电热采暖炉性能测试方法研究

2024年4月9日发(作者：)

2021, No.8

STANDARD SCIENCE

·Inspection & Testing·

电热采暖炉性能测试方法研究

周立国

亓新

尹忠

李继超

宋洋

（1.广东美的厨卫电器制造有限公司；2.中国家用电器研究院）

摘　要：近几年的“煤改电”政策让电热采暖炉行业方兴未艾，但是由于对电热采暖炉缺乏一个针对性、适合的

性能标准和测试方法，导致市场鱼龙混杂，伪劣产品充斥，因此电热采暖炉性能标准的制定势在必行。本文结合

电热采暖炉特点和实际使用情况，创造性提出了“热效率、待机功率和关机功率、水电分离及水质适应、密封可

靠性”4个方面的技术要求，并进行性能指标的分级，便于制造商和采购商对电热采暖炉性能进行客观评价。

关键词：电热采暖炉，煤改电，性能，热效率，待机功率，关机功率，水电分离，水质适用，密封可靠

DOI编码：10.3969/.1674-5698.2021.08.020

Research on Test Method of Performance of Electric Heating Stoves

ZHOU Li-guo

QI Xin

YIN Zhong

LI Ji-chao

SONG Yang

（ Midea Kitchen&Bath Appliances Mfg. Co., Ltd； Household Electric Appliance Research institute）

Abstract:

In recent years, the "coal-to-electricity" policy has made the electric heating stoves industry in the ascendant.

However, due to the lack of targeted and suitable performance standards and test methods for electric heating stoves, the

market is mixed and is full of fake and inferior products. Therefore, the development of standards for performance of electric

heating stoves is imperative. Combining the characteristics of electric heating stoves and actual usage, this paper creatively

puts forward four technical requirements of "thermal efficiency, standby power and off power, separate water and electricity

and water quality adaptability, as well as sealing reliability", and carries out the classification of performance indicators,

which is convenient for manufacturers and purchasers to objectively evaluate the performance of electric heating stoves.

Keywords:

electric heating stoves, coal-to-electricity, performance, thermal efficiency, standby power, off power, separate

water and electricity, water quality adaptability, sealing reliability

作者简介：周立国，本科，高级工程师，主要从事储水式电热水器技术研究与开发及标准制修订工作。

亓新，硕士，副总工，主要从事家电检测和技术标准方向的研究。

尹忠，本科，总监，主要从事储水式电热水器、燃气热水器、壁挂炉等产品的企划和开发。

李继超，本科，工程师，主要从事家电检测和技术标准方向的研究。

宋洋，本科，工程师，主要从事家电检测和技术标准方向的研究。

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标准科学

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1 引言

当前，北方广大农村地区、一些城镇以及部分大

中城市的周边区域，还在大量采用分散燃煤和散烧

煤取暖，既影响了居民基本生活的改善，也加重了北

方地区冬季雾霾天气。

推进北方地区冬季清洁取暖，是重大民生工程、

民心工程，关系北方地区广大群众温暖过冬，关系到

雾霾天能不能减少，是能源生产、消费革命和农村生

活方式革命的重要内容。为此，国家发展和改革委员

会于2017年9月19日发布了《关于北方地区清洁供暖

价格政策的意见》（发改价格[2017]1684号），要求遵

循“因地制宜、突出重点、统筹协调”的原则，对于具

备资源条件、适宜“煤改电”的地区，要通过完善峰

谷分时制度和阶梯价格政策，创新电力交易模式，健

全输配电价体系等方式，降低清洁供暖用电成本，促

进北方地区加快实现清洁供暖。

随着一系列地方补贴政策的出台，我国北方许多

城市开始推广“煤改电”，此时将电能转化为热能、

把水加热、借助散热装置、通过热水与空气之间热

交换后增加环境温度、满足供暖需求的热力产品，

电热采暖炉行业开始方兴未艾。但是电热采暖炉市

场鱼龙混杂，伪劣产品以低价充斥市场，给了不良厂

家从中牟利的机会，严重破坏了整个市场的正常秩

序。2018年10月11日虽然发布了《电热采暖炉的安全

要求》标准，但也只是对产品的安全指标做了相关要

求。因此，需要结合电热采暖炉特点和实际使用情

况，制定一个针对性、适合的性能标准和测试方法，

有助于行业的健康发展。

（例如：水暖散热器）传递到空气中，从而提高室内

温度。而能量转换必有损耗，理论能量转换率与实

际能量转换率存在偏差，若两者偏差较大，则将耗

费大量电能，致使用户增加费用。因此，把电热采暖

炉的“热效率”以及“水质适应期间热效率”作为电

热采暖炉的核心指标。其中，电热采暖炉的热效率应

大于80%。

图1 电热采暖炉（电壁挂炉）

其次，为了降低电热采暖炉在待机和关机模式下

的功耗，特设置了“待机功率”和“关机功率”指标，

且要求待机功率应≤5W、关机功率应≤4W。测试

时，待测电热采暖炉应设定于待机模式或关机模式

中功耗最大的状态。

再次，模拟北方地区的水质，分别对配有铠装电

热元件和非铠装电热元件的电热采暖炉配备不同的

试验用水，测试其水电分离功能及水质适应性能，

100h运行试验后，应满足：（1）泄漏电流：出水口泄

漏电流值低于0.75mA或0.75mA/kW（电热采暖炉额

定输入功率），两者中选较大值，但最大值为5mA。

低于限值则为合格，否则不合格；（2）电气强度：

1min，无击穿；（3）加热元件表面不应被水垢完全

覆盖；（4）试验结束后，对水质适应期间热效率按照

“η＞90%、85%＜η≤90%、80%＜η≤85%、60%

＜η≤80%”依次分为A、B、C、D4个等级。

注：该技术要求不适用于非水电分离的电热采暖炉。

2 技术要求的确定

众所周知，电热采暖炉是一种功率大、持续使用

周期长、使用范围广、对水质要求比较高的产品，用

户对其安全性能、功耗及可靠性等性能指标比较关

注。结合其特点和实际使用情况，本文创造性提出了

“热效率、待机功率和关机功率、水电分离及水质适

应、密封可靠性”4个方面的技术要求。

首先，电热采暖炉把电能通过电热元件转换成

以热水形式储存的热量，水中的热量再通过散热装置

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最后，为了确保电热采暖炉在长时间运行过程中

表4 水质适应期间热效率分级

热效率等级

热效率η

η＞90%

85%＜η≤90%

80%＜η≤85%

60%＜η≤80%

不发生产品本体及管道漏水的情况，特提出了“密封

可靠性”的技术要求，避免用户家中漏水浸泡，导致

用户财产损失及一系列的后续纠纷。具体要求：一系

列密封可靠性试验结束后，产品无漏水，并且能够正

常使用。同时，耐压测试考核应无击穿。密封可靠性

以“脉冲水压次数”的形式体现，由企业声明，脉冲

水压次数应不低于5万次。

（5）密封可靠性

表5 密封可靠性分级

密封可靠性（寿命）等级

试验次数t

11万次＜t≤15万次

9万次＜t≤11万次

7万次＜t≤9万次

5万次＜t≤7万次

3 评价等级划分的确定

评价等级从热效率、待机功率、关机功率、水

质适应期间的热效率和密封可靠性5个主要性能指

标进行划分，只有5个性能指标的等级都达到同一级

别，方可判定电热采暖炉符合该等级。例如：一款电

热采暖炉热效率、待机功率、关机功率为A级，水质

适应期间的热效率为B级、密封可靠性为A级，那么该

款电热采暖炉最终综合评定为B级。

具体5个性能指标的等级划分与具体技术参数

如下。

（1）热效率

表1 热效率分级

热效率等级

热效率η

η＞95%

90%＜η≤95%

85%＜η≤90%

80%＜η≤85%

4 试验方法

4.1 试验的一般条件

4.1.1 试验环境

（1）试验室空气流速不应大于0.25m/s；

（2）环境温度为20℃±2℃。环境温度的测试点

应选择在待测电热采暖炉与测试角壁的中间点或距

离待测电热采暖炉1m处，两者取较小值；测试点高度

位于待测电热采暖炉的中间高度。环境温度应在稳

定的条件下测量；

（3）相对湿度不超过85%，并在稳定条件下测

定。不应在热水从电热采暖炉中排出的瞬间取得；

（4）试验初次进水温度为15℃±2℃；

（5）电热采暖炉处于正常安装使用状态。对于

非承压电热采暖炉，关闭电热采暖炉的进水阀门；

对于承压电热采暖炉，测试期间不排水时的水

压应在0.28MPa与电热采暖炉额定压力之间保持稳

定，波动在±0.05MPa范围内；

（6）试验前，待测电热采暖炉应放置于温度为

20℃±5℃，相对湿度不超过85%的环境里至少6h，

以使其本体温度处于20℃±5℃。

注：可采用强制冷却的方法来辅助降低待测电

热采暖炉的温度，在此情况下可减少其放置时间。

4.1.2 试验仪器仪表

（1）电气测量用仪表，准确度应不低于±0.5%；

（2）测量温度用仪表，准确度在0.5℃以内；

（3）测量时间用仪表，准确度为1s内；

（4）测量湿度用仪表，准确度为±1%；

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（2）待机功率

表2 待机功率分级

待机功率等级

待机功率 WD

≤2W

2W＜W

≤3W

3W＜W

≤4W

4W＜W

≤5W

（3）关机功率

表3 关机功率分级

关机功率等级

关机功率 W

≤1W

1W＜W

≤2W

2W＜W

≤3W

3W＜W

≤4W

（4）水质适应期间热效率

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（5）测量能耗用仪表，精度为0.01kWh。待机模式是把电热采暖炉连接到电源上，提供

一种或多种用户经常使用或保护性功能的产品模

式。例如：

—— 通过遥控器、内部传感器和计时器激活其

他模式（包括模式的激活和不激活）；

—— 连续性功能：包括时钟在内的信息、状态显

示、基于传感器的功能。

关机模式是把电热采暖炉连接到电源上，但不

提供任何待机模式和主要功能的一种状态。

4.3.3 待测电热采暖炉控制装置的设置

待测电热采暖炉应设定于待机模式或关机模式

中功耗最大的状态。

4.3.4 待测电热采暖炉的负载

电热采暖炉关闭出水口，使水充满内部。

4.3.5 试验方法

采用“累积能量法”，将待测电热采暖炉连接到

测量仪器，并选择待测量的模式（待机模式或者关机

模式）。在电热采暖炉通电15min后开始测量，不开

启进水口，记录30min的耗电量，用累积的耗电量除

以测量时间得到平均功率。

4.4 水电分离及水质适应性能

4.4.1 试验用水A

3mmol/L试验用水，其中的成分：

（1）50%碳酸氢钠（NaHCO

）、50%氯化钙

（CaCl

）；

（2）向试验用水中加入适量磷酸铵（(NH

)

），

使试验用水的电阻率为（1250±50）Ω·cm。

4.4.2 试验用水B

配备铠装电热元件的电热采暖炉专用3mmol/L

试验用水，其中的成分为5%三氯化铁（FeCl

）。

4.4.3 测试项目

4.4.3.1 泄漏电流

将人体网络测试端贴近出水口10mm内，测试出

水口流水的泄漏电流量。每1min测试并记录数值，

取5min的平均值作为测试结果，并按照“出水口泄

漏电流值低于0.75mA或0.75mA/kW（电热采暖炉额

定输入功率），两者中选较大值，但最大值为5mA。

低于限值则为合格，否则不合格”进行判定。

4.4.3.2 电气强度

基本绝缘进行1,000V电气强度，加强绝缘进行

4.1.3 电热采暖炉安装

（1）待测电热采暖炉应按照制造商提供的使用

说明规定进行安装。如果附带配件，安装时应使用随

机所带的配件。

（2）壁挂式电热采暖炉应安装在无障碍物的空

间或测试角壁的隔墙或隔板上。隔墙或隔板距离墙

面至少留有150mm，上下至少留有250mm，前面和两

侧至少留有400mm的空间。

（3）放置在地面上使用的电热采暖炉应安装在

底板上，或为测试方便安装在类似的底板上或支架

上，并尽可能靠近测试角壁。

（4）嵌装电热采暖炉应按照制造厂的使用说明

安装到位。

（5）进出水管的安装，按照制造商的说明要求

连接必要的配件（如安全阀等），非制造商提供的连

接管和阀门应采用非金属件，如采用金属件时，需要

增加一定的保温措施（等同非金属管材料）。

4.2 热效率

在正常工作状况下工作，将电热采暖炉以额定

电压供电，调至最高档位，调节流量使热水出水温度

保持在50℃±3℃，功率稳定1min后，记录功率表、温

度计和电子秤的起始读数，再记录通电3min、6min、

9min时出水温度、功率和水的质量，按以下公式计算

热效率：

式中：

η——热效率，%

G——通水通电功率稳定1.5min以后到试验结束

时所收集热水的质量，kg

T1——进水温度平均值，℃

T2——出水温度平均值，℃

P——功率，W

t——收集热水的时间，min

4.3 待机功率和关机功率

4.3.1 待机功率和关机功率

待机功率和关机功率分别为电热采暖炉在待机

模式或关机模式下的有功功率。

4.3.2 待机模式或关机模式

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3,000V电气强度考核，时间1min不应出现击穿。连接到脉冲压力仪器上，进行压力试验。水压：0.3

MPa±0.01MPa，频率：（25次～50次）/min。为确保脉

冲压力，非承压电热采暖炉要关闭进水口，承压电热

采暖炉要关闭出水口。

4.4.3.3 水质适应期间热效率

上述4.4.3.1和4.4.3.2试验结束后，再按照4.2

条款热效率进行测试，对水质适应期间热效率按照

“η＞90%、85%＜η≤90%、80%＜η≤85%、60%

＜η≤80%”依次分为A、B、C、D 4个等级。

4.4.4 试验顺序

4.4.4.1 配备铠装电热元件的电热采暖炉

（1）配备铠装电热元件的电热采暖炉，使用试

验用水B注满整机及回路，产品功率稳定后，继续运

行100h，期间每10h更换一次固定容积的试验用水。

试验结束进行4.4.3.1和4.4.3.2测试。

（2）如果判定合格，将试验用水A注满整机

及回路，产品在额定功率下运行加热，出水温度为

50±3℃，产品加热稳定后运行100 h，期间每10 h更换

一次固定容积的标准试验水。试验结束进行4.4.3.1

和4.4.3.2测试。

（3）如果判定合格且满足“加热元件表面不应

被水垢完全覆盖”的要求，则进行4.4.3.3 测试。

试验的目的是针对铠装电热元件的电热采暖炉

利用5%三氯化铁（FeCl

）溶液进行抗腐蚀试验，也

就是考核其水电分离功能，并通过4.4.3.1和4.4.3.2测

试进行判定是否合格。

4.4.4.2 配备非铠装电热元件的电热采暖炉

（1）配备非铠装电热元件的电热采暖炉，将试

验用水A注满整机及回路，产品在额定功率下运行加

热，出水温度为50±3℃，产品加热稳定后运行100h，

期间每10h更换一次固定容积的标准试验水。试验结

束进行4.4.3.1和4.4.3.2测试。

（2）如果判定合格，且“加热元件表面不应被水

垢完全覆盖”，则进行4.4.3.3测试。

其中，试验的目的是针对配备铠装和非铠装电热

元件的电热采暖炉，观测加热元件表面的结垢对热

效率的影响，通过“水质适应期间热效率”这一指标

进行考核。

试验顺序及判定如图2所示。

4.5 密封可靠性

（1）按照4.1.3及使用说明要求进行安装。在额

定电压下，出水温度设定在50℃±3℃，运行24h。

（2）在运行24h试验结束后，将电热采暖炉

图2 试验顺序及判定

（3）在上述脉冲压力试验期间，每循环10,000次

结束时，将电热采暖炉在试验水压下保持10min，观

察各连接处是否漏水，如果不漏水，使电热采暖炉

在正常工作条件下连续工作30min，再检测各个使用

功能是否正常。

（4）最后，进行电气强度测试考核，基本绝缘

1,000V，加强绝缘3,000V。

5 结语

随着北方区域“煤改电”政策的持续深入，电热

采暖炉市场方兴未艾，其安全和性能问题越来越受

到用户及市场监管部门的关注。本文结合电热采暖

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标准科学

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炉特点和实际使用情况，借鉴当前成熟家电产品的相进行客观评价，有助于用户对电热采暖炉的理性选

择。同时，也规范了市场上电热采暖炉性能的宣传，

为我国相关标准及政策的制定、企业产品的设计优

化及用户能够体验更加安全、节能、舒适的电热采暖

炉提供了基础数据，促进了相关技术的进一步研发，

引领了行业发展方向。

关标准，创造性地提出了“热效率、待机功率和关机

功率、水电分离及水质适应、密封可靠性”4个方面的

技术要求，开发了一套可操作性强、经济性好的试验

方法，并可以根据试验结果进行性能指标的分级及

等级标识，便于制造商和采购商对电热采暖炉性能

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