提高中餐燃气灶具产品能效的措施

翁继聪，何宏银

（1.广东产品质量监督检验研究院，广东 佛山 528300；2.广东省生产许可证审查服务中心，广州 510630）

0 引言

中餐燃气灶具是指将城镇燃气作为能源，进行食品烹制的相关灶具产品。受到热传导效率、材料保温性能、锅体材质等因素影响，中餐燃气灶具能效受到了极大程度的影响。通过采取措施提高产品能效，对提升行业经济利润空间有着积极的作用［1］。

《商用燃气灶具能效限定值及能效等级》标准范围包括了中餐燃气炒菜灶、炊用燃气大锅灶和燃气蒸箱3类产品，能效等级分布如表1所示。表中，商用燃气炒菜灶分为炒菜灶、大锅灶、蒸箱3大类。其中，1级为目标值，达到该级要求的产品是先进、高效产品；2级为产品节能评价值，达到该级的产品是节能产品；3级则为产品的能效限定值，也是市场准入的最低限定值，低于该指标的产品为淘汰产品，禁止生产和销售［2］。

表1 商用燃气灶具能效等级

过去20年中，商用燃具的发展虽然成功地实现了从砖砌灶向不锈钢燃气灶的转变，但其内部控制机构以及新型高效燃烧器的开发推广工作进展缓慢。商用燃具为了片面地追求猛火爆炒，低效、高污染的鼓风式燃烧器逐渐成为主流。对此，将普通燃气灶具改进成为3级能效灶具或者更高能效灶具，这将会促进我国商用燃气灶具产品技术的提升，提高燃气为能源的燃烧器具产品的市场竞争力，促进燃气燃烧器具节能减排政策的贯彻执行［3］。

1 中餐燃气灶具能效损耗原因

1.1 燃烧器能源利用率较低

目前燃气灶具属于混合式燃烧器具，即燃烧器是将燃烧气体（天然气、液化气）与部分空气混合后，由其向锅底提供热量供应。在烹饪食物的过程中，燃烧器主要利用混合气体的燃烧火焰将热量传递给锅底，该过程中，锅底与燃气之间的接触时间较短，混合气体燃烧产生的大量热量只有一部分被利用，大部分燃烧热都散发到周围空间，所造成的热损失较大，并且混合气体容易出现燃烧不完全的情况，导致能源直接损失10%～15%。

1.2 风机流量过大

不同载荷的燃气灶具需要配置同型号的风机。目前大部分风机的功率较大，所产生的单位空气流量较大，导致混合气体燃烧所产生的热量被空气带走，造成热量损耗［4］。同时，空气所需要预热的时间较长，因为混合气体中有空气掺杂，所以在点燃燃气的过程中，需要损耗1%～3%的能源对空气进行预热。由于空气流量较大，容易将完成预热的空气带走15%～35%，导致预热效果下降，需要增加预热时间才能满足烹饪需求。

1.3 材料性能较差

为了确保热传导效率，需要在灶台内部放置隔热性能较高的材料。此类材料的使用能够降低热传导效率，提高热量的聚集度［5］。部分燃气灶具所使用的隔热性能较差，在混合气体燃烧的过程中，会有3%～5%的热量通过热传导的途径流失，导致资源利用率下降。

1.4 锅体材料热导率较低

现阶段所使用的锅体材料大部分都是铁质材料。因为此类材料的成本较低，所以是目前应用广泛的锅体材料。部分用户选择铝制材料作为锅体材料，两种材料的导热性能较好，同时散热效果也非常好。相较于新型材料，此类材料的热损失量要高出5%～10%。

1.5 余热利用效果差

在烹饪过程中会产生大量含热量较高的烟气，很多用户直接将烟气排出室外，增加了能源损耗。烟气中所含热量也是混合气体燃烧过程中所产生的能量，如果将此能量进行合理利用，能够有效改善单位能源损耗情况，节约生产成本［6］。

2 提高中餐燃气灶具能效的措施

2.1 改进燃烧器结构

完全预混式燃烧。完全预混就是燃气与空气100%地混合，只要能达到完全预混就会燃烧得非常充分。红外线就是采用这种完全预混燃烧方式，在对燃烧器结构进行改进时，部门可以大力推广红外线燃气灶具［3］。红外线燃气灶具的工作原理是混合气体在燃烧过程中，将热量进行聚集，以热辐射的形式向锅体供给能量。在此过程中，锅体在集中热辐射作用下，能够实现锅体的快速加热。相比于大气式燃气灶具，该灶具是在混合气体完全燃烧后，对热量进行集中供应，能够有效提高资源利用率。将两种灶具进行对比，红外线燃气灶具的能效基本可以达到63%，满足2级能效标准，同比大气式燃气灶具56%的能效增幅7%。需要注意的是，红外线燃气灶具同比大气式燃气灶具成本高出15%～35%。在进行灶具推广时，可以采取相应的补贴政策来均衡两者之间的利益关系。

2.2 配置合适的风机

合适的风机能够保证单位空气流量供应的稳定性，减少空气预热过程中的能量损失。对此，风机型号、规格、尺寸、安放位置变得非常重要。风机的安放位置需要与燃气灶底供气位置处于水平，风机偏斜角度应控制5°以内，以减少燃气流失。风机管口直径和功率可以根据实际灶台大小进行选择，市面上管口直径保持在10～30 cm，功率几百瓦到几千瓦不等［7］。操作人员可以结合实际需求选择对应风机，借此提高燃气灶具的能效等级。

但目前燃气灶具行业的燃气阀与风门分别单独调节，存在进风量大小调整不合理，且调整不能保证大小火调节过程中燃料与空气的配比优化。炉灶燃料调节与进风量调节一体化进行，能保证大小火调节过程中燃料与空气的配比，燃烧更加充分，使用牢固稳定，限位效果好的商用燃气炉灶的风气联动装置。如图1所示。

图1 风气联动装置

2.3 提升接触材料性能

为了降低热量损失，技术人员需要做好灶台的保温工作，可以从灶台内部和灶台底部进行材料控制。在进行灶台内部保温操作时，可以选择适量保温棉对灶台夹层进行填充，为了提高填充的紧实度，操作人员可以将保温棉分为大小15 cm×15 cm的模块，将小模块进行填充，完成填充后需要利用工具进行夯实，以确保夹层的保温性能［8］。保温棉在长期使用过程中会出现老化现象，因此在保温棉使用一段时间后，需要对材料进行更换，更换周期与使用频率有关，通常材料使用6个月到1年左右后，需要对灶台进行维护。灶台底部也是主要的热量损失区域。对此，操作人员需要在灶台底部填充适当保温材料，以减少灶台热量损失，提高燃气的使用效率。

2.4 选择合适的锅体

科学技术的快速发展，新型合成材料开始进入人们的生活。新型材料的使用，不仅可以提升锅体的导热能力，而且性能的增加，能够减少其他物质对锅体的腐蚀，有效提升锅体的使用寿命。操作人员可以将传统铁锅和铝锅调整为不锈钢锅具和铝合金锅具。此类材料在原有材料基础上可以提高材料的耐腐蚀性，同时此类材料的导热能力更好，可以在原有基础上提升5%～8%的热传导效率。导热能力的增强，一方面能够减少燃气使用量，减少资源浪费；另一方面可以满足国家能效标准，提升行业经济效益。

2.5 合理利用烟气余热

现有的酒店、大型商业餐饮和企事业食堂的商用灶具燃料燃烧后排出的烟气中通常含有较多的热量，这些热量通常直接排出，不能加以充分利用，从而浪费了大量的能源，无法达到节能减排的效果。其实烟气中也含有大量能量，若将此部分能量进行合理利用，那么将进一步提高燃气灶具的能效。部门可以将烟气排放装置与灶台风机进行并联，烟气在进入管道时，借助风机压力将剩余烟气重新填充到灶台当中，实现能量的重复利用。传递材料可以选用保温性能较高的钢材进行制作，材料直径大于风机10～15 cm。需要注意的是，烟气中含有大量的油气，对此需要借助过滤网对多余杂质进行过滤，以减少风机的维修频率，降低能源损耗。烟气的重复利用可以将其作为混合气体中的空气供应，由于烟气本身具备较高的温度，在点燃过程中不需要再对空气进行预热，可以减少1%～5%的燃烧气体损耗，热量回收再利用，达到提高燃气灶热效率、均匀火力强度、提高炉腔温度的目的，进而提升气体燃烧所产生能量的利用效率。

3 产品进行比对试验

为了更好地验证出节能型中餐燃气炒菜灶与普通型中餐燃气炒菜灶的节能效果，分别将两台产品通过国家标准《GB 30531－2014商用燃气灶具能效限定值及能效等级》进行检测。中餐燃气炒菜灶热效率比对试验如表2所示。由表中的结果可以看出，在同样的条件下进行检测，改进后的节能型中餐燃气炒菜灶比普通型中餐燃气炒菜灶的节能效果更为显著。

表2 中餐燃气炒菜灶热效率比对试验

4 结束语

综上所述，改进燃烧器结构能够提高单位时间内天然气的供热量；配置合适的风机能够减少预热过程中的热量流失，使得空气与燃气的比例完美配比，从而能够充分燃烧；使用保温棉更好地提升接触材料性能，可以增强灶台的保温性能；选择合适的锅体能够有效提高导热效率；合理利用烟气余热回收能够实现热量的循环利用。这些措施均有助于提高中餐燃气灶具能效，对节能减排、低碳环保的大趋势具有积极的经济效益和社会效益。