多孔陶瓷板红外线燃气灶具燃烧能效特性探究_戴奕艺

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1、CMYK2014年第2期（第211期）佛山陶瓷5Research&Discussion研究与探讨多孔陶瓷板红外线燃气灶具燃烧能效特性探究戴奕艺1,2，杨曦1，刘艳春2，任雪潭2，黄薇薇2，刘健2（1.国家燃气用具产品质量监督检验中心，佛山528010；2.广州市红日燃具有限公司博士后站，广州510435）摘要：本文从红外线家用燃气灶的自身结构和燃烧原理出发，分析多孔陶瓷板红外线燃气灶节能高效的特性，并对影响红外线燃气灶热效率的各种因素进行探讨，研究不同灶具标准试验方法、不同测试环境条件，以及使用

2、不同锅具等，与红外线灶热效率的关系。关键词：多孔陶瓷；红外线燃气灶；热效率测试；节能来提高燃气灶具热效率，一直是行业人员研究的热点[2~5]1前言。另据行业信息称，灶具新国标修订草案及灶具产品能效在倡导低碳节能概念的今天，节能燃气灶的普及已标识实施讨论方案中，将会对燃气灶具热效率的测试方成为燃气灶具行业发展的趋势。红外线燃气燃烧技术是法及性能指标作进一步要求。一种较先进的燃烧技术，使用陶瓷板红外线燃烧器的燃本文从陶瓷板红外线家用燃气灶的燃烧方式和结构气灶具，具有加热均匀，热效率高，烟气中有害成分

3、少的特点出发，对影响陶瓷板红外线家用燃气灶热效率的因特点[1]。二十世纪八九十年代以来，国内一些燃气灶具企素进行探索，以便为红外线灶具的研发和从事测试灶具业如广州红日，开始致力于陶瓷板红外线燃烧器灶具的热效率性能的技术人员提供理论参考。生产和研发，其“高红外发射率多孔陶瓷节能燃烧器技术”更是作为国家重点节能技术进行推广，对节能技术的2陶瓷板红外线燃气灶的结构特性普及应用起到重要推动作用。家用燃气灶的热效率是衡量燃气灶是否节能的一项多孔陶瓷板燃气红外辐射器最早可追溯到上世纪四重要指标。灶具的结构和

4、热效率试验条件变化，使得热效十年代[6]，我国红外燃烧技术应用于节能型燃气灶具已有率测试值存在不确定性，通过探索相关因素的影响作用20多年历史，经前人努力，该技术已造福千家万户。家用陶瓷板红外线燃气灶的燃烧器，由头部多孔蜂作者简介：戴奕艺博士凝聚态物理专业广州市红日燃具有限公司博士窝陶瓷板和底部空气预混腔构成，如图1所示。燃烧器工后、现为国家燃气用具产品质量监督检验中心（佛山）从事燃气具检验研究工作。Email：daiyiyi@tom.com作时，所需要的空气由引射器吸入，在预混腔体内，燃气CM

5、YK6FOSHANCERAMICSVol.24No.2（SerialNo.211）利用引射器预混了燃气燃烧所需要的全部空气量（空气由于红外线燃气灶与大气式燃气灶的燃烧和传热方过剩系数α=1.03~1.06）[7]式不同，其热效率也不同。根据GB16410-2007《家用燃气，燃气-空气混合物在陶瓷板的数千个小孔道溢出进行燃烧，将板面加热到赤红状态，温灶具》条款6.14表21中热效率的实验方法，如图3所示，度达到800~900℃，此时燃烧接近无焰状态，板面和高温将陶瓷板红外线燃气灶与大气式灶具进行

6、实验对比。烟气对炊具进行辐射和对流加热。如图2所示，燃烧器和从图3可以看出，广州红日燃具公司的嵌入式陶瓷锅底之间是一种热波转换的传热方式，相比主要靠火焰板红外线燃气灶热效率最高可达68%，比普通大气式嵌对流传热给锅底的大气式灶具，红外线灶具特有的红外入式灶可高出10%左右。辐射传热，具有传热速度快的优点，从而避免因火焰与锅红外线燃气灶之所以具有高热效率主要有以下几方底的接触时间短暂，导致大量热量未被利用就散发至空面原因：首先，燃烧器采用完全预混及无焰催化燃烧技间的问题出现，优越性显著。术，燃气在

7、燃烧前先与足够的空气混合，辐射板上均匀分布的众多燃烧火孔，使得燃烧更加充分，减少了燃气“化学能”损失；同时，全预混及无焰催化燃烧，燃气利用引射击器预混了燃气燃烧所需要的全部空气量（空气过剩系数α=1.03~1.06），燃气-空气混合物以0.1~0.14m/s的速度从陶瓷板数千个小孔道溢出进行燃烧，远低于大气式燃烧器1.0~3.5m/s的速度，而且不需要从周围获取二次空气，因此燃烧产生的废气量少，以烟气对流形式带走的热能也较少。其次，在热交换率方面，对于加热非反射性的锅体，红外线灶具工作时通过辐射

8、传热的效率显著高于对流和热传导两种方式。陶瓷板红外燃烧器的火孔密集，燃烧时火力集中，向外围空间辐射和对流散失的热能图1陶瓷板红外燃烧器结构相对少。此外，红外线燃烧器的多孔陶瓷板导热系数小，向下散热少。3影响红外线燃气灶热效率的因素燃气灶具的热效率主要是由其自身的结构设计和换热方式决定的，另外也和用户在使用过程的环境条件和烹饪习惯有关系。3.1红外线灶自身结构对热效率的影响图2大气式灶与红外灶火焰对比从灶具自身结构性能方面来考虑，燃烧器燃烧性能、与锅之间的热交换率以及热损耗等都是影响热效率的关键因