摘　要：介紹適用于大氣式燃燒方式的動磁式燃氣比例閥組組成及控制原理。針對配置動磁式燃氣比例閥組的燃氣熱水器，對點火性能的影響因素(點火電流型式、閥開啟順序)進行了理論分析及試驗研究。

關鍵詞：動磁式燃氣比例閥組；  燃氣熱水器；  點火性能

Study on Ignition Performance of Gas Water Heater Equipped with Moving Magnet-type Gas Proportional Valve Group

Abstract：The composition and control principle of moving magnet gas proportional valve group suitable for atmospheric combustion are introduced．The factors including ignition current type and valve opening sequence which affect the ignition performance of gas water heater equipped with moving magnet-type gas proportional valve group are theoretically analyzed and experimentally researched．

Keywords：moving magnet-type gas proportional valve group；gas water heater；ignition performance.

燃氣進入千家萬戶，給人民的生活帶來了很大便利，燃氣熱水器、燃氣采暖熱水爐也得到了，“泛的應用。生活水平不斷提高，使得人們對燃具的性能要求也越來越高。隨著電子技術和燃氣比例控制技術成熟，出現(xiàn)了水控型自動點火燃氣熱水器，點火方式也從手動點火發(fā)展為自動點火。本文對配置動磁式燃氣比例閥組燃氣熱水器的點火性能進行研究。

1　動磁式燃氣比例閥組組成及控制原理

動磁式燃氣比例閥組(適用于大氣式燃燒方式)組成見圖l，由兩級安全截止閥、動磁式燃氣比例閥(由電磁比例調(diào)節(jié)器、壓力調(diào)節(jié)器構成，以下簡稱比例閥)組成。當燃氣進入閥組時，先經(jīng)過濾器、兩級安全截止閥，再進入比例閥。比例閥前后設有進出l5壓力測點。

比例閥結構見圖2。當燃氣熱水器的控制器給電磁比例調(diào)節(jié)器上的比例線圈施加電流時，電磁比例調(diào)節(jié)器產(chǎn)生一個磁場方向與永磁體方向相反的磁場，永磁體帶動壓力調(diào)節(jié)器的閥芯向上運動，產(chǎn)生一定的相對開度，電流大小不同產(chǎn)生的排斥力不同，壓力調(diào)節(jié)器閥芯的相對開度不同，從而實現(xiàn)燃氣流量的調(diào)節(jié)。

比例閥還具有穩(wěn)定燃氣壓力作用，當作用在壓力調(diào)節(jié)器膜片上的燃氣壓力增大時，膜片帶動閥芯向下運動減小相對開度，保證出口壓力的穩(wěn)定；反之，當作用在壓力調(diào)節(jié)器膜片上的燃氣壓力減小時，膜片帶動閥芯向上運動增大相對開度，保證出口壓力的穩(wěn)定。

2　點火性能影響因素

點火性能是指燃具在點火時是否有爆燃、回火及點火困難等現(xiàn)象的發(fā)生，點火性能優(yōu)良的燃氣熱水器在點火時，不應有爆燃、回火以及數(shù)次點火不成功等不良現(xiàn)象出現(xiàn)。影響燃氣熱水器點火性能的因素很多，本文主要從以下兩方面對點火性能的影響因素進行分析：點火電流型式：固定電流點火、漸變電流點火；閥開啟順序。

2.1　點火電流型式

固定電流點火是在點火期間，對比例線圈施加一個恒定電流。漸變電流點火是在點火期間，施加在比例線圈上的是在一個固定范圍內(nèi)由小變大的電流，直到點火成功為止。

采用固定電流點火時，由于電流為固定值，在點火時燃氣流量從零突然增加到一個固定值，流量變化較快，不利于順利點火。采用漸變電流點火時，由于電流由小變大，因此在點火期間燃氣流量也是逐漸增大，有利于提高點火性能。

2.2　閥開啟順序

對于燃氣熱水器點火過程，可采用兩種閥開啟順序：開啟順序1：先給比例線圈施加電流，再依次打開安全截止閥Vl、V2；開啟順序2：先依次打開安全截止閥Vl、V2，再給比例線圈施加電流。下面基于固定電流點火方式，針對配置動磁式燃氣比例閥組的燃氣熱水器，研究閥開啟順序對點火性能的影響。

①試驗研究

a．開啟順序1

在不同的進口壓力P，(分別為1、2、3、4、5kPa)下進行試驗，并記錄出口壓力p1的變化情況，見圖3，圖中橫坐標表示時間，縱坐標表示p2。圖3、4中右側較高紅線為參照線。由圖2可知，采用開啟順序1時，出口壓力p2發(fā)生過沖現(xiàn)象，且隨著進氣壓力p1升高，過沖現(xiàn)象越來越明顯。

在不同進氣壓力p1(1、2、3、4、5kPa)下進行試驗，并記錄出口壓力p2的變化情況，見圖4，橫坐標表示時間，縱坐標表示p2。由圖4可知，采用開啟順序2時，出口壓力p2比較穩(wěn)定，隨著進口壓力p1升高，出口壓力p2仍然比較穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)過沖現(xiàn)象。

②理論分析

壓力調(diào)節(jié)器閥芯的受力見圖5。當比例線圈未施加電流時，線圈產(chǎn)生的電磁力Fd，為0，在閥芯重力G、彈簧作用力Ft、燃氣對膜片的作用力Fp共同作用下閥芯處于關閉狀態(tài)。

F＝Fd-(Fp+G+Ft)

式中F——閥芯受到的合力，N

Fd——比例線圈產(chǎn)生的電磁力，N

Fp——燃氣對膜片的作用力，N

G——閥芯重力，N

Ft——彈簧作用力，N

當采用開啟順序1時，比例線圈通電時由于安全截止閥沒有開啟，這時燃氣對膜片的作用力Fp為0，因此有：

F1＝Fd-(G+Ft) 　     　   (1)

式中F1——采用開啟順序1，比例線圈通電時閥芯受到的合力，N

當采用開啟順序2時，比例線圈通電時由于安全截止閥已經(jīng)打開，這時燃氣對膜片的作用力Fp為接近進口壓力產(chǎn)生的作用力，因此有：

F2＝Fd-(Fp+G+F1)　　　    (2)

Fp＝p1(A1-A2)

式中F2——采用開啟順序2，比例線圈通電時閥芯受到的合力，N

p1——進口壓力，Pa

A1——膜片的投影面積，m²

A2——閥芯的投影面積，m²

由式(1)、(2)可知，F1>F2。當采用開啟順序1時，在燃氣還沒有流進壓力調(diào)節(jié)器腔內(nèi)時，閥芯已經(jīng)達到一定的相對開度，當安全截止閥打開后，燃氣流入壓力調(diào)節(jié)器腔，并以較高壓力沖出比例閥到達燃燒器，然后在燃氣對膜片的作用力下，閥芯的相對開度逐漸減小，最終達到穩(wěn)定狀態(tài)。當采用開啟順序2時，在閥芯尚未開啟前，安全截止閥已經(jīng)打開，燃氣對膜片已形成一定作用力，因此比例線圈通電后閥芯的相對開度較小，出口壓力比較平緩。

3　結論

對于配置動磁式燃氣比例閥組的燃氣熱水器，為提高點火性能，宜采用漸變電流點火方式。當采用固定電流點火方式時，宜采用先依次打開安全截止閥，再給比例線圈施加電流的閥開啟順序。

本文作者：姚占朋  李景祺  龐智勇

作者單位：廣州市精鼎電器科技有限公司

  深圳海頓熱能技術有限公司