燃气自适应系统在壁挂炉上的应用
随着国家对能源结构的调整，实施严格的节能标准，提出更高的用户实际使用需求后，高端家用全预混壁挂炉市场的增长非常迅速。同时，越来越多的用户注重健康的生活方式和环境保护，要求产品具有良好品质或有着更高的要求，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。
传统的预混冷凝壁挂炉是基于开环控制的气动式燃气阀，与文丘里/预混器配合，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，但同时也有一些局限和不利方面，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教，且定期维护服务也是必须的；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）。三、一个普通的静态文丘里/预混器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，但是调教过程复杂，成本也较高；
而燃气自适应系统采用闭环控制，无论是液化气、天然气或人工气都可以根据燃气的成份或气种变化自行调整，或空气过剩系数改变时，都能自动智能地将空气燃气比调节到优化燃烧的比例，实现完全免调节和调试，自适应和高度自动化，始终保证采暖炉燃烧工作在最佳状态。
实现燃气自适应的方法
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。
燃气自适应系统采用的是电子燃气空气比例控制，是一种闭环式控制。通过检测燃气燃烧后的产品成份或离子流等的方法，来判断燃烧是否在最佳状态，如果不是，通过调节燃气或进风量的大小来将燃烧调整到最佳状态。
目前基于离子反馈针的燃气自适应有两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；（如图1）再对运算式的估算，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探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。
另外一种是通过电极来检测离子电流量（毫安）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。
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。实现了完全免调节和燃气自适应，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的燃气阀和传感器技术，以及采用补偿和反馈系统来实现。
上述两种离子反馈针的燃气自适应均有优缺点，优点在于：成本较低，相比气动型系统，几乎不增加成本。而缺点在于：离子反馈针取样困难（离子反馈针的安装高度，以及材质等等各种因素影响）或影响取样的一致性，导致每一台机器的取样结果不同，可靠性方面还需要验证。
第三种是通过氧传感器（如图2），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（图3）。
这种氧传感器是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点，因在汽车行业已经应用成熟，所以比离子反馈针的燃气自适应可靠性更好。但是由于增加各种配套使用的配件，所以成本也会增高。
结论
因燃气自适应系统有着灵敏的精度和极短的反应时间，在工厂生产时，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，其系统自适应的功能，在很多时候延长了机器的工作周期，大大的降低售后在日常维修的时间与工作量。另外，随着人力成本的逐年提高，实现产品智能化是提高产品市场竞争力强而有力的方式。
根据本文燃气自适应的介绍，可以看出燃气自适应是今后壁挂炉发展趋势，该系统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。
