广东万家乐燃气具有限公司 广东省佛山市 528300
摘要：随着我国经济的不断发展和社会的不断进步，对于能源的消耗量也在大幅增加，能源危机日趋严重，为了节约燃气能源，各燃气具生产制造企业正大力推广节能技术，高效节能的燃气灶具也越来越受到广大消费者的青睐，而热效率指标直接反应燃气灶具的节能状况。基于此，本文主要对家用燃气灶具热效率检测方法进行分析探讨。
关键词：家用燃气灶具；热效率；检测方法
1、前言
在经济发展的过程中，我国的家用燃气灶具也得到了迅速的发展，人们对于高效节能的家用燃气灶具的认可程度越来越高，国家也出台了相关标准来对家用燃气灶具的热效率进行了规定，对于达不到国家标准的热效率标准的家用燃气灶具则不允许上市。因此做好家用燃气灶具的热效率检测工作非常重要。
2、检测和计算家用燃气灶具热效率的基本方法
选择正确的加热水量，并对用锅的尺寸进行检测，是检测家用燃气灶具热效率的基础。根据我国《家用燃气灶具》的相关规定，测定家用燃气灶具的热负荷主要是通过点燃燃气灶具的燃烧器，然后对其进行热负荷值的实测。计算与检测家用燃气灶具的基本方法为待燃气灶具稳定燃烧之后坐上锅，取室温以上5℃为水初温，取水初温以上30℃为水终温。当水温到达初始温度的前5℃时，就要开始对水进行搅拌，并对燃气的消耗进行计量。在水比初始温度高出25K时，继续对水进行搅拌。在水比初始温度高30K时，可以将燃气关掉，并继续搅拌水，直至其达到最高温度。我国的2007年出台的《家用燃气灶具》与1996年出台的《家用燃气灶具》相比，在热效率检测方法方面出现了一些改变。
2.1改变了对检测用锅对尺寸参数要求
我国2007年出台的《家用燃气灶具》明确规定了检测用锅的高度参数、圆角半径和锅壁厚度，这是为了使热检测效率检测时能够尽量避免检测用锅尺寸参数较大而带来的影响。
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2.2改变了检测的加热水量
与1996年出台的《家用燃气灶具》相比，2007年出台的《家用燃气灶具》明确规定减少了一半的检测加热水量。
2.3改变了试验检测温升
1996年出台的《家用燃气灶具》规定的检测温升为50K，2007年出台的《家用燃气灶具》规定的检测温升为30K。
2.4改变了水终温的确定方法
2007年出台的《家用燃气灶具》明确规定水终温的确定方法为当检测水量已经达到试验的温升之后，将燃气关闭，对继续对水进行搅拌，直至水达到最高温度。而1996年出台的《家用燃气灶具》规定的水终温为水初温加50K。
3、家用燃气灶具的热效率检测受到规定变化的影响
国家出台的《家用燃气灶具》关于热效率检测的规定是家用燃气灶具热效率检测的基础。因此该方面规定的变化也会影响热效率的检测。与此同时，在实际热效率检测的过程中发现，热效率检测的结果还会受到检测用锅的形状和新旧程度的影响。
3.1检测加热水量变化对热效率检测的影响
选取A款天然气嵌入式家用燃气灶具进行加热水量变化的热效率检测对比。为了避免测试误差，检测试验采用同一检测用锅，同一精密温度计，同一搅拌器，同一数显电子秤，不同检测加热水量的热效率试验均进行两次，且检测顺序交替进行。实验得知，检测加热水量的减半会使家用燃气灶具的检测热效率值变小。这是由于从理论上分析，水平面以上的锅体部分的热量没有或较少被水所吸收，且将检测用锅作为一个散热体进行考虑，检测加热水量的减半，会使其散热面积相对较大，单位时间内的散热损失占有效热量的比例相对较大，即散热损失大则会使热效率值下降。
3.2试验检测温升变化对热效率检测的影响
同样选取A款天然气嵌入式家用燃气灶具进行检测温升变化的热效率检测对比。检测方式同上所述。通过实验可知：检测温升越高，检测得到的燃气灶具热效率值越低，这是由于随着检测锅中水温的不断提升，锅中水吸收热量的能力在不断减弱。另一方面，由于水终温的确定方法为试验检测水量达到试验温升要求后，关闭燃气继续搅拌水所达到的最高温度，而温升30K的相对于温升50K在关闭燃气后继续搅拌水所达到的最高温度要高，因此，检测温升越低，检测得到的热效率值相对越高。
3.3热效率检测受到水终温确定变化的影响
在热效率检测的过程中，检测水终温的变化对于最终测定的热效率值有着直接的影响。根据2007年出台的《家用燃气灶具》的规定，在检测水终温时，当检测水已经达到了试验温升的规定温度时，就可以将燃气关闭，对水进行继续搅拌，直至其达到最高温度。在不改变燃气灶具本身的结构的前提下，如果对原来的不锈钢锅架进行更换，使用具有较大蓄热的铸铁厚锅架，会影响燃气灶具的检测热效率值。选取一台天然气台式家用燃气灶具（简称B款），对高度相同的铸铁厚锅架和不锈钢锅架进行热效率检测和对比[4]。结果显示，铸铁厚锅架和不锈钢锅架在同一个家用燃气灶具上的热效率值有着较大的差异。其原因主要是水终温确定的变化对热效率值造成的影响。根据2007年颁布的《家用燃气灶具》中确定水终温的规定，加热之后的不锈钢国家并不能储存过多的热量，因此关闭燃气之后对水进行搅拌并不能使水的温度继续上升。因此会使热效率检测中得出的热效率值有一定的升高。
我国的大部分家庭中很少在烹饪的过程中关闭燃气灶具阀门，而是直接将菜肴出锅食用，这样就难以利用燃烧器和钢架上积蓄的热量，因此这种水终温的确定方法与我国消费者的使用习惯不符合。
3.4热效率检测受到检测用锅的新旧程度的影响
根据对大量家用燃气灶具进行热效率检测的结果，热效率检测的最终结果会受到检测用锅的新旧程度的影响。例如使用两个相同型号的检测用锅，其中一个使用的频率较高，使用的时间较长，因此锅底存在黑斑，缺少光泽。另一个为未使用过的新锅，本文统称为检测新锅和检测旧锅。将两个检测用锅在A款家用燃气灶具上进行热效率检测对比试验。
试验结果表明，新锅检测的热效率值低于旧锅检测的热效率值。其原因在于根据热量传递原理，锅底与燃烧产生的高温烟气进行对流的过程中，旧锅的锅底更加粗糙，因此具有更好的对流换热效果，从而使旧锅能够吸收更多的热量。根据热量辐射原理，由于检测新锅的黑度低于检测旧锅，因此检测新锅吸收的辐射热量也低于检测旧锅，因此其检测到的热效率值也就低于检测旧锅。
3.5热效率检测受到检测用锅的不同形状的影响
爆炒是我国家庭中使用的较多的烹调方式，爆炒需要使用的锅型为尖底锅，在烧开水中多使用平底铝锅。随着时代的变化，平底铝锅的使用率也越来越低。家用燃气灶具的热效率检测同样会受到检测用锅的不同形状的影响。本文选择了B款家用燃气灶具，使用一个平底铝锅和一个尖底锅进行热效率检测试验，两个锅的尺寸是相同的。根据检测结果发现，使用平底铝锅检测的热效率值远高于使用尖底锅检测的热效率值。其原因在于在进行燃烧加热的过程中，平底铝锅比尖底锅的受热面积大，因此尖底锅的锅壁会造成一部分热量的散失，从而降低了尖底锅的热效率值。
4、结语
国家标准《家用燃气灶具》GB16410-2007在热效率试验检测方法方面主要变化体现为：检测用锅的尺寸参数要求的变化、检测加热水量的变化、试验检测温升的变化和水终温确定方法的变化，这些变化均会对热效率检测结果带来一定的影响。
参考文献
[1]罗从杰，杨小红，廖菁.研究探讨提高大气式家用燃气灶具热效率的方法[J].能源研究与管理，2010，（2）：69-71.
[2]韩光.燃气灶具的质量鉴别[J].产品可靠性报告，2006，（6）：31
论文作者:江楠
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/11
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