提高中餐燃氣灶具產品能效的措施

翁繼聰，何宏銀

（1.廣東產品質量監督檢驗研究院，廣東 佛山 528300；2.廣東省生產許可證審查服務中心，廣州 510630）

0 引言

中餐燃氣灶具是指將城鎮燃氣作為能源，進行食品烹制的相關灶具產品。受到熱傳導效率、材料保溫性能、鍋體材質等因素影響，中餐燃氣灶具能效受到了極大程度的影響。通過采取措施提高產品能效，對提升行業經濟利潤空間有著積極的作用［1］。

《商用燃氣灶具能效限定值及能效等級》標準范圍包括了中餐燃氣炒菜灶、炊用燃氣大鍋灶和燃氣蒸箱3類產品，能效等級分布如表1所示。表中，商用燃氣炒菜灶分為炒菜灶、大鍋灶、蒸箱3大類。其中，1級為目標值，達到該級要求的產品是先進、高效產品；2級為產品節能評價值，達到該級的產品是節能產品；3級則為產品的能效限定值，也是市場準入的最低限定值，低于該指標的產品為淘汰產品，禁止生產和銷售［2］。

表1 商用燃氣灶具能效等級

過去20年中，商用燃具的發展雖然成功地實現了從磚砌灶向不銹鋼燃氣灶的轉變，但其內部控制機構以及新型高效燃燒器的開發推廣工作進展緩慢。商用燃具為了片面地追求猛火爆炒，低效、高污染的鼓風式燃燒器逐漸成為主流。對此，將普通燃氣灶具改進成為3級能效灶具或者更高能效灶具，這將會促進我國商用燃氣灶具產品技術的提升，提高燃氣為能源的燃燒器具產品的市場競爭力，促進燃氣燃燒器具節能減排政策的貫徹執行［3］。

1 中餐燃氣灶具能效損耗原因

1.1 燃燒器能源利用率較低

目前燃氣灶具屬于混合式燃燒器具，即燃燒器是將燃燒氣體（天然氣、液化氣）與部分空氣混合后，由其向鍋底提供熱量供應。在烹飪食物的過程中，燃燒器主要利用混合氣體的燃燒火焰將熱量傳遞給鍋底，該過程中，鍋底與燃氣之間的接觸時間較短，混合氣體燃燒產生的大量熱量只有一部分被利用，大部分燃燒熱都散發到周圍空間，所造成的熱損失較大，并且混合氣體容易出現燃燒不完全的情況，導致能源直接損失10%～15%。

1.2 風機流量過大

不同載荷的燃氣灶具需要配置同型號的風機。目前大部分風機的功率較大，所產生的單位空氣流量較大，導致混合氣體燃燒所產生的熱量被空氣帶走，造成熱量損耗［4］。同時，空氣所需要預熱的時間較長，因為混合氣體中有空氣摻雜，所以在點燃燃氣的過程中，需要損耗1%～3%的能源對空氣進行預熱。由于空氣流量較大，容易將完成預熱的空氣帶走15%～35%，導致預熱效果下降，需要增加預熱時間才能滿足烹飪需求。

1.3 材料性能較差

為了確保熱傳導效率，需要在灶臺內部放置隔熱性能較高的材料。此類材料的使用能夠降低熱傳導效率，提高熱量的聚集度［5］。部分燃氣灶具所使用的隔熱性能較差，在混合氣體燃燒的過程中，會有3%～5%的熱量通過熱傳導的途徑流失，導致資源利用率下降。

1.4 鍋體材料熱導率較低

現階段所使用的鍋體材料大部分都是鐵質材料。因為此類材料的成本較低，所以是目前應用廣泛的鍋體材料。部分用戶選擇鋁制材料作為鍋體材料，兩種材料的導熱性能較好，同時散熱效果也非常好。相較于新型材料，此類材料的熱損失量要高出5%～10%。

1.5 余熱利用效果差

在烹飪過程中會產生大量含熱量較高的煙氣，很多用戶直接將煙氣排出室外，增加了能源損耗。煙氣中所含熱量也是混合氣體燃燒過程中所產生的能量，如果將此能量進行合理利用，能夠有效改善單位能源損耗情況，節約生產成本［6］。

2 提高中餐燃氣灶具能效的措施

2.1 改進燃燒器結構

完全預混式燃燒。完全預混就是燃氣與空氣100%地混合，只要能達到完全預混就會燃燒得非常充分。紅外線就是采用這種完全預混燃燒方式，在對燃燒器結構進行改進時，部門可以大力推廣紅外線燃氣灶具［3］。紅外線燃氣灶具的工作原理是混合氣體在燃燒過程中，將熱量進行聚集，以熱輻射的形式向鍋體供給能量。在此過程中，鍋體在集中熱輻射作用下，能夠實現鍋體的快速加熱。相比于大氣式燃氣灶具，該灶具是在混合氣體完全燃燒后，對熱量進行集中供應，能夠有效提高資源利用率。將兩種灶具進行對比，紅外線燃氣灶具的能效基本可以達到63%，滿足2級能效標準，同比大氣式燃氣灶具56%的能效增幅7%。需要注意的是，紅外線燃氣灶具同比大氣式燃氣灶具成本高出15%～35%。在進行灶具推廣時，可以采取相應的補貼政策來均衡兩者之間的利益關系。

2.2 配置合適的風機

合適的風機能夠保證單位空氣流量供應的穩定性，減少空氣預熱過程中的能量損失。對此，風機型號、規格、尺寸、安放位置變得非常重要。風機的安放位置需要與燃氣灶底供氣位置處于水平，風機偏斜角度應控制5°以內，以減少燃氣流失。風機管口直徑和功率可以根據實際灶臺大小進行選擇，市面上管口直徑保持在10～30 cm，功率幾百瓦到幾千瓦不等［7］。操作人員可以結合實際需求選擇對應風機，借此提高燃氣灶具的能效等級。

但目前燃氣灶具行業的燃氣閥與風門分別單獨調節，存在進風量大小調整不合理，且調整不能保證大小火調節過程中燃料與空氣的配比優化。爐灶燃料調節與進風量調節一體化進行，能保證大小火調節過程中燃料與空氣的配比，燃燒更加充分，使用牢固穩定，限位效果好的商用燃氣爐灶的風氣聯動裝置。如圖1所示。

圖1 風氣聯動裝置

2.3 提升接觸材料性能

為了降低熱量損失，技術人員需要做好灶臺的保溫工作，可以從灶臺內部和灶臺底部進行材料控制。在進行灶臺內部保溫操作時，可以選擇適量保溫棉對灶臺夾層進行填充，為了提高填充的緊實度，操作人員可以將保溫棉分為大小15 cm×15 cm的模塊，將小模塊進行填充，完成填充后需要利用工具進行夯實，以確保夾層的保溫性能［8］。保溫棉在長期使用過程中會出現老化現象，因此在保溫棉使用一段時間后，需要對材料進行更換，更換周期與使用頻率有關，通常材料使用6個月到1年左右后，需要對灶臺進行維護。灶臺底部也是主要的熱量損失區域。對此，操作人員需要在灶臺底部填充適當保溫材料，以減少灶臺熱量損失，提高燃氣的使用效率。

2.4 選擇合適的鍋體

科學技術的快速發展，新型合成材料開始進入人們的生活。新型材料的使用，不僅可以提升鍋體的導熱能力，而且性能的增加，能夠減少其他物質對鍋體的腐蝕，有效提升鍋體的使用壽命。操作人員可以將傳統鐵鍋和鋁鍋調整為不銹鋼鍋具和鋁合金鍋具。此類材料在原有材料基礎上可以提高材料的耐腐蝕性，同時此類材料的導熱能力更好，可以在原有基礎上提升5%～8%的熱傳導效率。導熱能力的增強，一方面能夠減少燃氣使用量，減少資源浪費；另一方面可以滿足國家能效標準，提升行業經濟效益。

2.5 合理利用煙氣余熱

現有的酒店、大型商業餐飲和企事業食堂的商用灶具燃料燃燒后排出的煙氣中通常含有較多的熱量，這些熱量通常直接排出，不能加以充分利用，從而浪費了大量的能源，無法達到節能減排的效果。其實煙氣中也含有大量能量，若將此部分能量進行合理利用，那么將進一步提高燃氣灶具的能效。部門可以將煙氣排放裝置與灶臺風機進行并聯，煙氣在進入管道時，借助風機壓力將剩余煙氣重新填充到灶臺當中，實現能量的重復利用。傳遞材料可以選用保溫性能較高的鋼材進行制作，材料直徑大于風機10～15 cm。需要注意的是，煙氣中含有大量的油氣，對此需要借助過濾網對多余雜質進行過濾，以減少風機的維修頻率，降低能源損耗。煙氣的重復利用可以將其作為混合氣體中的空氣供應，由于煙氣本身具備較高的溫度，在點燃過程中不需要再對空氣進行預熱，可以減少1%～5%的燃燒氣體損耗，熱量回收再利用，達到提高燃氣灶熱效率、均勻火力強度、提高爐腔溫度的目的，進而提升氣體燃燒所產生能量的利用效率。

3 產品進行比對試驗

為了更好地驗證出節能型中餐燃氣炒菜灶與普通型中餐燃氣炒菜灶的節能效果，分別將兩臺產品通過國家標準《GB 30531－2014商用燃氣灶具能效限定值及能效等級》進行檢測。中餐燃氣炒菜灶熱效率比對試驗如表2所示。由表中的結果可以看出，在同樣的條件下進行檢測，改進后的節能型中餐燃氣炒菜灶比普通型中餐燃氣炒菜灶的節能效果更為顯著。

表2 中餐燃氣炒菜灶熱效率比對試驗

4 結束語

綜上所述，改進燃燒器結構能夠提高單位時間內天然氣的供熱量；配置合適的風機能夠減少預熱過程中的熱量流失，使得空氣與燃氣的比例完美配比，從而能夠充分燃燒；使用保溫棉更好地提升接觸材料性能，可以增強灶臺的保溫性能；選擇合適的鍋體能夠有效提高導熱效率；合理利用煙氣余熱回收能夠實現熱量的循環利用。這些措施均有助于提高中餐燃氣灶具能效，對節能減排、低碳環保的大趨勢具有積極的經濟效益和社會效益。