灶具热效率测量试验装置，其特征在于，还包括自动化控制模块，与水路系统和气路系统电连接，用于接收水流状态信号、燃气状态信号、和/或人工输入的操作指令，并根据接收的信号或操作指令向水路系统、和/或气路系统发送水路控制信号、和/或气路控制信号，或者根据接收的信号输出和显示试验数据。

3.如权利要求1或2所述的燃气灶具热效率测量试验装置，其特征在于，水流试验锅还包括设于入水口和出水口之间并与入水口和出水口相连通的迂回延伸的传热管道。

4.如权利要求3所述的燃气灶具热效率测量试验装置，其特征在于，水路系统包括：

恒温水系统，通过供水管路与入水口连接，用于向水流试验锅提供充足的、温度稳定的试验用水；

调节装置，设于恒温水系统与入水口之间的供水管路上，与自动化控制模块电连接，用于根据水路控制信号或手动调节信号调节试验用水压力和/或水流量；

水流状态测量装置，设于供水管路上，与自动化控制模块电连接，用于采集入水口处的进水温度信号T1、进水压力信号P1、水流量信号Q1、以及出水口处的出水温度信号T2，并发送至自动化控制模块；或者水流状态测量装置，仅用于采集并显示入水口处的进水温度信号T1、进水压力信号P1、水流量信号Q1、以及出水口处的出水温度信号T2。

5.如权利要求4所述的燃气灶具热效率测量试验装置，其特征在于，水路系统还包括：

水路切换装置，设于与出水口连接的供水管路尾端，用于实现试验用水排出口的选择切换。

6.如权利要求4所述的燃气灶具热效率测量试验装置，其特征在于，水路系统还包括：

安全装置，设于恒温水系统与调节装置之间的供水管路上，用于实现供水管路的通断、泄压、溢流和供水压力保护功能。

7.如权利要求6所述的燃气灶具热效率测量试验装置，其特征在于，水路系统还包括：

降温防烫保护装置，设于安全装置与调节装置之间，用于将恒温水系统提供的试验用水切换至辅助管路快速供给水流试验锅入水口，对水流试验锅和供水管路进行降温冷却处理。

8.如权利要求4所述的燃气灶具热效率测量试验装置，其特征在于，水流状态测量装置包括压力测量装置、水流量测量装置、进水温度计和出水温度计，进水温度计设于调节装置与入水口之间的供水管路上，出水温度计设于与出水口连接的供水管路上。

9.如权利要求4所述的燃气灶具热效率测量试验装置，其特征在于，供水管路与水流试验锅的入水口之间、以及水流试验锅的出水口与供水管路之间分别通过快速接头连接。

10.如权利要求3所述的燃气灶具热效率测量试验装置，其特征在于，锅体由水流通道围绕而成，传热管道至少包括第一分段，第一分段自上而下呈竖直螺旋状延伸并形成锅体侧壁；传热管道还包括第二分段，第二分段由外而内呈水平螺旋状延伸并形成锅体底壁。