燃氣灶具節(jié)能技術應用現狀及未來發(fā)展趨勢
在當今時代背景之下,隨著人們對煤炭、石油、天然氣等自然能源開采量日益增大,以及化石能源的不可再生性,節(jié)能已經成為世界各國的主題。凡是涉及能源的領域,都能夠找到節(jié)能的影子,大至節(jié)能汽車,小至節(jié)能燈具,無一不體現著大環(huán)境下的這種節(jié)能趨勢。
在能源消耗重要領域中的家電產業(yè)中,燃氣具行業(yè)以其獨特的方式消耗著液化石油氣、天然氣等自然資源,以燃氣灶具為例,從節(jié)能的角度出發(fā)進行分析,足以看出節(jié)能技術在燃氣灶具產品上的應用與發(fā)展特點。
節(jié)能技術是燃氣灶具的核心技術
參考燃氣灶具產品發(fā)展歷程,從簡單的早期樣本,到今天幾乎千姿百態(tài)的產品樣式,技術的發(fā)展左右了這個產品的發(fā)展路徑。不管是從單眼到多眼的組合形式變化,還是從臺式到嵌入式的外觀結構形式變化,或者是從單一能源到氣電兩用等功能形式的轉變,都沒有觸及到燃氣灶具的核心技術目標,也沒有對燃氣灶具產品發(fā)展的核心部分予以改觀,因此,外觀、結構、組合等形式的技術變化并不是燃氣灶具的核心技術。
相反,燃氣引射原理的應用,改變了最初擴散式燃燒方式的陳舊落后局面,使得引射預混的燃燒方式逐漸成為主流,大幅改善灶具熱效率、排放指標等參數的同時,也改善了燃氣灶具的工作安全性,這是灶具技術的一大進步。燃燒技術的應用及其日益成熟,對灶具影響最大的就是熱效率的大幅提高,而提高熱效率意味著能源綜合利用效率的提高,具有普遍的節(jié)能效益,燃燒技術還側重于對燃氣灶具引射預混結構、燃燒器的不斷創(chuàng)新,伴隨著結構、外觀等表現方式的巨大改觀。
所以,燃燒技術的發(fā)展進步是以節(jié)能為核心技術目標的,燃燒技術是節(jié)能技術的主要實現方式,節(jié)能技術是燃氣灶具的核心技術。
燃氣灶具節(jié)能技術的應用特點
燃氣灶具節(jié)能技術的應用,貫穿在燃燒技術應用、發(fā)展的始終。燃燒技術的發(fā)展,以燃燒技術的兩大基本方式為綱,即大氣式燃燒方式和全預混燃燒方式,體現出燃氣灶具節(jié)能技術發(fā)展的兩個不同的歷史階段,而這兩種燃燒方式的應用,是以達到更高的灶具燃燒熱效率為共同目的的,這是燃氣灶具節(jié)能技術應用的重要特點。
大氣式燃燒,又名部分預混燃燒技術,燃氣利用噴射時動能較大的高速紊流作用,在引射管內形成軸向旋流,通過擴散作用混合一次空氣,在燃燒盤、火蓋形成穩(wěn)定的可燃性混合氣體。在大氣式燃燒方式中,其剩余空氣系數一般小于1(為0.6左右),因此需要二次空氣的大量補充,對空氣補給的依賴程度較高,同時由于空氣流動帶走部分熱量,因此大氣式燃燒器的熱效率一般較低,按照目前行業(yè)通用的燃氣灶具標準GB16410-2007的要求,臺式燃氣灶的熱效率的下限是55%,嵌入式燃氣灶的熱效率的下限是50%。
在大氣式燃燒器中,對燃燒器的創(chuàng)新,不同的生產廠家有不同的特點,如方太的“五腔驅動”,帥康的“五環(huán)勁火”,超人的“內旋火”等等,都是以結構上的不同方式,來達到提高熱效率的節(jié)能目的。其他諸如全上進風、旋轉火等,包括弧形面板的設計,形式各異,都是以巧妙吸入二次空氣為技術目的,不一而同。例如西門子的“四翼旋火”的燃燒器,從飛機螺旋槳的組合結構中獲取靈感,運用四組疏密有致的全方位火孔,火孔數量以及火孔分布合理,保證外圈火焰熱效率的極大化,每組火孔的間距也經過特別設計,形成向心旋轉,配合中心火頭,火力集中于鍋底,提升熱效率。
四翼旋火燃燒器效果圖
從大氣式燃燒方式到全預混燃燒方式的轉變,是燃氣灶具節(jié)能技術的重大跨越。全預混燃燒器又名紅線外燃燒器,其引射原理與部分預混燃燒方法相同,預先將燃氣與全部所需空氣在預混空間進行配比、混合,并在燃燒火孔中燃燒。全預混燃燒能夠按照穩(wěn)定的空燃混合當量比進行燃燒,燃燒在瞬間完成,形成穩(wěn)定高溫區(qū)。紅外線燃燒器由于預混程度較高,過??諝庀禂导s為1.05~1.1,因此采取網狀燃燒結構,并形成紅外光輻射,熱效率較之國家標準,已經有了大幅度的提高,節(jié)能效果十分突出。
如華帝于2009年底推出的聚能灶,以通過環(huán)形纏繞和焊接工藝形成的金屬蜂窩體燃燒器為工作主體,通過對其引射預混結構的改進,具有空燃混合均勻、燃燒充分、煙氣量少等優(yōu)點。聚能灶預混燃燒速度非??欤鹧婧芏?,對流換熱激發(fā)高能紅外線,向鍋體輻射,將大部分能量轉化為具備強烈熱效應、可迅速被炊具吸收的紅外光,屬于“無焰燃燒”,紅外光熱效應強烈,因此可見光損失相對很小。聚能灶熱效率高達68.5%,遠遠超過了現行灶具國家標準的要求,是燃氣灶具在燃燒技術、熱效率等方面的一次重大的節(jié)能技術革命。
走出節(jié)能技術的研發(fā)誤區(qū)
結合大氣式燃燒器和紅外線燃燒器在燃氣灶具產品中的發(fā)展歷程,我們可以發(fā)現,節(jié)能技術的應用具有階段性。在大氣式燃燒器占據主流技術地位的大部分時期,在國家標準對熱效率的強制要求下,廣大生產廠家無不通過技術改進,來搶占有限的效率提升空間。如前所述的各種特色的燃燒器就是實例,它們都能夠實現燃氣灶具一定的效率優(yōu)勢,但是在不改變燃燒方式的前提下,燃氣灶具在節(jié)能技術方面無法實現質的突破。
紅外線燃燒技術的誕生,以燃燒方式脫胎換骨式的變革,使燃氣灶具在熱效率方面達到了一個全新的提升高度。目前,紅外線燃燒器在燃氣灶具市場的應用非常廣泛,各主流品牌,甚至是不知名的雜牌、小作坊,在紅外線燃燒技術方面都有運用,盡管市場產品形形色色,品質也良莠不齊,但也充分證明了生產廠家已經留意到這個新興的灶具技術領域。
在目前的節(jié)能背景下,為了達到各自的產品推銷目標,各大、中小企業(yè)無不以“節(jié)能”二字為自己的產品添色,但其中不乏空洞而迎合潮流的噱頭之舉。許多品牌都宣稱自己有所謂的“核心技術”,但考究其產品技術創(chuàng)新特點,則并無實質內容,有的以“藍火”為技術標榜,有的以燃燒器的外觀變化為灶具節(jié)能的實現理由,更有甚者,以附加“聚能圈”一類的輔助方式來作為提高灶具熱效率的技術籌碼,這無疑是十分荒謬的。實踐上已經被證明走入了燃氣灶具的技術研發(fā)誤區(qū),所以,不改變灶具燃燒實現方式的所謂“技術創(chuàng)新”,其它措施是不值得推崇的。
紅外線燃燒技術是未來節(jié)能趨勢
長遠看來,節(jié)能要求將成為今后很長時間內燃氣灶具產品的技術創(chuàng)新主題,這就要求廣大廠家應該循著這條技術創(chuàng)新主線,在正確的發(fā)展之路上前進。從燃氣灶具能效的角度看,目前燃氣灶具只有采用全預混燃燒方式的紅外線燃燒技術,才具備灶具熱效率跨越式進步的可能性。
其次,從技術發(fā)展的角度看,大氣式燃燒器在技術上的熱效率微弱提升空間,已經讓廣大廠家找不到在效率方面進行技術改進的理由,而更多地側重于以外觀、形式等非核心技術內容來吸引消費者眼球,這對燃氣灶具的技術進步,是十分不利的。
因此,紅外線燃燒技術應是燃氣灶具節(jié)能技術的發(fā)展趨勢,這個趨勢不在于如何去刻意順應,而在于如何在創(chuàng)造全新燃燒方式的前提下,本著技術創(chuàng)新的出發(fā)點,去實現燃氣灶具更高、更新的節(jié)能目標。
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