研究与探讨多孔陶瓷板红外线燃气灶具燃烧能效特性探究戴奕艺i，2，杨曦1，刘艳春气任雪潭夂黄薇薇气刘健2（1.国家燃气用具产品质量监督检验中心，佛山528010；2.广州市红日燃具有限公司博士后站，广州510435）理出发，分析多孔陶瓷板红外线燃气灶节能高效的特性，并对影响红外线燃气灶热效率的各种因素进行探讨，研究不同灶具标准试验方法、不同测试环境条件，以及使用不同锅具等，与红外线灶热效率的关系。
1前言在倡导低碳节能概念的今天，节能燃气灶的普及已成为燃气灶具行业发展的趋势。红外线燃气燃烧技术是一种较先进的燃烧技术，使用陶瓷板红外线燃烧器的燃气灶具，具有加热均匀，热效率高，烟气中有害成分少的特点。二十世纪八九十年代以来，国内一些燃气灶具企业如广州红日，开始致力于陶瓷板红外线燃烧器灶具的生产和研发，其“高红外发射率多孔陶瓷节能燃烧器技术”更是作为国家重点节能技术进行推广，对节能技术的普及应用起到重要推动作用。
家用燃气灶的热效率是衡量燃气灶是否节能的一项重要指标。灶具的结构和热效率试验条件变化，使得热效率测试值存在不确定性，通过探索相关因素的影响作用后、现为国家燃气用具产品质量监督检验中心（佛山）从事燃气具检验研究工作。email：daiyiyitom.com来提高燃气灶具热效率，一直是行业人员研究的热点25.另据行业信息称，灶具新国标修订草案及灶具产品能效标识实施讨论方案中，将会对燃气灶具热效率的测试方法及性能指标作进一步要求。
本文从陶瓷板红外线家用燃气灶的燃烧方式和结构特点出发，对影响陶瓷板红外线家用燃气灶热效率的因素进行探索，以便为红外线灶具的研发和从事测试灶具热效率性能的技术人员提供理论。
2陶瓷板红外线燃气灶的结构特性多孔陶瓷板燃气红外辐射器*早可追溯到上世纪四十年代'我国红外燃烧技术应用于节能型燃气灶具已有20多年历史，经前人努力，该技术已造福千家万户。
家用陶瓷板红外线燃气灶的燃烧器，由头部多孔蜂窝陶瓷板和底部空气预混腔构成，如所示。燃烧器工作时，所需要的空气由引射器吸人，在预混腔体内，燃气利用引射器预混了燃气燃烧所需要的全部空气量（空气过剩系数a=1.03~1.06），燃气-空气混合物在陶瓷板的数千个小孔道溢出进行燃烧，将板面加热到赤红状态，温度达到800~900c，此时燃烧接近无焰状态，板面和高温烟气对炊具进行辐射和对流加热。如所示，燃烧器和锅底之间是一种热波转换的传热方式，相比主要靠火焰对流传热给锅底的大气式灶具，红外线灶具特有的红外辐射传热，具有传热速度快的优点，从而避免因火焰与锅底的接触时间短暂，导致大量热量未被利用就散发至空间的问题出现，优越性显著。
热负（kw）红外线灶与大气式灶热效率比对由于红外线燃气灶与大气式燃气灶的燃烧和传热方式不同，其热效率也不同。根据gb16410-2007家用燃气灶具条款6.14表21中热效率的，将陶瓷板红外线燃气灶与大气式灶具进行。由可见，热效率与环境温度近似呈正比例关系，即环境温度越低，因灶具燃烧器本身和被加热锅体对外围冷环境传递的损失热量越大，烟气流加热冷空气带走更多热能，热效率也更低。环境温度高的时候，燃烧器预混燃烧时空气带人的热量相对较高，同时灶具、锅体对外环境散失的热量减少，从而使热效率有所上升。另一方面，从的有风和无风状态对比来看，燃烧器周边的空气流动会显著地降低热效率。
3.2.2燃气条件对热效率的影响我国城镇燃气供气多元化的特点，决定了红外线灶具的使用气源条件多样化，对热效率产生影响的燃气条件包括燃气种类、温度、压力、热值等。
通过对一台以天然气12t为气源的红外线灶样机，在16~30c燃气温度下进行热效率测试结果比对，具体结果如表1所示。随着燃气温度的上升，热效率随之上升，这是因为燃气温度升高带人的物理热也会增加燃烧的热量。
相同热负荷的陶瓷板红外线灶，分别使用天然气、石油液化气进行热效率对比试验，结果如表2所示。不难发现，在相同热负荷时，使用液化气时红外线灶测得的热效率比使用天然气时的高。
在使用罐装液化石油气的时候，钢瓶不同部位的燃表1不同燃气温度的效率表2天然气和液化气红外线灶效率结果比对实测热负荷使用气源燃气低热值表3常见的试验用燃气热值气性质与测试界限气的状况相当。是使用液化石油气的红外线灶在使用其界限气时的热效率对比图。表3给出了试验中各气源的热值数据。
结合和表3来看，使用黄焰界限气丁烷时热效率较高，即燃气热值越高测得的热效率越高。从理论上分析，使用热值高的燃气时，消耗的燃气体积少，烟气带走的热量相对少。是不同燃气压力下的热效率对比结果，从中不难看出，当燃气压力增大时，热效率降低，这是因为燃气流速增加，会吸人更多二次空气，同时燃烧器产生的热流与锅底接触热交换时间变短，导致热效率有所降低。
3.2.3试验用锅的影响在家用燃气灶具的实际使用过程中，用户往往使用到不同大小或类型的烹饪容器，因此，需对不同试验锅红外灶具的效率情况进行探讨。
不同直径试验锅热效率在gb16410-2007标准的热效率试验方法中，规定了试验用锅的形状大小等参数，同时，也指定了不同实测热负荷时选用的上、下限试验锅。
设定取实测热负荷为2.99kw的红外线燃烧器，分别对直径为20cm、22cm、24cm、26cm、28cm、30cm、32cm的国标试验铝锅进行热效率测试。试验中，根据锅直径取相应的加热水量。锅底直径变化，直接导致锅底热强度值变化，按照gb16410-2007定义：锅底热强度q=实测热负荷/试验用锅在正投影面的面积，锅底热强度单位为w/cm2.对不同直径试验铝锅求得的锅底热强度值列于表4.表4不同直径试验铝锅的锅底热强度值锅直径（cm）锅底热强度通过试验得到的不同锅底热强度对热效率影响关系如所示，热效率反比于锅底热强度，即锅直径越大，测得热效率越高。
试验用锅对红外线灶具的热效率影响还体现在锅底的灰度上，对几组使用表面光亮的新铝锅和表面氧化无光泽灰锅进行热效率对比，具体结果如表5所示。结合表5来看，在有金属亮光的新锅上测得的热效率与无光泽灰锅的热效率相差达8%.表5光亮锅和灰底锅热效率n（%）编号灰底旧锅光亮新锅不同类型试验锅效率目前，灶具标准中常见的热效率试验锅有：gb16410- 2007版本标准规定的铝锅（下简称07国标锅）、欧标en30的直筒平底圆锅（简称欧标锅）以及新国标草案的苏泊尔平锅。此外，用户在日常生活中还常使用到黑底炒锅、陶瓷瓦锅等。同按现行国标gb16410-2007规定的试验方法，得到各种类型锅的热效率结果如所示。从看出，对于红外线灶具，使用黑底炒锅和类似欧标和苏泊尔平底锅热效率较高，陶瓷瓦锅由于介质导热性能较差，热效率较低。
不同标准体系测试方法的热效率差异在不同标准中，灶具热效率的测试方法存在着明显差异。现行灶具国标gb16410-2007与1996版本标准的差异主要在于加热水量、水温升、搅拌和试验结束余温的计算等方面。1996版旧国标的试验水量基本为2007版国标的两倍，2007版国标水温升为30k，试验前后阶段需搅拌并计算余温，而96版标准水温升为50k，试验结束后不计算余温。*新的国标草案提出了使用苏泊尔定制试验锅、50k温升的试验方法，目前其试验效果正在论证中。另一方面，en30欧标热效率的测试方法中，需要将燃烧器热负荷调节至指定的热负荷，并按要求加人水量，水温升为70k，起始温度为20±1 c，试验中不搅拌并计算余温。此外，不同的标准体系里热效率计算也存在差异，欧标中需计算试验锅的吸热，计算时燃气热值使用高热值。本节的热效率比对试验中，为了便于比较，统一选取26cm的试验锅进行试验，结果如表6所示。
表6不同标准方法的热效率结果试验标准和方法gb16410-2007gb16410-1996en30方法新国标草案试验用锅国标铝锅国标铝锅欧标锅苏泊尔锅实测热负荷（kw）2.992.972.362.98试验水质量（kg）366.16试验温升（k）30+余热温升5070+余热温升50+余热温升热效率63.661.859.665.2从表6来看，gb16410-2007方法采用铝锅试验时，加热水的温升比gb16410-1996的小，因而锅和水的总平均温度也相对低，有益于测得高效率，同时由于计算了余热温升，测得的热效率高出1~2%.在欧标的效率测试中，显然由于试验温升*高，同时结果计算还涵括了铝锅的吸热，燃气热值使用的是高热值，*终计算出来的效率*低。笔者认为，新国标草案中使用的试验锅本身就是灰色的平底圆锅，因而比2007的铝锅测试得到的热效率结果高出约2%. 4结语本文对陶瓷板红外线家用燃气灶的热效率特性和影响因素进行研究。结果表明红外线灶的自身效率与燃烧器燃烧性能、与锅之间的热交换率以及热损耗有关，不同标准方法测得热效率结果存在较大差异，红外线灶热效率测试结果与环境温度、燃气温度、热值呈正比例关系，与压力、锅底热强度呈反比例关系。试验锅的灰度对红外线灶的热效率影响效果明显。本研究对设计提高红外线灶的热效率，合理使用红外线燃气灶，实现节能、减少家用炊具耗能有指导意义。
商用厨房设备主要有十大类：灶台灶具类设备、面点制作设备、清洁洗消设备、操作台设备、存储置物类设备、保温设备、制冷设备、食品加工设备、厨房排烟设备、其他商用厨房设备。
商用厨房设备：
灶台灶具类设备有：食堂双头大锅灶、单头大锅灶、一大一小双头灶、单头炒灶、单头单尾炒灶、双头单尾炒灶、双头双尾炒灶、五星炒灶、单头蒸灶、双头蒸灶、单门蒸饭车、双门蒸饭车、蒸汽发生器、单头炖汤炉、双头炖汤炉、电磁炉、（二、四、六、八、十头）煲仔炉、煲仔炉、海鲜蒸柜、烤鸡炉、烤猪炉、烤鸭炉、可倾式汤锅、可倾式炒锅、万能蒸烤箱、铁板烧设备、微波炉、油炸炉等。
面点制作设备有：蒸包炉、煮面炉（桶）、烤箱、电饼铛、醒发箱、搅拌机、和面机、压面机、面条机、包子机、馒头机、饺子机、酥皮机、面粉车等。
清洁洗消设备有：单眼水池、双眼水池、三眼水池、各类异形定制水池、餐具消毒柜、刀具消毒柜、碗柜、洗碗机、油水分离器等。
操作台设备有单通打荷台、双通打荷台、单层工作台、双层工作台、三层工作台、工作台冰箱、残污台沙拉操作台、水吧操作台、木案工作台、调料台（车）等。
存储置物类设备有：储物柜、挂墙吊柜、挂墙层架、货架、米面架、收餐车、饼盘车、座台立架、异形工作台等。
保温设备有：保温餐车、保温售饭台、暖碟柜、保温汤桶车、暖饭车、自助餐保温台等。
制冷设备有：冷库、单门冰箱、双门冰箱、四门冰箱、六门冰箱、工作台冰箱、制冰机、饮料展示柜、菜品展示柜、冷饮机等。
食品加工设备有切菜机、洗菜机、去根机、去皮机、切片机、绞肉机、锯骨机、豆浆机、豆腐机、咖啡机等。
厨房排烟设备有排烟风机、油烟净化器、排烟管道、油网烟罩、风机控制箱等。
其他商用厨房设备：传菜梯（升降梯、餐梯）、热水器、开水器、净水器（净水处理设备）、高压花洒龙头、冲地水龙头、食堂污碟输送带、餐厨垃圾处理设备、收残车（台）、收残台、等。
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