燃气壁挂炉/热水器用燃气阀介绍

这是一个较为特殊的产品，除非你是资深燃气热水器、壁挂炉资深爱好者或者整机技术人员才有必要继续读下去，否则你可以停止了，基本上不够通俗易懂也很难读明白。

介绍：燃气用阀门历史悠久，从诞生燃气燃烧的应用开始，就开始使用这种阀门，当年肯定是手动的阀门，从热水器的压电式热电偶阀门发展到目前的自动燃气调节电磁阀或者步进马达阀，历经几十年，其进步随着技术、材料等成本的降低而不断进步，进而生产或者发明出更好的阀门。

灶具用热电偶阀，最初也用在热水器上或者壁挂炉上，左边是原理图，右边是实物图

在80年代广东万家乐引进百乐满燃气热水器开始，采用了日本的压电热电偶阀门，这种阀门和我们目前的燃气灶具上的用的阀门是一致的，其工作原理也是一样的，按下旋钮开始点火，点着火后过一段时间再放手，由热电偶自吸阀将阀芯吸住就可以调节温度洗澡。 从结构可以看出比较简单操作复杂，每次点火都得有人去操作才行，这种阀可以在熄火后关闭，做到熄火保护。

随着技术的进步，又出现了水气联动阀，顾名思义就是燃气和水进行联动，当有水流动的时候，靠水力推动阀的皮膜，将压杆顶开燃气通路，进行点火。这种点火方式是热水器行业的巨大进步，人在洗澡的时候不必在热水器那边进行点火操作，是一种极大的进步，其祖先来自于欧洲或者日本，但是日本人做得最好。

这就是水气联动阀的结构，从结构可以看出，当有水流动的时候，形成一个压差动力，将阀门的顶开，从而有燃气供给，实现点火燃烧。

以上都是烟道式热水器采用的解决方案，既保证了安全又可以做到根据是否有水而进行自动点火。

电磁阀顾名思义，用电来控制燃气的开关，至于水的检测则有水流开关或者水流量传感器等检测。其基本原理采用了工业园电磁阀的原理，在阀的上面有一个线圈，当有电通过的时候，线圈产生电磁力克服弹簧力，将阀门打开通燃气，断电后，阀芯在弹簧力的作用下，回归原位，将燃气切断，起到安全保护的作用。

燃气热水器用电磁阀，结构简单易用。

目前这种结构的电磁阀仍然用于热水器或者壁挂炉中，结构简单而可靠，对于燃气中的杂质容忍度较高，成为主流产品，初步估计一年使用这种电磁阀的数量在3000万个以上。

随着人们生活水平的提高和技术的进步， 在90年代初期诞生了燃气比例阀，这种燃气比例阀一直发展到今天有了不同的品种，也是我们今天讨论的主题，而且分类开始显现出来，技术流派也各有不同。

这是一种单截止阀，单比例阀结构，左边的是比例阀，右边的是截止阀，由于安全要求双截止阀，因此就让单比例阀做截止阀，技术上可以实现，但是大家认为安全性还不够。

这种阀最先由日本神菱公司开发出来，通过技术转让给中国不同的厂家，也有些厂家通过仿制自己生产，最初用于松下的热水器（现在松下热水器已经关门大吉），其后广泛用于国内热水器厂家，某些日本厂家便宜机器也采用这种方式。比例阀的结构原理都基本相同，这种阀都带有一个膜片，在膜片上有一个永久磁铁，电磁阀线圈通电后（直流电）产生一个直流磁场，和膜片上的磁铁同极，形成排斥力，线圈通入不同的电流产生不同的排斥力从而控制膜片的开度，进而控制下面阀口的锥度，以达到控制燃气流量的作用，实现功率可调，而同时膜片可以起到调节燃气压力的作用，具有一定的稳压性能。

然后又开发出这种阀，由两个截止阀并排做为截止作用，另外一个阀作为比例阀。

这种阀大多用于大升数的燃气热水器，有时为了提高壁挂炉的卫浴水性能也用于壁挂炉。

上面这种电磁阀最初由日本TIME公司开发出来，精度上更高一些，采用了分段结构可以降低热水器的最小功率增加卫浴水的舒适度，因此我们在判断舒适度的时候，是否有分段阀是一个重要的因素，当然成本也比较高，国内最先引入制造的是慈溪三国，原来是一家中日合资企业，听闻最近几年被日本三国收购，成为一家独资企业。

这个是上面这种带分段燃烧的电磁比例阀示意图，在图的最下方是一个主截止阀，上面是一个比例阀，比例阀后面两个独立的截止阀，可以起到分段燃烧的作用。

以上电磁阀大家都称之为动磁式电磁比例阀，是推动一个磁铁运动达到比例调节的作用。

还有一种电磁阀称为动圈式电磁阀，截止阀是一样的，但是比例阀采用喇叭原理，让线圈在通电的时候进行运动，驱动膜片实现比例调节。

黑色圆形的就是比例阀，像喇叭一样，是一个动线圈的运动方式，这种阀最初是日本CKD公司为能率公司研发，以后被国内的厂家所仿制。

从另外一个角度可以看到这种阀的结构。

欧洲人同期也不甘寂寞开发出另外一种比例阀，经典代表作就是SIT公司，我必须对这种电磁阀做一下详细介绍，因为这种阀是壁挂炉行业的推崇经典阀，其发明者是意大利SIT公司，型号是845,840,843系列，此阀结构复杂，加工精度高，成本高，其双截止阀和比例阀自成一体，比例阀采用伺服结构，通过控制一个小通径的流量（压力）控制来调节膜片的开度以达到控制流量（压力）的作用，此设计之巧妙复杂是电磁阀的天才之作，以我接触电磁阀20多年的经验来看，确实属于精品，不过本人无缘见到845阀的发明者，据说早已退休，但是凭此产品,SIT成为壁挂炉燃气阀的老大。

蓝色的是线圈是比例阀，黑色的部分是双截止阀。

EV1 和EV2是两个截止阀，其中EVI1是主阀，采用了杠杆结构，通过提拉一个杠杆来打开主通路的开关，EV2则是在伺服小通径上打开，而比例阀则通过控制伺服通径上的压力来控制下面主膜片的压力（intermediate chamber），从而来控制阀的开度, 这个结构比较复杂，采用了通过控制比例阀的电流大小，控制阀芯的升降，从而控制了压力和流量，因此我们称之为动铁芯结构。

由于结构复杂，虽然专利早已过期，但是仿制难道大（批量制造品质控制难度大）。

近年SIT公司又推出了精度更高的849系列，用于燃料电池和自适应燃烧壁挂炉，目前国外的利雅路和国内的小沃壁挂炉均采用了这种高精度的燃气比例阀，用于自适应燃烧的冷凝壁挂炉，而845系列则广泛应用于欧洲普通壁挂炉。

这个阀的高峰期，年销量超过600万只，从面世以来，估计总共生产了9000万个阀，突破一亿也是指日可待了。

哪里有压迫，哪里就有反抗，面对SIT阀门的一家独大，欧洲厂商不能坐以待毙，欧洲其他厂家也在奋力推出类似避开SIT专利的阀门，其中的代表就是霍尼韦尔，前面也推出类似845的阀门，在一些壁挂炉厂商处也得到应用，另外西门子也联合日本TIME公司推出自己的阀门，也取得了一定的销量，但是和SIT相比总是小巫见大巫，不值一提。

威能不想看到SIT 845一家独大，在价格上没有讨价还价的余地，于是联合霍尼韦尔开发出一款经典的步进马达气阀，算是挽回一些颓势，最初是杜瓦尔壁挂炉首发采用。

现在开始介绍步进马达阀。

其外形图如图示，系列是VK8515M，有两款，一款是带压力稳压的阀，一款是不带。

此阀从霍尼韦尔开发以来，目前已经演变到第四代，成为GAS STEP IV。

其原理就是一个主阀直接启动主燃气阀通路，步进马达阀和一个电磁离合器起到调节流量和截止作用，这算是开创了比例阀的先驱，弃用了电磁比例而采用简单粗暴精准的步进马达控制。

这是步进马达阀和电磁离合器的总成图。

由于采用了步进马达做控制精度，没有了复杂的气路，是一款优秀的阀门，气路上结构简单，但是电控部分则需要较高的水平进行控制，在使用中由于降低成本，采用了电磁离合机构，引出其他的问题，目前基本上都已经解决。其控制精度可以达到0.009毫米/半步，精度是非常惊人的，是目前世界上精度最高的比例阀，由于精度高，最低功率可以低到2KW千瓦左右，广泛地用于普通壁挂炉和冷凝壁挂炉的自适应控制中，这是唯一一款可同时用于两种壁挂炉的燃气阀，但是据说成本太高，威能准备放弃使用，这款阀能够生产到几时还未定，在去年北京展会，霍尼韦尔已经推出另外一款步进马达阀。

所有的步进马达阀都需要单独开发驱动回路，软件算法较高，成本也高于845阀的驱动，因此除了高水平的电控厂家外，其他厂家都对这种阀的驱动望而祛步，随着技术的进步，这种阀的控制算法也不再那么高深。

这种阀指出了一个方向，好的比例阀不必要采用845路线，而是可以走一条简单而高精度的方案，未来自适应冷凝壁挂炉的技术路线将是步进马达阀的天下，请大家拭目以待，5年之内可以见分晓，希望读者还能记住这篇文章，5年后2025年元旦我们看看我的预言能否实现？

现在简单来总结一下这些阀的各自特点：

日式阀：结构简单，易于制造，成本较低，使用可靠，质量稳定，已经在市场上运行了20多年，在普通壁挂炉和恒温热水器上无敌于天下，在国产壁挂炉上也大规模使用，对于燃气杂质具有优异的通过性，实在是一款优秀的阀门，国产厂商有湛江中信，广州精鼎，浙江天行等。

SIT 845 阀：结构复杂，控制灵敏，稳压性能也不错，但是对于燃气杂质的容忍度不够，在燃气品质不良地区容易发生堵塞现象。

霍尼韦尔阀则兼具了以上所有阀的优点，缺点是成本较高，驱动复杂，不具备优秀算法的软件工程师不容易掌控，但是未来全预混自适应阀则是步进马达阀的天下。