家用燃气灶具燃烧性能中欧标准差异解析

黄桦

国家燃气用具产品质量检验检测中心（佛山）

经过40余年的快速发展，我国燃气具行业取得了长足的进步，目前我国已成为全球最大的家用燃气灶具研发，生产加工及销售的制造基地，同时随着国际贸易的不断发展，中欧间家用燃气灶具的贸易往来也日益频繁。由于东西方地区的饮食习惯及产品设计理念不同，我国的家用燃气灶具和欧盟相比在产品结构，功能和产品标准上不可避免地存在较大不同。我国家用燃气灶具标准体系主要包含两部分：安全性能标准（GB16410）和能效限定值标准（GB30720）；欧盟的家用燃气灶具标准体系主要包含两部分：安全性能标准（EN30-1系列）和能源效率标准（EN30-2系列）。本文选取家用燃气灶具的三个主要性能参数：热负荷、干烟气中CO含量、热效率，对中欧标准做一个简要的差异解析。

一、热负荷

1.1 中国标准的要求与试验方法

中国标准要求：

灶具的热负荷应满足：

a）每个燃烧器的实测折算热负荷与额定热负荷的偏差应在±10%以内；

b）总实测折算热负荷与单个燃烧器实测折算热负荷总和之比≥85%；

c）两眼和两眼以上的燃气灶和气电两用灶应有一个主火，其实测折算热负荷：普通型灶≥3.5kW；红外线灶≥3.0kW。

试验方法：

——使用交流电源的灶具，将电源电压设定在额定电压。

——试验单个燃烧器热负荷时，只点燃单个燃烧器进行逐个检测，试验灶具总热负荷时，所有燃烧器应同时点燃检测。

——在单个燃烧器或全部燃烧器点燃后15 min～20 min时段内用气体流量计测定燃气流量，气体流量计指针走一周以上的整圈数，且测定时间应不少于1 min，重复测定二次以上，读数误差小于2%，取两次流量的平均值。

1.2 欧盟标准的要求与试验方法

欧盟标准要求：

在标准要求的试验条件下，所得到的热负荷与额定热负荷Qn之间的偏差在下面指定的范围内：

——如果燃烧器的额定热负荷Qn不超过2.25kW，其允许偏差范围是±8%以内；

——如果燃烧器的额定热负荷2.25kW≤Qn≤3.6kW，其公差应是±0.177kW；

——如果燃烧器的额定热负荷Qn＞3.6kW其公差±5%；

——对于装有0.3mm＜直径≤0.5mm喷嘴的燃烧器，其公差扩展到±10%；

——对于装有直径＜0.3mm喷嘴的燃烧器，其公差扩展到±20%。

灶具的总热负荷:

在标准要求的试验条件下，所有阀门打开到最大，相同测试条件下灶具的总热负荷不得少于单个燃烧器热负荷之和的90%。

试验方法：

——将测试用锅放置在无覆盖的燃烧器上；

——在室温下点燃灶具燃烧器预热10分钟；

——在10分钟预热结束时开始测量，最迟在13分钟结束，或者在13分钟结束前测量仪表已经达到最大整数圈时结束。测量时仪表应走一周以上的整数圈。

1.3 差异解析

中欧灶具标准对热负荷的要求差异比较大，主要体现在以下几点：

⑴热负荷计算时，GB16410使用的试验气热值是15℃，101.3kPa状态下的低热值，EN30使用试验气的高热值。正因如此，同一台灶具用不同方法测试最后得到的折算热负荷会有较大不同。在实际经验中，不熟悉欧盟标准的中国厂家往往会对此产生混淆，明确了这一点，中国厂家能更好的理解欧盟方面的产品要求，会在产品热负荷的设计上需要有更强的针对性。

⑵单个燃烧器的实测折算热负荷与额定热负荷的偏差，中国标准统一要求在±10%以内，而欧盟标准则根据喷嘴大小和额定热负荷的不同，要求偏差从5%~20%不等。按照欧盟标准的细分方式考查可知，除了极个别情况的允许偏差较大外，欧标都比国标要求要严格；

⑶总实测折算热负荷与单个燃烧器实测折算热负荷总和之比，国标是≥85%，欧标是90%，同样的，欧标比国标更为严格；

⑷由于烹饪习惯的差异，中餐炒菜要求热负荷比较大。因此国标要求两眼灶和多眼灶应有一个主火，且主火的实测折算热负荷：普通型灶≥3.5 kW，红外线灶≥3.0 kW。欧标则无此要求；

⑸欧标对于灶具在气源切换时的热负荷有要求，另外对小火状态下的热负荷也有要求。国标对此均无要求。

二、干烟气中CO含量

2.1 中国标准的要求与试验方法

标准要求：

干烟气中一氧化碳浓度（理论空气系数α=1，体积百分数）≤0.05（0-2气）

试验方法：

——烟气取样器的形状见图a)及安装位置见图b)；

——测定室内空气(干燥状态)中二氧化碳 浓度；

——灶具点燃15 min后，用烟气取样器取样，测量烟气中的一氧化碳含量和二氧化碳含量；

取样器形状及安装位置见下图：

2.2 欧盟标准的要求与试验方法

标准要求：

在标准要求的试验条件下，在空气和干烟气中CO的体积含量应：

——试验1时，不超过0.10%；

——试验2、试验3和试验6（如果适用）时不超过0.15%；

——对试验4和试验5（如果适用）时不超过0.20%。

试验方法：

按照规定的条件安装灶具，各燃烧器单独测试并按照规定的条件，事前调到其额定热负荷。

通过标准要求的多组试验条件测试是否符合要求。

采样装置见下图：

2.3 差异解析

中国标准对于干烟气中CO含量的测试仅在基准气常压下进行，而欧盟标准要进行多组情况的测试，不仅要对单个燃烧器常压燃烧时进行考核，还要对不同负荷，压力，基准气和界限气的情况进行测试，同时还要对所有燃烧器同时工作时的烟气进行测试。相比而言，欧盟标准的CO测试考虑到了很多种工况情况下的CO排放状态，而中国标准只考核基准气状态，一旦有气源情况不稳定的情况出现，很难保证燃烧状况符合要求。由此可见，欧盟标准的CO测试较之中国标准更为严谨，也更为系统。另外，中国标准和欧盟标准的CO取样方式也有明显不同，中国标准采用的近吸式取样，取样装置为取样环，欧盟标准采用的上吸式取样，取样装置为取样罩，中国标准采样烟气中CO和CO2含量较之欧盟标准要高，这是由于欧盟标准采用的集气罩有部分空间被周围的空气稀释了，而中国标准采用的近吸式直接把火焰产生的高温烟气近距离抽取。两者虽然方式差异较大，但是最终目的都是一致的，就是需要获得灶具燃烧而产生废气的代表性样品。

三、热效率

3.1 中国标准的要求与试验方法

基本要求

家用燃气灶具根据热效率的不同分为3级能效等级，其中1级能效最高。各等级的热效率值不应低于表3的规定。

表3 家用燃气灶具能效等级

能效限定值

家用燃气灶具能效限定值应为表3中能效等级的3级。

节能评价值

家用燃气灶具节能评价值为表3中能效等级的2级。

试验方法：

a)点燃燃烧器，燃气阀门调至最大，将燃气供气压力调整到额定值；

b)开启集成灶吸排油烟装置，风机在最高转速下工作（如有）；

c)坐上下限锅，燃烧15min后换上试验锅，水初温应取室温加5K，水终温应取水初温加50K。

在水初温前5K时，开始搅拌，到水初温时停止搅拌，开始计量燃气消耗。在水终温前5K时又开始搅拌，到水终温时，记录所有参数，计算实测热效率。

3.2 欧盟标准的要求与试验方法

标准要求：

对单个的无盖板燃烧器，在规定的试验条件下进行热效率试验，每个燃烧器的热效率应不小于52%。

试验方法：

根据待测燃烧器的标称热负荷，按标准要求选择试验锅的直径及加水量。

水的初始温度t1为（20±1）℃，燃烧器熄火时的温度为（90±1）℃。

测量燃烧器熄火后观察到的最高温度t2（以摄氏度表示的最终温度）。

使用温度传感器测量水温，其测量不确定度应小于0.1℃。测量时将温度传感器放置在水量的中心位置。

燃烧器在以下条件下进行预热：

a)燃烧器在其额定热负荷或根据5.1.1中定义的调整位置按表1的要求调整得到的热负荷下运行10分钟。

b)无论额定热负荷是多少，燃烧器上放置直径为220mm的试验锅，其中加入3.7kg的水。

一旦预热完成，立即移除220mm直径的试验锅，并更换为用于热效率测试的试验锅。然后开始记录燃气消耗量，在燃烧器熄灭后，停止记录燃气消耗量，试验锅继续放置在燃烧器上。

3.3 差异解析

中欧标准在能效测试上的差异有以下几点：

第一、中国标准按照不同的灶具类型对能效分了等级，并设定了能效限定值和节能评价值，这对灶具热效率的提升有促进和引导作用，有利用节能环保；同时能将好产品的差的产品有效区分开来，有助于用户选购并实现对灶具产品的优胜劣汰。

第二、热效率的要求不一样。由于欧盟标准基于高热值计算，而中国标准则按低热值计算，且测试方法和计算方法不同。

第三、试验锅的不同，中国标准采用黑度统一的暗黑铝锅且统一由指定的供应商供应，欧盟标准采用灰色铝锅，但是实践证明亮色铝锅用过一段时间后其光亮度会发生改变，造成热效率测试结果的不统一，而采用了统一黑度的锅会使热效率的测试结果更为统一。

第四、对燃烧类型的分类方式不同。中国标准按大气式，红外式和集成灶区分，欧盟标准则按无盖板燃烧器，有盖板燃烧器和烤箱来区分。

第五、试验方法不同。中国标准的热水加热温升为50度不考虑余热温升，欧盟标准为90度且考虑余热温升。中国标准加水量分的档位较多，试验过程中需要搅拌，按上下限锅结果插值计算最终热效率。欧盟标准则要求调节热负荷大小以达到在特定值的状态下进行测试，加水量分的档位相对较少，试验过程中不需要搅拌，单个燃烧器的最终热效率无需插值计算。此外，欧盟标准还通过将所有燃烧器的热效率平均的方式考核整台灶具的热效率，这在中国标准中是没有的。

第六、采用中国标准的热效率结果往往比采用欧盟标准的测试结果要高，这是因为中国标准的暗黑铝锅吸热率比欧盟标准的灰白铝锅要更强，同时中国标准计算采用低热值而欧盟标准计算采用高热值，造成了这种现象。

结束语：

本文对中欧家用燃气灶标准里的“热负荷”、“干烟气中CO含量”及“热效率”的要求及测试方法进行了对比分析，希望能为从事家用燃气灶具生产或出口认证的技术人员，检验人员等相关技术人员提供一个准确，可靠的参考。虽然家用燃气灶具已经历了比较长的发展历史，但在很长一段时期内都没有一本关于家用燃气灶具的通用国际标准。为了解决这一困局，ISO国际标准化组织于2014年设立了TC291家用燃气灶具技术委员会（domestic gas cooking appliances），负责家用燃气灶具领域的全球性标准化工作。该技术委员会从成立之初，中国就作为P成员国积极参与ISO/TC291的标准制定工作，经过多年努力，现在家用燃气灶具的相关国际标准ISO TS21364系列标准已发布，这将有力的促进国内燃气灶具行业技术的发展和国家标准进一步与国际接轨，为国内燃气灶具企业走出国门提供更好的技术保障。