燃气灶具节能技术应用现状及未来发展趋势

2011-06-15 13:42 来源:《现代家电》 [ 收藏 ]

  在当今时代背景之下,随着人们对煤炭、石油、天然气等自然能源开采量日益增大,以及化石能源的不可再生性,节能已经成为世界各国的主题。凡是涉及能源的领域,都能够找到节能的影子,大至节能汽车,小至节能灯具,无一不体现着大环境下的这种节能趋势。

  在能源消耗重要领域中的家电产业中,燃气具行业以其独特的方式消耗着液化石油气、天然气等自然资源,以燃气灶具为例,从节能的角度出发进行分析,足以看出节能技术在燃气灶具产品上的应用与发展特点。

  节能技术是燃气灶具的核心技术

  参考燃气灶具产品发展历程,从简单的早期样本,到今天几乎千姿百态的产品样式,技术的发展左右了这个产品的发展路径。不管是从单眼到多眼的组合形式变化,还是从台式到嵌入式的外观结构形式变化,或者是从单一能源到气电两用等功能形式的转变,都没有触及到燃气灶具的核心技术目标,也没有对燃气灶具产品发展的核心部分予以改观,因此,外观、结构、组合等形式的技术变化并不是燃气灶具的核心技术。

  相反,燃气引射原理的应用,改变了最初扩散式燃烧方式的陈旧落后局面,使得引射预混的燃烧方式逐渐成为主流,大幅改善灶具热效率、排放指标等参数的同时,也改善了燃气灶具的工作安全性,这是灶具技术的一大进步。燃烧技术的应用及其日益成熟,对灶具影响最大的就是热效率的大幅提高,而提高热效率意味着能源综合利用效率的提高,具有普遍的节能效益,燃烧技术还侧重于对燃气灶具引射预混结构、燃烧器的不断创新,伴随着结构、外观等表现方式的巨大改观。

  所以,燃烧技术的发展进步是以节能为核心技术目标的,燃烧技术是节能技术的主要实现方式,节能技术是燃气灶具的核心技术。

  燃气灶具节能技术的应用特点

  燃气灶具节能技术的应用,贯穿在燃烧技术应用、发展的始终。燃烧技术的发展,以燃烧技术的两大基本方式为纲,即大气式燃烧方式和全预混燃烧方式,体现出燃气灶具节能技术发展的两个不同的历史阶段,而这两种燃烧方式的应用,是以达到更高的灶具燃烧热效率为共同目的的,这是燃气灶具节能技术应用的重要特点。

  大气式燃烧,又名部分预混燃烧技术,燃气利用喷射时动能较大的高速紊流作用,在引射管内形成轴向旋流,通过扩散作用混合一次空气,在燃烧盘、火盖形成稳定的可燃性混合气体。在大气式燃烧方式中,其剩余空气系数一般小于1(为0.6左右),因此需要二次空气的大量补充,对空气补给的依赖程度较高,同时由于空气流动带走部分热量,因此大气式燃烧器的热效率一般较低,按照目前行业通用的燃气灶具标准GB16410-2007的要求,台式燃气灶的热效率的下限是55%,嵌入式燃气灶的热效率的下限是50%。

  在大气式燃烧器中,对燃烧器的创新,不同的生产厂家有不同的特点,如方太的“五腔驱动”,帅康的“五环劲火”,超人的“内旋火”等等,都是以结构上的不同方式,来达到提高热效率的节能目的。其他诸如全上进风、旋转火等,包括弧形面板的设计,形式各异,都是以巧妙吸入二次空气为技术目的,不一而同。例如西门子的“四翼旋火”的燃烧器,从飞机螺旋桨的组合结构中获取灵感,运用四组疏密有致的全方位火孔,火孔数量以及火孔分布合理,保证外圈火焰热效率的极大化,每组火孔的间距也经过特别设计,形成向心旋转,配合中心火头,火力集中于锅底,提升热效率。

四翼旋火燃烧器效果图

  从大气式燃烧方式到全预混燃烧方式的转变,是燃气灶具节能技术的重大跨越。全预混燃烧器又名红线外燃烧器,其引射原理与部分预混燃烧方法相同,预先将燃气与全部所需空气在预混空间进行配比、混合,并在燃烧火孔中燃烧。全预混燃烧能够按照稳定的空燃混合当量比进行燃烧,燃烧在瞬间完成,形成稳定高温区。红外线燃烧器由于预混程度较高,过剩空气系数约为1.05~1.1,因此采取网状燃烧结构,并形成红外光辐射,热效率较之国家标准,已经有了大幅度的提高,节能效果十分突出。

  如华帝于2009年底推出的聚能灶,以通过环形缠绕和焊接工艺形成的金属蜂窝体燃烧器为工作主体,通过对其引射预混结构的改进,具有空燃混合均匀、燃烧充分、烟气量少等优点。聚能灶预混燃烧速度非常快,火焰很短,对流换热激发高能红外线,向锅体辐射,将大部分能量转化为具备强烈热效应、可迅速被炊具吸收的红外光,属于“无焰燃烧”,红外光热效应强烈,因此可见光损失相对很小。聚能灶热效率高达68.5%,远远超过了现行灶具国家标准的要求,是燃气灶具在燃烧技术、热效率等方面的一次重大的节能技术革命。

  走出节能技术的研发误区

  结合大气式燃烧器和红外线燃烧器在燃气灶具产品中的发展历程,我们可以发现,节能技术的应用具有阶段性。在大气式燃烧器占据主流技术地位的大部分时期,在国家标准对热效率的强制要求下,广大生产厂家无不通过技术改进,来抢占有限的效率提升空间。如前所述的各种特色的燃烧器就是实例,它们都能够实现燃气灶具一定的效率优势,但是在不改变燃烧方式的前提下,燃气灶具在节能技术方面无法实现质的突破。

  红外线燃烧技术的诞生,以燃烧方式脱胎换骨式的变革,使燃气灶具在热效率方面达到了一个全新的提升高度。目前,红外线燃烧器在燃气灶具市场的应用非常广泛,各主流品牌,甚至是不知名的杂牌、小作坊,在红外线燃烧技术方面都有运用,尽管市场产品形形色色,品质也良莠不齐,但也充分证明了生产厂家已经留意到这个新兴的灶具技术领域。

  在目前的节能背景下,为了达到各自的产品推销目标,各大、中小企业无不以“节能”二字为自己的产品添色,但其中不乏空洞而迎合潮流的噱头之举。许多品牌都宣称自己有所谓的“核心技术”,但考究其产品技术创新特点,则并无实质内容,有的以“蓝火”为技术标榜,有的以燃烧器的外观变化为灶具节能的实现理由,更有甚者,以附加“聚能圈”一类的辅助方式来作为提高灶具热效率的技术筹码,这无疑是十分荒谬的。实践上已经被证明走入了燃气灶具的技术研发误区,所以,不改变灶具燃烧实现方式的所谓“技术创新”,其它措施是不值得推崇的。

  红外线燃烧技术是未来节能趋势

  长远看来,节能要求将成为今后很长时间内燃气灶具产品的技术创新主题,这就要求广大厂家应该循着这条技术创新主线,在正确的发展之路上前进。从燃气灶具能效的角度看,目前燃气灶具只有采用全预混燃烧方式的红外线燃烧技术,才具备灶具热效率跨越式进步的可能性。

  其次,从技术发展的角度看,大气式燃烧器在技术上的热效率微弱提升空间,已经让广大厂家找不到在效率方面进行技术改进的理由,而更多地侧重于以外观、形式等非核心技术内容来吸引消费者眼球,这对燃气灶具的技术进步,是十分不利的。

  因此,红外线燃烧技术应是燃气灶具节能技术的发展趋势,这个趋势不在于如何去刻意顺应,而在于如何在创造全新燃烧方式的前提下,本着技术创新的出发点,去实现燃气灶具更高、更新的节能目标。

  (责编 邱麦平)

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