实现燃气灶具节能的不同方式和要求

　　自哥本哈根会议以来，人们对源自人类自身活动所造成的资源消耗、环境污染有了更理性的认识，“节能、环保”的低碳经济时代已然来临。作为能源消耗量、污染排放量较大、与人们生活息息相关的燃气具行业，各种“节能、环保”产品的呼声也日益高涨，成为燃气具各品牌企业技术研发、产品升级的根本出发点。

　　热损失是灶具热效率偏低的主要原因

　　实现节能，意味着提高热效率，主要指通过技术等手段实现燃烧效率和换热效率的提高，从而使单位热量的获得所需要消耗的燃气量减少，进而达到降低对燃气资源的过度消耗、控制温室性和污染性气体排放量的节能减排目的。

　　燃烧效率的提高，依赖于燃气在预混过程中与空气的预混程度大小，以及混合气体燃烧过程中的完全燃烧程度，二者直接决定了在燃烧过程中燃气化学能的释放程度大小，因此燃烧效率提高的过程，主要是减少“化学热损失”的过程。换热效率的提高，取决于燃烧产生的热能转移到炊具上用于加热的程度大小，在传统燃气灶具产品上，由于燃气燃烧加热区域是一个较为开放的空间，换热过程主要依靠热能在火焰与空气的对流中完成，而炊具自身导热、传热性能也制约着热能的充分利用，过多的热能易通过烟气、灶具自身散热而流失掉，因此换热效率提高的过程，主要是减少“物理热损失”的过程。

　　燃气灶具燃烧器结构的固有不足，是导致“化学热损失”和“物理热损失”的主要原因：

　　一方面，燃烧器燃烧空间有限，完全燃烧的实现难度较大。传统灶具燃烧器的主要部分如分火器、火盖等炉头结构，是燃气预混、燃烧的主要场所，其中引射管的结构形状、预混腔设计结构、炉头燃烧空间结构，都处在燃烧和换热极为浓缩的狭小区间，而燃气的高流动性和燃烧热能爆发的瞬时性，使得燃气完全燃烧的实现难度加大。

　　另一方面，燃烧器开放工作，辐射热损失多。燃烧的发生区域虽然狭小，但是燃气燃烧产热、换热的区域却是一个开放式的空间，与燃气热水器比较，热交换条件较差，空气介质的低热传导性、流动性、换热分散性，使得换热效果难以达到最佳效果，同时受外部气流的影响较大，参与灶具工作的二次空气、燃烧生成的烟气等带走的热损失也占去相当多的部分。

　　综上可见，燃气灶具能效偏低是由燃烧、换热过程中的物理和化学“热损失”的客观原因和燃烧器结构缺陷的主观原因共同作用的结果。因此，实现灶具产品的节能，则必须从以上几方面综合考虑，以燃烧、换热的充分化和燃烧器燃烧结构的最优化为目标。

　　燃气灶具实现节能的不同方式

　　灶具节能，主要是依据节能原理从产品结构、燃烧、换热等产品技术设计方面达到优化、节能的目的，产品技术设计的改进是以产品结构的创新为形式，也包含了产品工业设计的改进形式。

　　1.工业设计是辅助实现方式

　　产品工业设计不纯粹是产品外观的视觉感官设计，更是以外观、形态、造型等手段去实现产品功能、性能指数的技术改进。燃气灶具的外观、造型对提高热效率有利的措施主要是对燃烧、换热等结构组件的形状、造型予以有机设计，使得结构外型的表现形式更加符合燃气热能转换和传递的规律，或者是工业设计表现形式更加满足产品材料在节能、降耗方面的理性工艺要求，如型材选用、表面处理等。这些手段都是用一种符合燃气灶具产品原理、结构常识的基本造型设计理念，在产品工业设计方面对灶具进行热效率提高的创新应用。

　　工业设计实现节能的做法一般体现在对灶具面板、锅支架、炉头等关键部件上，在具体的灶具产品设计中，也是能够找到这些做法的影子的。灶具面板和燃烧器及其附属部件的整体感是产品成功的一个重要因子，面板的工业设计目的是达成和燃烧器的和谐一致，并能够对燃烧、换热形成有利条件，一种很重要的面板工业设计方式就是“完全上进风”燃烧方式，其特性在于：燃烧器预混、燃烧结构在面板上方，燃烧器下部的面板流线造型有利于一次空气从面板上方的各个方位进入预混腔，有效保证预混效果和空气的供给，提高燃烧效率。

　　又如，热交换的距离是影响换热效率的重要因素，在不影响燃气完全燃烧的前提下，改变锅支架的外观造型设计，调整锅底与火孔加热面的距离，能提高换热效果。市场上出现的一种名为“聚能圈”、“聚能桥”之类的锅支架，能够有效保护热量，防止其向周边开放空间散失，这是一种锅支架造型工业设计做法。而在红外线燃烧器中，换热面的弧面造型，能够增加热交换面积，缩短加热距离，进而提高换热效率，这些工业设计方法都是提高灶具燃烧及换热效率的重要参考手段。

　　2.结构创新是主要实现方式

　　产品结构创新主要是从预混、燃烧换热的角度关注节能问题的，是灶具节能的主要实现方式。预混燃烧技术的成熟，表现在预混程度和预混结构的创新上。预混程度的大小，一般意义上决定了燃烧效率的高低，而预混结构的合理，则从另一个方面保证了燃烧前的燃气混合均匀性和空燃配比合理性。引射管预混技术在灶具产品中得到充分应用，已处于技术相当成熟的阶段，其中全预混燃烧技术也开始受到重视，并在相关灶具产品中尝试研发、生产，其优越的完全燃烧效果，使灶具的燃烧效率得到更大幅度的提高，节能效果得到全方位验证。

　　燃烧、换热技术是一个有机整体。燃烧器结构设计中，炉头的结构设计是关键的。炉头是燃烧工作的主体部分，炉头中分火器、火孔的不同结构中，除去部分工业设计功能外，其固有的结构特征决定了燃烧方式，也包括燃气喷流轨迹、二次空气参与燃烧的方式、锅底加热均匀度等等，因此在一定程度上决定了燃烧效率的大小。

　　在实际产品中，不同结构技术的燃烧器类型都能够达到一定的节能目的：在分层内燃式燃烧器中，空燃混合气向内分层溢出燃烧的方式，使燃烧完全、稳定，达到集中、整体加热的目的，同时能减少空气对流换热造成的热损失，提高换热效率。又如“主火中置”、“双环火”、“三环火”等燃烧器种类，注重的是燃烧加热的层迭性和均匀感，以达到良好的换热效果。在内旋火燃烧器中，则是改变火孔出火角度，使之呈现向心旋转特点，火力汇集到锅底，再回流加热，提高换热效率。在喷火式燃烧器中，通过改变火盖、火孔的传统燃烧方式，采取直喷式火孔燃烧，辅助供风，火力更强，燃烧效率和换热效率则大为提高。

　　能效标准是燃气灶具实现节能的未来要求

　　在能源时代的节能压力下，燃气灶节能技术得到很大的发展，这些产品技术进步的取得，与技术改进与创新是离不开的。工业设计创新、产品结构技术改进是实现节能的主要方式，其节能成果使得各种节能灶具在市场上屡见不鲜，如华帝的净燃聚能灶，以及创尔特的喷火灶，还有西门子、万和等各种节能特色灶具。

　　对于燃气灶具而言，节能的方式无外乎上述几个方面，但是在节能效果要求的衡量尺度上，燃气灶具一直没有一个明确的能效标准，而同类产品的燃气热水器、燃气采暖两用炉等，都已经有了明确的能效要求。2008年6月1号，全国范围的燃气热水器能效标识贴标活动，使得燃气热水器产品在研发、销售过程中有了一个确切的节能衡量参考标准，在之后的市场推广、销售等过程中，消费者也有一个可靠的依据，有利于节能产品的概念深入人心。

　　今天，不少厨卫品牌的节能燃气灶具产品的热效率已经远远超过国家标准要求的55%，达到近70%的新的高度。这使得燃气灶具产品亟需要一套能效标准来衡量产品节能特性，以与一般灶具区分开来，也有利于燃气灶具能效标准的规范化。因此，在不久的将来，制订一套燃气灶具能效标准，并粘贴能效标识，是产品和市场对燃气灶具提出的新的要求。             （责编 邱麦平）