近年来,在与企业一线技术人员交流时经常听到一些疑惑:GB16410-2007《家用燃气灶具》的测试方法有点古怪。这是因为GB16410-2007《家用燃气灶具》规定,燃气灶具热效率实验方法中,采用达到设计温升熄火后热水能达到的最高温度作为最后温升,替代1996版标准中直接按设计温升计算灶具热效率。这种做法当然有其道理或许是可以排除许多天然的影响而使测试出来的数值更具有可比性,因而才能通过专家审定作为标准。但却忽视了厂商的可能人为因素,可能还会推动生产制造企业以不合常理的方式,追求形式上的热效率参数,而不是实际能源利用,这不但将误导消费者,也不符合消费者的实际使用需要和要求。下文将谈及一些不合常理的做法并作简单分析。

一、燃气灶具热效率测试方法

让我们先看一下GB16410-2007《家用燃气灶具》中,燃气灶具热效率实验方法:

点燃燃烧器,将燃气供气压力调整到额定值;

燃烧稳定后坐上锅,水初温应取室温加5 ℃,水终温应取水初温加30 ℃。水温由初始温度前5 ℃时,开始搅拌,到初温时开始计量燃气消耗。在比初始温度高25 K 时又开始搅拌,比初始温度高30 K 时,关掉燃气继续搅拌,所达到的最高温度作为最终温度;

以最终温度与水初温之差,计算灶具热效率。

在GB16410-1996《家用燃气灶具》中,燃气灶具热效率实验方法中,采用熄火后热水温度,计算燃气灶具热效率;而新标准中,则采用熄火后灶具所达到的最高温度,计算燃气灶热效率。由于燃气灶停止加热后,灶具炉架等零部件仍然处于高温状态,这些零部件的高温蓄热可以对测试锅继续加热,直至锅内水温达到最高温度。很明显,按新标准计算得到的热效率,要高于老标准计算所得到的数据。多出的这部分数值,灶具的热惯性或热惰性起到很大的作用。

现有的个别所谓节能灶具中,用这种方式测试的热水温度,可以增加3℃左右、甚至更高,按照现有标准测试热水温升30℃左右计算,3℃温升,造成的热效率计算结果差异绝对值在6%左右,无端可提高10%左右的热效率。

这样疑问就出现了,这种通过标准中测试方法的变更,达到更高的测试热效率是否更合理,这种更改是否必要,对于这一问题,行业内部一直存在争议。

二、燃气灶具热效率测试过程分析

燃气灶具测试过程,重要一点就是如何才能确认燃烧稳定。我们先看一下燃气灶工作过程:燃气灶具从冷态点火后,燃气高温火焰在对加热锅加热的同时,火盖、炉架、炉面板及炉头局部外露部位也同时被加热,部分热量通过火盖及炉面板等零部件,以热辐射及热传导方式对炉头、阀体等其他零部件间接加热,这些零部件的温度逐渐上升,影响到燃气引射的一次空气系数不断变化,燃气灶燃烧工况也在发生变化;随着燃气灶各零部件温度上升,这些零部件对周围环境的散热也在逐步增加;经过一段时间,燃气灶各零部件的受热与散热达到平衡,此时,燃气灶火盖、炉架、炉面板及炉头等零部件温度基本达到稳定,不再出现大的变化,燃气灶燃烧工况基本稳定。

此时就可以开始测试灶具热效率了,一般来说,自来水的温度都略低于大气温度,热效率测试锅安放到灶具上方后,由于冷锅的影响,灶具系统的热平衡受到一定影响,经过一段时间加热,测试锅内水温达到水初温,燃气灶燃烧工况再次接近基本稳定,此时开始燃气计量,直至测试锅内水温比水初温升高30K,关闭燃气停止计量。

燃气关闭后,燃气灶火盖、炉架、炉面板及炉头等零部件仍然保持高温状态,其中一部分热量以热辐射及热对流方式,继续对测试锅进行加热,使测试锅内水温继续上升,直至达到最终温度。

由此可以看出,按照现行燃气灶测试标准,燃气灶具热效率测试过程中,总热量只有从水初温开始到停止加热,输入灶具的燃气燃烧后发出的热量,而有效热量实际上包含了两部分,除了正常测试过程中燃气燃烧所提供的有效热量外,还有一部分热量,实际上来自燃气灶燃烧工况基本稳定前,对燃气灶预热过程、并不是计入总热量的燃气燃烧所带来的热量,这一部分热量,与实际计算时的热输入,没有任何关系,即使在灶具达到热平衡后,直接关闭燃气灶,不输入燃气燃烧,利用灶具余热,仍然可以将测试锅内水温提高,这样就出现了没有热输入,却有热输出的矛盾,显然这一计算结果,与一般产品热效率概念之间,存在明显差异。

后一部分热量是否应该计入有效热,业内争论一直很大,这也是家用燃气灶具标准中,新旧版本最大差异之一。

三、燃气灶具热效率测试方式弊端分析

从燃气灶具热效率测试过程分析可以看出,由于燃气灶熄火后,灶具部分预热计入到有效热中,这样燃气灶热效率测试数据会更高一些。通常情况下,如果所有品牌产品按正常情况设计、制造,大家处在一个平台公平竞争,问题也不会太大,但是,如果有品牌出于不正当竞争目的,有意识地利用这一空间,情况就大不一样了。

从理论上说,只要将燃气灶火盖、炉架、炉面板及炉头等零部件做得足够重、热容量足够大,则按照现有燃气灶热效率测试方式,几乎可以随心所欲,达到所需要的高热效率测试值,但对用户来说,由此增加热效率,实际没有任何意义,并且还会由于不必要的材料成本的增加,付出更多的购买成本。

典型案例就是某品牌节能灶具,比较夸张的是,炉架采用大平板铸铁结构,产品工业设计有一定特色,但通过前面的分析,最重要的原因也就不难理解了。

如果通过简单的增加炉架等零部件的重量,就可以得到很高的测试热效率,那么还会有哪个企业,耗费大量人力物力财力,从事科学研究或者大量实验,探索燃气灶热效率提升技术发展呢?

四、现有燃气灶具热效率测试方法对消费者不公平

大家想象一下,有没有这样的用户:使用燃气灶炒菜或烧开水,为了节约燃气,在炒菜快要完成、或烧水接近沸腾时,先将燃气灶熄火,然后利用燃气灶炉头及炉架的余热继续加热,直至炒菜完成或开水沸腾。

说实话,这种燃气灶火力控制方式,绝对是一个非常专业的工作,一般人根本做不到。但是,按照GB16410-2007《家用燃气灶具》中燃气灶热效率测试方法,如果不采取这种操作方式,对有些灶具来说,用户很难发挥灶具高效率。

实际上,从前面的分析可以看出,炉架等零部件的蓄热,实际上来自燃气灶开始工作后、热平衡达到之前的燃气消耗,在这一时间段内,燃气燃烧部分热量用于加热炉架等零部件,实际热效率很低,也就是说,即使按照这种操作方式,对用户来说,总的燃气热能也不会很高。

如果您正好选择了一台前面所提到的、大平板铸铁结构炉架高效燃气灶,实际操作又按常规方式,水开了或菜熟了才熄火,那就损失大了,前期对炉架加热的热量没能利用,后期炉架的蓄热又白白浪费了,最终总的能源利用率,可能还不如普通燃气灶。

五、总的建议

燃气灶具热效率反映的,是耗能产品使用过程中能源利用水平,燃气灶具热效率越高,则表明灶具越节省燃气。目前国内燃气灶具保有量已超过1亿台,每年耗费液化石油气及天然气数百亿立方米,因而其能源利用率的提升,对国家来说,有利于节能减排;对消费者来说,可以节省燃料费用支出;对生产及销售企业来说,有利于提升品牌价值、产品销售。因而规范燃气灶具热效率测试方法,对国家节能减排、企业发展、消费者权利保护,都有重要意义。

值得欣慰的是,在最新发布的城建部标准CJ/T386-2012《集成灶》中,作为燃气灶具的一个分支,集成灶的热效率测试,仍然采用了1996版家用燃气灶具测试方法,由此可见行业内部仍有不少专业人士,反对最高温升这一计算方法。

完善家用燃气灶具热效率测试方法,警惕热效率测试方法误导行业技术发展。



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