燃气热水器能标检测中的热效率测试步骤

燃气热水器的能效等级是消费者选择产品的核心参考，而热效率作为能效标识的关键指标，其测试结果直接决定产品是否符合GB 20665-2015等国家标准的能效限定值。热效率测试需通过标准化流程控制，从前期的标准确认、设备校准，到样品安装、工况调试，再到数据采集与计算，每一步都需严谨操作。本文针对燃气热水器能标检测中的热效率测试步骤进行详细拆解，为行业检测人员提供可落地的实践指引，确保测试数据的准确性与结果的可靠性。

测试前的标准依据与设备校准

热效率测试需严格遵循GB 20665-2015《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》，该标准明确了能效等级划分（1级为最高能效）及热效率测试的具体方法。测试所需设备包括：燃气热负荷测量装置、精度≥1.5级的家用燃气表、误差±0.5%的水流量计（涡轮或电磁式）、精度±0.1℃的铂电阻温度计、燃气压力计（误差±1%）及环境温度计（误差±0.5℃）。所有仪器需在校准有效期内，测试前需用标准装置验证：比如燃气表用标准气体流量计校准，确保流量测量误差在允许范围；温度计用标准恒温槽校准，避免温度读数偏差。

以燃气表为例，若测试10L/min的热水器（额定热负荷20kW），所需燃气流量约0.2m³/h（按天然气12T低热值35588kJ/m³计算），燃气表量程需覆盖该流量，且最大允许误差不超过±1.5%。若燃气表校准后误差超差，需更换合格仪器后再测试。

被测样品的预处理与状态确认

被测样品需为未使用的全新机，拆除包装后检查外观：外壳无变形、接口无松动，型号、额定热负荷（如20kW）、额定热水产率（如10L/min）需与说明书一致。样品需放置在15℃-25℃、相对湿度≤85%的实验室，避免强气流干扰。

预处理还需检查功能：电子点火器需能可靠点火，强排式热水器需连接排气管道至室外；燃气接口（G1/2螺纹）、水路接口（铜质）需无泄漏隐患。若样品存在点火失败或接口泄漏，需先修复再测试，确保测试条件符合要求。

测试系统的安装与连接规范

燃气系统连接：使用与样品额定燃气种类一致的气源（如天然气12T），燃气管道依次连接减压阀（调节至额定入口压力2000Pa±100Pa）、燃气表（安装在热水器前）、截止阀。水路系统：进水管连接恒温水箱，确保进水温度稳定在15℃±1℃；进水管前装流量计，出水管后10-20cm处装温度计（避免环境温度影响）。

所有连接部位需密封：燃气接口用生料带缠绕，水路接口用橡胶垫圈密封，防止燃气或水泄漏。测量仪器位置需准确：燃气压力计装在燃气表与热水器之间，环境温度计放在样品1m内无阳光直射处。

工况参数的设定与调试流程

首先设定额定热负荷工况：根据样品额定热负荷（Qr）计算燃气流量（Vg=Qr/(Qnet×0.85)），比如Qr=20kW、Qnet=35588kJ/m³，Vg≈20/(35588×0.85)×3600≈0.23m³/h（转换为每小时流量）。调节燃气减压阀，使燃气表读数达到计算值。

接着设定进水流量：根据额定热水产率调至10L/min±0.1L/min（用流量调节阀控制）；出水温度设定为40℃（标准基准值），通过样品旋钮或遥控器调节。进水温度需稳定在15℃±1℃，若偏离需调整恒温水箱。调试时多次启动样品，观察点火是否正常、出水温度是否逐步稳定。

稳定运行状态的判断与维持

样品启动后需运行15分钟以上，待参数稳定：出水温度连续3分钟波动≤±0.5℃（如设定40℃，则39.5℃-40.5℃）；进水流量波动≤±0.5%（10L/min时波动≤0.05L/min）；燃气流量波动≤±1%（0.23m³/h时波动≤0.0023m³/h）；燃气压力稳定在额定值±5%以内。

若出水温度波动大，可能是进水温度不稳定，需检查恒温水箱的温度控制；燃气流量波动则需重新调节减压阀。稳定后维持3分钟，再开始数据采集。

数据的连续采集与记录要求

数据采集频率为每分钟1次，持续10分钟，需记录的参数包括：燃气表累计流量（初始值与每分钟读数）、进水温度（T1）、出水温度（T2）、进水流量（Vw）、燃气压力、环境温度。记录需精确：温度读至0.1℃（如15.2℃、40.3℃），流量读至0.01L/min（如10.05L/min），燃气流量读至0.001m³（如0.003m³/分钟）。

例如第1分钟：燃气表初始值0.000m³，1分钟后0.003m³，燃气流量为0.003m³/1min=0.18m³/h；进水温度15.2℃，出水温度40.3℃，进水流量10.05L/min。所有数据需实时记录，避免事后补记导致误差。

热效率的计算方法与结果验证

热效率计算公式为：η=（c×ρ×Vw×(T2-T1)×60）/(Vg×Qnet)×100%。其中c=4.1868kJ/(kg·℃)（水的比热容），ρ=1kg/L（水的密度），Vw为进水流量（L/min），T2-T1为进出水温度差，Vg为燃气流量（m³/h，=（累计燃气量/时间）×60），Qnet为燃气低热值（kJ/m³）。

以第1分钟数据计算：Vg=0.18m³/h，T2-T1=25.1℃，则η=(4.1868×1×10.05×25.1×60)/(0.18×35588)×100%≈(6423.5)/6405.84×100%≈100.3%（实际需精确计算）。计算10分钟的平均热效率，即为该样品的热效率结果。

结果需验证是否符合能效等级：比如非冷凝式热水器1级能效≥88%，2级≥85%，3级≥82%；冷凝式1级≥98%，2级≥96%，3级≥94%。若结果未达能效限定值，需重新检查测试流程，排除误差后再测。

重复性测试与数据可靠性保障

为确保结果可靠，需在相同工况下重复测试3次，每次间隔30分钟（让样品冷却）。3次结果的相对偏差需≤1%（相对偏差=（最大值-最小值）/平均值×100%）。例如3次结果为92%、91.5%、92.2%，平均值91.9%，相对偏差=(92.2-91.5)/91.9×100%≈0.76%，符合要求。

若偏差超过1%，需排查原因：比如燃气压力波动、进水温度不稳定或仪器校准失效。若某一次结果异常（如89%），需检查该次测试的燃气流量或温度数据，确认无误后重新测试。