随着国家对能源结构的调整、严格节能标准的实施以及更高的用户实际使用需求，使高端家用全预混壁挂炉市场的增长非常迅速。同时，越来越多的用户对产品的良好品质、生活方式和环境保护有着更高的要求，这就意味着用户的关注点已经由单一的使用情况，发展到了比较综合的实际需要和附加价值，而这些需要和附加价值正是全预混壁挂炉产品的发展趋势。其中，燃气自适应系统就是一个重点的发展趋势，对于我国气源复杂的国家来说更是迫切需要。
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2燃气自适应的概述
传统的预混冷凝壁挂炉是基于气动式燃气阀，与文丘里/预混腔配合，保证输出的燃气与空气比例成定比，以保证良好的燃烧工况，使得燃烧最佳，CO、CO2及NOx等污染物排放最低；此类气动式控制系统有许多优点，同时也有一些局限和不利的方面，主要包括：一、生产组装线上需要对该系统进行预设；在产品安装的时候往往需要服务人员作一次精准的调校，且定期维护服务是必须的；二、当产品安装完毕，该地区供应的气体气质发生了变化，则燃烧的质量下降（即燃气不适应性）；三、一个普通的静态文丘里/预混腔最多能达到的可维持燃烧调节比为1：6.借助于多样的外加设备，可以达到1：10的比例，但是调校过程复杂，成本也较高。
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而燃气自适应是不管什么气种（如液化气、天然气、人工气），都可以根据燃气的品质或气种变化自行调整，或空气过剩系数改变时，都能自适应控制，实现完全免调节和燃气自适应，始终保证采暖炉燃烧工作在最佳状态。
3燃气自适应的原理
传统的气动式空/燃预混系统是基于一个开放式环路控制，不能够对燃烧系统中导入的不同能量的燃气进行分辨（不同的华白指数），即如果供应的燃气含量有别于纯净的甲烷，则壁挂炉产生的输出功率就会有别于标称的输出功率，而且空燃比也会不正确，从而导致不佳的燃烧的工况。
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然而，燃气自适应采用的是电子燃气空气比例控制，是一种闭环式控制。
目前有三种探测方式进行信息收集，第一种是通过检测火焰内部的电压来估算空气/燃气的成分比；基于对运算式的估算，系统将给出恰当的燃气数量来保证得到好的燃烧工况（闭环控制）。而采集的数据来自于燃烧状况下检火针与燃烧器之间的原子团，该原子团由燃烧时产生的化学变化而生成（简称：一种等离子物理现象）；对离子电流量的波形段进行持续采样，即可对燃烧化学反应的质量进行评估，根据已经测试和实践的等离子物理特性的数学模型，我们可以对当前的电流量波形进行计算分析，并判断CO2及CO等级是否符合要求，空燃比是否正确，并使系统按要求调整到期望值。
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第二种是通过电极来检测离子电流量（mA）来估算空气/燃气的成分比；（如图1）电子燃气空气比例控制系统，燃气和空气量通过电子系统关联控制。这种系统能够很大程度改善误差。该系统需要一个或多个传感器来控制燃气空气的比例和精确电子比例燃气阀（基于压力或流量）。基于这种流量传感器、压力传感器或燃烧传感器的信号反馈到燃气阀的电子比例控制装置。
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这种控制还有一个优点是在λ（空气过量系数）改变时，能自适应控制，实现了完全免调整和燃气自适应，可以根据燃气的品质或气种变化自行调整。电子燃气空气控制系统的调节比（TDR）要求比气动比例更高。为了实现自适应系统，电子燃气空气控制可以通过当今的高精度燃气阀和传感器技术，以及采用补偿和反馈系统来实现。
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第三种是通过氧传感器、检测排气口的氧含量来估算空气/燃气的成分比；氧传感器的工作原理与干电池相似，传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。其基本工作原理是：在一定条件下（高温和铂催化），利用氧化锆内外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。而闭环系统基于对运算式的估算，自动调节燃气的输入大小，从偏差位慢慢逼近运算式的曲线，从而回归到良好的燃烧工况。
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4燃气自适应在壁挂炉上的应用
上述介绍了三种闭环控制的自适应系统，以第一种通过检测火焰内部的电压方式为例，说明这套电子燃气空气比例控制在壁挂炉上的应用方式。
4.1燃气自适应在整机上的应用
整个燃烧控制系统的核心部分是用一个简单的标准检火针充当实现检测燃烧工况的传感器，检测的手段基于燃气离子化诊断，基于对火焰离子特定特性的测量，该传感器可以估算空气燃气比；燃气离子化是基于各种燃烧参数而形成，当对其值进行正确方法的测算后，就会揭示出整个燃烧工艺中多个本质的信息。这种方法将应用于冷凝壁挂炉产品之上。
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当我们检测到燃烧质量不被接受的情况（比如排烟管堵塞），我们将采取适当的安全措施（比如将壁挂炉关闭）。闭环系统可以对燃烧状况进行监控，这个功能可以被应用于大气式普通壁挂炉和冷凝壁挂炉之上。
4.2燃气自适应在部件上配套应用
4.2.1变频风机的应用
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壁挂炉在满足采暖热平衡后，燃气壁挂炉长时间工作在30%～40%额定热功率状态。所以提高此时的燃气壁挂炉热效率更为重要。现在燃气壁挂炉基本上都使用了燃气比例调节阀，可以根据回水温度或者出回水温差，自动调节燃气输入量，从而调整火焰大小。在基本满足房间设定温度要求时，燃气壁挂炉是小火燃烧状态。燃气壁挂炉如果使用定速风机，送风量不可调。这样，燃气壁挂炉工作在小火燃烧状态时，势必会产生剩余空气量过大现象，烟气热损失也会随之增大。燃气壁挂炉配置变频风机，送风量与燃气比例调节阀的燃气进气量做到同步调节，把过剩空气量控制在合理范围内，将会有效降低烟气热损失。使用变频风机产生的有益效果是：
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1、在30%额定功率状态下，使用变频风机时，较使用定速风机，燃气壁挂炉的热效率提高4%；
2、燃气壁挂炉使用变频风机后，运行噪音下降7dB～9dB；
3、燃气壁挂炉使用变频风机后，耗电功率下降15W左右。
4.3比例阀的应用
SIT845最高输入压力达6kPa，或霍尔伟尔步进电机阀，控制精度高。
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主要特性：双自动截止阀；伺服压力调节器；电子比例调节或步进电机调节。
4.4主控板的应用
电控软硬件高度统一，自适应性强，硬件软件充分考虑了兼容性，预留的组合式控制接口和通信接口以及绿色能源的控制，只需通过控制面板设置即可使燃气采暖热水炉适应不同的配置。
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5结论
燃气自适应系统有着灵敏的精度和极短的反应时间，电子燃气空气比例控制能缩短人工的调试和测试时间，使产品快速供应到市场，而且适应不同的市场。在售后层面来说，无论是生产、调试、售后维护等均无需人工调节即可保证壁挂炉正常工作。
燃气自适应是以后壁挂炉发展的趋势，能满足各种环境因素发生变化时，通过壁挂炉自身各个系统的自动调整，保证了燃气采暖热水炉安全、可靠、节能、环保及智能化地工作。
