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【总工论坛实录】关于燃气采暖热水炉(壁挂炉)24V-220V燃气阀与电路板匹配的探讨

2019-08-19来源:淮安网


导读

燃气采暖热水炉(壁挂炉)是国家推行“煤改气”和清洁采暖进程中的重要产品,然而根据市场反馈,燃气采暖热水炉(壁挂炉)常用的24V和220V燃气阀与电路板的匹配应用中存在一定程度的故障问题,影响了壁挂炉整体的安全稳定性。

为此,在“中山航仪”杯第六届中国壁挂炉行业总工论坛上,中国燃气供热专业委员会副秘书长李伟带领整机企业和燃气阀、控制器等相关配套企业围绕“燃气采暖热水炉(壁挂炉)24V-220V燃气阀与电路板匹配”这一议题进行了深入探讨。

▲主持人 李伟



主持人

关于燃气采暖热水炉(壁挂炉)24V-220V燃气阀与电路板匹配这一问题,整机企业是最直接接收市场反馈的,首先请整机企业从客观应用情况出发说说自己的体验~



广州迪森家居环境技术有限公司尹显录:针对24V的燃气阀的问题,我们可以从以下几个方面来探讨:首先是电压适应问题,实际上我们现在面临的就是电压波动的问题。如果接入的是220V的燃气阀的话,它的(工作电压)波动性非常大;如果是24V的话,稳定性是毫无疑问的。

其次是壁挂炉主板负荷能力的问题:如果说要调整成24V的话,那么它的整个负载是加在主板的电极上面的,这样就产生一个问题,就是主板的负载不够,可能要重新设计主板,跟着产生另外一个话题:后面如何去加大主板的负载能力,它的成本到底会增加多少?

事实上,我们现在讨论的主要是(市电)电压波动的问题,所以我认为采用24v 燃气阀(对燃气控制)会稳定一些。



广东万和新电气股份有限公司梁友新:万和壁挂炉绝大部份使用的是SIT阀,所有的阀都是220V的,没有使用24V电磁阀,配套的主控也是自己研发生产,质量稳定可靠。我以前开发热水器的时候,有使用过24V电磁阀,配套万和自主研发的主控使用,质量也是可靠的,没有问题。使用220V或者24V电磁阀,质量都可以做到稳定可靠,至于选择哪种电磁阀,取决于厂家的需求。



万家乐热能科技有限公司汪为彪:关于这个问题,我觉得我们可以从两方面来探讨,一个是可靠性。主要是电压问题,在煤改地区电压不稳定的情况确实普遍存在。我们用的是220V直流气阀多一点,从售后反馈来看,一般的220V的阀,电压去到大概240V,应该是正常的,对于阀来说还没什么问题,但是去到250V以上,电压的冲击对线圈的损伤会很大,会导致阀体线圈烧掉。

第二个从成本的角度考虑,所有壁挂炉上面的电磁阀的功率其实对主板的功率损耗是很小的。个人看来,在功率较小的情况下,开关电源成本相对线性电源来说没什么优势。从整个趋势来讲,从性能提升上来说,包括直流风机和水泵会越来越普及,兼容24V阀会比较方便一点。



佛山市史麦斯卫厨电器有限公司杨斌:关于24V和220V电磁阀用哪种电源好一点?这两个方案各有优点,但是我个人认为在普通的壁挂炉上使用220V比较合理一点,因为在市场上各个厂家有大量的220V的产品,冒然改动售后压力较大;其次,如果要把220V降到24V,这就要考虑电路板的空间占用问题和成本的问题;第三点就是我认为不需要考虑220V稳不稳定的问题,因为这个市场上的部件还是比较稳定的,我们设计一个产品,就应该先把不合格的因素考虑在外。

总体来说,我倾向于在普通炉子上使用220V的电磁阀,在冷凝机上使用24V,这就会在技术上体现出传承有绪,在设计产品时还是要多方面考虑。



广东瑞马热能设备制造有限公司罗战东:就燃气阀而言,从市场反馈来看,每年所出的故障重点都不同,每个品牌使用不同电压的燃气阀,也会有所不同,但这不是造成故障的主要原因,还是要根据整机的控制设计和气路组成来分析。

拿堵塞来说,有气路杂质堵塞,这就需要我们增加燃气过滤器,但又不能盲目的为了过滤而过滤,目数过高堵的更快,目数过低作用不大,但总体来说还是有一定效果的,这是一方面;另一方面就是阀体本身不开阀,这个原因就更多了,有电控参数设计问题,也有驱动本身或者驱动的问题,这就需要在座的各位技术人员根据具体情况进行分析,以使用环境为解决问题的基础,以售后反馈的信息和使用安全为前提加以改进或者对阀体电压以及交直流进行选择。



上海申花电器企业发展有限公司尹伟民:24V和220V的我们都在用,其实有时候这个选择也是被迫的。例如我们全预混冷凝炉使用的是220V交流的,目前国内厂家还没有可以选择的。而普通的炉子我们主要采用的还是24V的,220V的也用,但是两者比较的话,性能和差距不是很明显。我们选用24V的很大原因是成本问题。

农村存在电压不稳定的问题,对主板有损害,这是很现实的问题,电路板厂家提供的是24V的,从售后的角度来说,我们不建议轻易变动,希望相关配套厂家能给我们一些万全之策。事实上,经过我们统计220V的故障率要高于24V的。



中山市卡洛力热能科技有限公司方奕鹏:我们基于更安全的考虑,所以一直使用的是24V的,但是遇到一个问题就是我们开发的主控制器年份比较早,所以我们采用的开关电源的型号也比较老,造成采购开关电源比较难,就转用了新的开关电源型号,所以大家要注意这个采购难的问题。



主持人

接下来我们请燃气阀配套厂家来说说燃气阀的一些应用情况和解决方案,以解答整机企业的疑惑~


西特燃气控制系统制造(苏州)有限公司凌娟:单纯从气阀的性能来讲,比如说稳压性、调节精度、耐压寿命等,低压和高压的性能是完全一样的,不存在孰优孰劣的问题。至于质量水平,从公司目前的数据来看,交流和直流的质量水平、稳定性、耐久性也是完全一样的。

关于线圈的保护,我们的线圈采用的都是二次灌胶的方式,不管是高压还是低压,对线圈的保护肯定都是到位的。

关于气质气源对线圈的影响,燃气的质量不好,对所有的气阀不管是进口的还是本土产的,都是有影响的。对于气源比较脏的地区建议可以额外在炉子外面加一个外在的过滤器来解决。

另外高压低压气阀和电路板的匹配,建议整机厂商对自家情况进行一个通盘的考虑,而不只是考虑单一优势,来进行选择。



广州市精鼎电器科技有限公司庞智勇:精鼎是专业做比例阀的厂家,从售后市场的统计来看,200V直流的故障率在90PPM,24V的在20个PPM,是包含了外部伤害在内的所有断线的情况, 24V因为线径较粗,相对稳定一些。

从人机料法环的角度来分析。首先在制作方面的人为因素,例如制作工艺流程中,把握的是否严格,对线圈质量的可靠性是有影响的。这也包括装配和运输过程中,售后维修过程中外力的砸伤,这占了较大的比例。

设备:这与绕线的技术有关,包括绕线的参数和绕线的张力松紧和调节,及设备的平稳性等,如果做的比较好,故障率会降低。

物料:物料准备,例如220V细线受到的伤害会大一些,同时,漆层的耐温,耐磨以及质量都会有影响。

方法:工艺比较考究。电源的转换,串并联的应用,以及磁源的设计都会影响到线圈的性能。

从电控器的关系来说,关于线圈的设计会有比较大的影响。

环境上:电网电压的影响作用,应用场所的温度也会造成一些影响,湿度和冷凝水等因素也会影响。

总结:故障是多方面因素造成的,但都是能解决的,希望整机厂和我们多沟通交流,让我们了解客户需求后可提出对应方案。


广东强基电器科技有限公司彭银:为什么220V的阀对生产工艺要求比较高,因为220V的线径很细,比头发丝还细,轻轻一扯就断了,对整个制作工艺和过程要求比较高,然后这种线比24V的要娇贵,铜丝表面漆面很薄,对线的生产工艺要求也很高。

其次,我也发现一个问题,很多整机厂家对比例阀没有很好的保护,直接堆放,相互碰撞,导致前期就造成损伤。

另外,我们统计的售后数据显示:24V电磁阀的售后率是很低的,220V的会高几倍,对于退回来的断阀和不通电的,我们仔细分析后发现,中间直接断线的很少,都是集中在工艺焊接处。

事实上,制作工艺因素导致220V的成本会比较高,我建议整机厂家如果没有特别好的电控匹配,还是先用220V的,如果你们有强势的电控厂家配合,最好选择24V的。



湛江中信电磁阀有限公司叶杨海:从做比例阀的角度来说,我们首推24伏的。

1、24伏的比例阀在绕线圈的时候,速度相比220伏更快,220伏用的是大概0.07的漆包线成本也很高,因此从成本上来考虑,我们还是主推24伏的比例阀。

2、从交期来说,建议在产品配置的标准化这一块尽量做到统一,这样不管是对售后,还是生产备货和库存积压都有好处。

3、从近段时间的断线统计(漆包线反正是量不到电阻的了),24伏的比例相比偏低。不管是24伏还是220伏的阀,都存在开和关这两个动作。在这个动作过程中,反电动势电压会冲击到线圈里面,如果线包里面的漆包线,在绕线的时候,润滑性不好或者导线轮有损伤、漆包线本身针孔之类的问题,在电压不断冲击线圈的时候,最先可能在漆包线针孔的地方,慢慢击穿。

另外,从散热的角度,国外品牌对线圈的保护是在外面加个防护罩,我们有些厂家采用的是用塑封或者低温溶胶来塑封这种工艺,虽然在防碰撞、防螺丝刀戳伤方面有好处,但散热并不理想,会导致线圈烧掉。



主持人


最后请控制器配套厂家为我们解答疑惑,是否有更好的匹配方式?如何与整机和阀配套厂家配合的更好,保障产品的安全稳定~


中山市航仪电气有限公司吴芳福:国产控制板的控制线,220V直流,220V交流,24V交流均采用继电器开关式控制(其优势是简单控制,不占用主板资源,劣势是220V直流温升过高,感应电动势最高可达2000+V)。220V交流、24V交流阀不存在温升过高问题但造价较高。

当采用24V直流阀时,一般采用占空比的方式去控制张开阀时最高占空比强吸后降至半压占空比吸合的方维阀,优势为24V电压不危险,不用在乎市电不稳的情况和阀厂加工由于线经粗、好加工的特点;劣势是对于主板来说,需加大主板的电源设计,原因是驱动电流全部由主板供给,大电流电源设计难变容量增加。



广东美智智能科技有限公司伍志炜:从电控厂家的角度来看,其实两种阀的控制都很成熟,可能整机厂家更多的是出于成本因素考虑使用哪种阀。

两种阀的控制上对比都有优缺点,24V阀的优点就是低压电路控制能做更多的阀运行监控和降压维持的工作,缺点是24V阀一般使用三极管控制开关,三极管在安全电气性能上比不上继电器,但是通过串接过热开关并不会降低太多的安全系数。220V阀的优点是,控制电路简单可靠,缺点是一旦电气绝缘失效,比如有渗水现象的话,容易不可逆烧掉主控板接口,在PCB布线来说,220V电气安全比24V要求要高。综上,可能会更加推荐使用24V阀。



深圳市合信达控制系统有限公司王昌:220伏阀用的线比较细,大概是0.06到0.08之间,线的涂漆厚度非常薄,24伏用的是0.18到0.2左右的线,它的涂漆厚度比较厚。制造过程当中220V的线圈更容易受损,受损就产生匝间短路,短路就意味着长期运行下发热,匝间短路会越来越厉害,然后就把线给烧了。

220伏AC的情况下有个阀被卡死了,线圈也会被烧,但这跟线圈没关系,是因为阀被卡死造成的。

所以综合来看,从线圈的本质和阀的本质上来看,24伏直流阀是要好过220伏,不良率肯定是要低而且低很多,制造难度上220伏的难度要高很多。另外,220伏不管是直流阀还是交流阀,对地的绝缘要求都很高,但我们很多厂家对绝缘做的不够好,在高压冲击下很容易造成阀的绝缘,对地绝缘反过来就把220伏直流阀的驱动部分烧掉了,所以我们通常对阀生产厂家说220伏一定要对地绝缘超过2000到2500。



广东华美骏达电器有限公司叶火荣:成本的话, 220V的阀比24V阀高一点,因为它线圈多,但是控制器在2-3个阀的话,不管用220V还是24V,成本实际上没有明显的差距。

关于控制器和阀匹配的原理,220V要反电压式,24V要利用占工比降低温升和电流,因为220V线圈非常细,整机燃烧的温升,阀本身的温升,再加上开阀快慢的反电压,有可能两三个毫安就能把线圈烧断。

除了对阀的要求要了解,还需要做相应的保护。目前不管是24V还是220V,我们都做了相应的开路和短路保护,在开阀之前就确认阀有没有短路或者开路,如果有就不再给阀那一段供电,保证不会烧坏控制器,220V直接监控。

因为220V更多是断线问题,就需要更深入地去了解整机厂用的控制器电路有没有做针对反电压式处理,对这个问题要进行更深入更本质的分析。

建议厂家只做一种电压的阀,这样方便控制器和阀的配件采购和售后服务;如已经用开220V阀的就坚持用220V阀,因为欧洲炉子都是用220V阀,非常稳定;如果已经用开24V阀的就坚持用24V阀,因为全球95%热水器都是用24V阀,也是相当稳定;如果是新厂家建议用220V阀,这是结合目前壁挂炉环境总体的分析。



广东百威电子有限公司刘治田:第一、多年来,广东百威电子有限公司根据壁挂炉整机结构的特点设计和生产多种规格的控制器,有驱动DC24V电磁阀的控制器和驱动AC/DC220V电磁阀的控制器。另外也整合设计了一款可驱动DC24V和DC200V/AC220V高压电磁阀的控制器,整合的目的是为了减少整机厂的物料品种,同时也是为了方便整机厂的售后服务人员。

第二、有关驱动两种电磁阀的电路特点。目前,驱动DC24V电磁阀用的是半导体器件,而驱动高压电磁阀的大多数企业用继电器,也有少数用光耦器件。我们知道继电器有一个机械触点,有触点就有一个寿命或耐久性问题;而半导体器件相对来说没有触点寿命问题。从这一点来讲,壁挂炉选择DC24V电磁阀更好一些。

第三、关于控制器的电源功率问题。壁挂炉是一个在冬季长时间运行的产品,它对安全性、可靠性和耐久性要求很高,在设计电源时要充分考虑这一点,所以,我建议驱动DC24V电磁阀的控制器的电源功率按30W左右设计,驱动高压DC220V电磁阀的控制器的电源功率按20W左右。大家知道,壁挂炉控制器要做防水设计,因为整个控制板要封闭在一个塑料壳里,这就出现了一个散热的问题。所以控制器要做散热设计,电源设计也当然要考虑散热,电源的功率要留有一定的余量,所有的器件应降额使用。

第四、至于大家讨论的哪一种阀更安全的问题,从控制器的角度来说,我个人认为两种电磁阀的控制器在安全问题上没有区别。


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