實現(xiàn)燃氣灶具節(jié)能的不同方式和要求

　　自哥本哈根會議以來，人們對源自人類自身活動所造成的資源消耗、環(huán)境污染有了更理性的認識，“節(jié)能、環(huán)保”的低碳經(jīng)濟時代已然來臨。作為能源消耗量、污染排放量較大、與人們生活息息相關的燃氣具行業(yè)，各種“節(jié)能、環(huán)保”產(chǎn)品的呼聲也日益高漲，成為燃氣具各品牌企業(yè)技術研發(fā)、產(chǎn)品升級的根本出發(fā)點。

　　熱損失是灶具熱效率偏低的主要原因

　　實現(xiàn)節(jié)能，意味著提高熱效率，主要指通過技術等手段實現(xiàn)燃燒效率和換熱效率的提高，從而使單位熱量的獲得所需要消耗的燃氣量減少，進而達到降低對燃氣資源的過度消耗、控制溫室性和污染性氣體排放量的節(jié)能減排目的。

　　燃燒效率的提高，依賴于燃氣在預混過程中與空氣的預混程度大小，以及混合氣體燃燒過程中的完全燃燒程度，二者直接決定了在燃燒過程中燃氣化學能的釋放程度大小，因此燃燒效率提高的過程，主要是減少“化學熱損失”的過程。換熱效率的提高，取決于燃燒產(chǎn)生的熱能轉移到炊具上用于加熱的程度大小，在傳統(tǒng)燃氣灶具產(chǎn)品上，由于燃氣燃燒加熱區(qū)域是一個較為開放的空間，換熱過程主要依靠熱能在火焰與空氣的對流中完成，而炊具自身導熱、傳熱性能也制約著熱能的充分利用，過多的熱能易通過煙氣、灶具自身散熱而流失掉，因此換熱效率提高的過程，主要是減少“物理熱損失”的過程。

　　燃氣灶具燃燒器結構的固有不足，是導致“化學熱損失”和“物理熱損失”的主要原因：

　　一方面，燃燒器燃燒空間有限，完全燃燒的實現(xiàn)難度較大。傳統(tǒng)灶具燃燒器的主要部分如分火器、火蓋等爐頭結構，是燃氣預混、燃燒的主要場所，其中引射管的結構形狀、預混腔設計結構、爐頭燃燒空間結構，都處在燃燒和換熱極為濃縮的狹小區(qū)間，而燃氣的高流動性和燃燒熱能爆發(fā)的瞬時性，使得燃氣完全燃燒的實現(xiàn)難度加大。

　　另一方面，燃燒器開放工作，輻射熱損失多。燃燒的發(fā)生區(qū)域雖然狹小，但是燃氣燃燒產(chǎn)熱、換熱的區(qū)域卻是一個開放式的空間，與燃氣熱水器比較，熱交換條件較差，空氣介質的低熱傳導性、流動性、換熱分散性，使得換熱效果難以達到最佳效果，同時受外部氣流的影響較大，參與灶具工作的二次空氣、燃燒生成的煙氣等帶走的熱損失也占去相當多的部分。

　　綜上可見，燃氣灶具能效偏低是由燃燒、換熱過程中的物理和化學“熱損失”的客觀原因和燃燒器結構缺陷的主觀原因共同作用的結果。因此，實現(xiàn)灶具產(chǎn)品的節(jié)能，則必須從以上幾方面綜合考慮，以燃燒、換熱的充分化和燃燒器燃燒結構的最優(yōu)化為目標。

　　燃氣灶具實現(xiàn)節(jié)能的不同方式

　　灶具節(jié)能，主要是依據(jù)節(jié)能原理從產(chǎn)品結構、燃燒、換熱等產(chǎn)品技術設計方面達到優(yōu)化、節(jié)能的目的，產(chǎn)品技術設計的改進是以產(chǎn)品結構的創(chuàng)新為形式，也包含了產(chǎn)品工業(yè)設計的改進形式。

　　1.工業(yè)設計是輔助實現(xiàn)方式

　　產(chǎn)品工業(yè)設計不純粹是產(chǎn)品外觀的視覺感官設計，更是以外觀、形態(tài)、造型等手段去實現(xiàn)產(chǎn)品功能、性能指數(shù)的技術改進。燃氣灶具的外觀、造型對提高熱效率有利的措施主要是對燃燒、換熱等結構組件的形狀、造型予以有機設計，使得結構外型的表現(xiàn)形式更加符合燃氣熱能轉換和傳遞的規(guī)律，或者是工業(yè)設計表現(xiàn)形式更加滿足產(chǎn)品材料在節(jié)能、降耗方面的理性工藝要求，如型材選用、表面處理等。這些手段都是用一種符合燃氣灶具產(chǎn)品原理、結構常識的基本造型設計理念，在產(chǎn)品工業(yè)設計方面對灶具進行熱效率提高的創(chuàng)新應用。

　　工業(yè)設計實現(xiàn)節(jié)能的做法一般體現(xiàn)在對灶具面板、鍋支架、爐頭等關鍵部件上，在具體的灶具產(chǎn)品設計中，也是能夠找到這些做法的影子的。灶具面板和燃燒器及其附屬部件的整體感是產(chǎn)品成功的一個重要因子，面板的工業(yè)設計目的是達成和燃燒器的和諧一致，并能夠對燃燒、換熱形成有利條件，一種很重要的面板工業(yè)設計方式就是“完全上進風”燃燒方式，其特性在于：燃燒器預混、燃燒結構在面板上方，燃燒器下部的面板流線造型有利于一次空氣從面板上方的各個方位進入預混腔，有效保證預混效果和空氣的供給，提高燃燒效率。

　　又如，熱交換的距離是影響換熱效率的重要因素，在不影響燃氣完全燃燒的前提下，改變鍋支架的外觀造型設計，調整鍋底與火孔加熱面的距離，能提高換熱效果。市場上出現(xiàn)的一種名為“聚能圈”、“聚能橋”之類的鍋支架，能夠有效保護熱量，防止其向周邊開放空間散失，這是一種鍋支架造型工業(yè)設計做法。而在紅外線燃燒器中，換熱面的弧面造型，能夠增加熱交換面積，縮短加熱距離，進而提高換熱效率，這些工業(yè)設計方法都是提高灶具燃燒及換熱效率的重要參考手段。

　　2.結構創(chuàng)新是主要實現(xiàn)方式

　　產(chǎn)品結構創(chuàng)新主要是從預混、燃燒換熱的角度關注節(jié)能問題的，是灶具節(jié)能的主要實現(xiàn)方式。預混燃燒技術的成熟，表現(xiàn)在預混程度和預混結構的創(chuàng)新上。預混程度的大小，一般意義上決定了燃燒效率的高低，而預混結構的合理，則從另一個方面保證了燃燒前的燃氣混合均勻性和空燃配比合理性。引射管預混技術在灶具產(chǎn)品中得到充分應用，已處于技術相當成熟的階段，其中全預混燃燒技術也開始受到重視，并在相關灶具產(chǎn)品中嘗試研發(fā)、生產(chǎn)，其優(yōu)越的完全燃燒效果，使灶具的燃燒效率得到更大幅度的提高，節(jié)能效果得到全方位驗證。

　　燃燒、換熱技術是一個有機整體。燃燒器結構設計中，爐頭的結構設計是關鍵的。爐頭是燃燒工作的主體部分，爐頭中分火器、火孔的不同結構中，除去部分工業(yè)設計功能外，其固有的結構特征決定了燃燒方式，也包括燃氣噴流軌跡、二次空氣參與燃燒的方式、鍋底加熱均勻度等等，因此在一定程度上決定了燃燒效率的大小。

　　在實際產(chǎn)品中，不同結構技術的燃燒器類型都能夠達到一定的節(jié)能目的：在分層內(nèi)燃式燃燒器中，空燃混合氣向內(nèi)分層溢出燃燒的方式，使燃燒完全、穩(wěn)定，達到集中、整體加熱的目的，同時能減少空氣對流換熱造成的熱損失，提高換熱效率。又如“主火中置”、“雙環(huán)火”、“三環(huán)火”等燃燒器種類，注重的是燃燒加熱的層迭性和均勻感，以達到良好的換熱效果。在內(nèi)旋火燃燒器中，則是改變火孔出火角度，使之呈現(xiàn)向心旋轉特點，火力匯集到鍋底，再回流加熱，提高換熱效率。在噴火式燃燒器中，通過改變火蓋、火孔的傳統(tǒng)燃燒方式，采取直噴式火孔燃燒，輔助供風，火力更強，燃燒效率和換熱效率則大為提高。

　　能效標準是燃氣灶具實現(xiàn)節(jié)能的未來要求

　　在能源時代的節(jié)能壓力下，燃氣灶節(jié)能技術得到很大的發(fā)展，這些產(chǎn)品技術進步的取得，與技術改進與創(chuàng)新是離不開的。工業(yè)設計創(chuàng)新、產(chǎn)品結構技術改進是實現(xiàn)節(jié)能的主要方式，其節(jié)能成果使得各種節(jié)能灶具在市場上屢見不鮮，如華帝的凈燃聚能灶，以及創(chuàng)爾特的噴火灶，還有西門子、萬和等各種節(jié)能特色灶具。

　　對于燃氣灶具而言，節(jié)能的方式無外乎上述幾個方面，但是在節(jié)能效果要求的衡量尺度上，燃氣灶具一直沒有一個明確的能效標準，而同類產(chǎn)品的燃氣熱水器、燃氣采暖兩用爐等，都已經(jīng)有了明確的能效要求。2008年6月1號，全國范圍的燃氣熱水器能效標識貼標活動，使得燃氣熱水器產(chǎn)品在研發(fā)、銷售過程中有了一個確切的節(jié)能衡量參考標準，在之后的市場推廣、銷售等過程中，消費者也有一個可靠的依據(jù)，有利于節(jié)能產(chǎn)品的概念深入人心。

　　今天，不少廚衛(wèi)品牌的節(jié)能燃氣灶具產(chǎn)品的熱效率已經(jīng)遠遠超過國家標準要求的55%，達到近70%的新的高度。這使得燃氣灶具產(chǎn)品亟需要一套能效標準來衡量產(chǎn)品節(jié)能特性，以與一般灶具區(qū)分開來，也有利于燃氣灶具能效標準的規(guī)范化。因此，在不久的將來，制訂一套燃氣灶具能效標準，并粘貼能效標識，是產(chǎn)品和市場對燃氣灶具提出的新的要求。             （責編 邱麥平）