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摘要：商用燃气灶具是厨房主要炊事设备，他以城镇燃气为燃料。产品主要有炊用燃气大锅灶、中餐燃气炒菜灶、矮汤灶、煲仔炉、平头炉、燃气蒸箱、蒸柜等。商用燃气灶具就其燃烧方式而言，一般分为大气式和鼓风式两种。两种燃气灶由于运行状态的不同，对热效率的影响有着明显的差异，大气式商用灶具的燃烧与家用灶具燃烧运行原理相同，其燃烧过程中燃气与空气有两次混合。鼓风式商用灶的燃烧是炉头内的小火燃烧器首先被点燃，点燃后，开启风机和主火燃烧器。利用鼓風机给点燃的燃气给风供氧。此类灶头为鼓风式燃烧器（炉头），其单个灶眼额定热负荷≤80kW，是大型炊用灶具。市场上这类灶具多数采用“后混式燃烧”，热工学称为扩散燃烧，就是边燃烧边和氧气混合。商用燃气灶的热效率是灶具有效利用热量占输入热量的百分比，未被有效利用那部分热量，称之为热损失。
关键词：商用燃气灶;热效率;主要因素;节能优化
一、影响商用燃气灶热效率的主要因素分析
传统的商用燃气灶具，是粗放型经济的产物，他注重的是功能实现。着眼于迅速而快捷的让就餐人群能吃上饭。因此，节能方面考虑甚少，造成产品热效率低下。以下是将影响商用燃气灶热效率的主要因素给以归纳。
1、燃烧空燃比不合理
空燃比不合理主要分为两种情况：第一，当空气过量时，将会有大量冷空气被加热后排出，造成炉灶能耗上升，热效率下降。这在鼓风式商用燃气灶表现更为突出.第二，当炉灶进风不足;过剩空气系数偏低或空气混合不均匀时，会出现不能充分燃烧现象，大量不完全燃烧的高碳气体从烟道排除，导致炉灶热效率下降。大气式商用灶具这种情况出现比较多。
2、其他热损失
灶具在传统燃烧方式中产生热的损失有三种形式，分别为热辐射、热传导及空烧，商用灶火焰通过对流传热给锅底，但火焰与锅底的接触只是一瞬间，大量的热量未被利用就通过热传导方式散发至空间。传统的灶台炉膛结构材料大多是耐火砖、耐火水泥，致使大部分热量被灶体本身所吸收，造成整个灶台的温度升高。热效率下降，这种热辐射方式浪费了许多燃料。传统灶长明火（即火种）的使用以及高温热传导、热辐射的存在，导致大量燃气被白白浪费。鼓风式商用灶由于风机的风量和风速在燃气与空气按配比混合时，难以用较经济的手段来控制，因此，在鼓风式燃烧过程中大量的热量是从烟道里排走。大气式商用灶由于燃烧不完全而在生成一氧化碳等烟气气体而浪费消耗。
3、炉体结构
由于大气式商用燃气灶混气室深度过浅、燃料在燃烧室内呆的时间太短，预混不充分，燃烧火焰柱高温区大部分在燃烧室上面进行，加上通风吹拂，造成热能被吹到炉膛烟道而造成浪费，燃料燃尽率、利用率及热效率均较低.另外，锅底离炉头平面距离太长，中小火焰够不着锅底，造成浪费.被大量采用的浅燃烧室炉头、其深度为30mm。总进风孔量130mm左右，燃气和氧气不能按正常燃烧所需比例混合，使燃气不能充分燃烧，形成大量不完全燃烧的高碳气体从烟道排除，高温废气排放量大、燃气消耗量高，热效率低.鼓风式商用灶进风孔过大，风压风速过快，将燃料吹到炉膛四周和烟道燃烧造成浪费;进风量不合理，超过一定负荷，则是红黄火焰、火苗大，但无力，偏火，火焰分散不均匀，冒黑烟、燃烧不好，排污加重;再有炉头材料采用普通铸铁、普通工艺制作，使用周期短、热效率低。
4、中国菜特殊烹饪工艺与灶具使用者
国人的烹饪习惯中“炒、爆、熘、炸”都是使用旺火、急火.厨师大多采用炒锅时常离开炉灶的掂炒厨艺，这种情况下，火苗外溢，燃料浪费大，热效率降低.再者，后堂厨师在出菜、刷锅时炉灶不关火，使用长明火或者留火种，即使无工作状态，炉灶一直在燃烧，造成燃料被白白浪费。行业内称这种现象为空烧，或叫荒烧。荒烧现象也在降低商用燃气灶热效率.还有，在炉灶火焰与风量调节过程中，后堂厨师是凭肉眼观察火焰的颜色及形状手动调整燃料阀和风门挡板的开度，无法判断其空燃比是否处于最佳位置。即使借助烟气分析仪在调试时将空燃比调整好，但是由于众多外界环境因素的变化都会导致燃烧工况持续波动，即使一次性将空燃比调整准确，但是短时间后，例如，几小时或几天，空燃比很快就会失衡，使热效率下降。
5、生产企业
商用燃气灶行业目前的现状是企业规模普遍偏小，设备简陋、工艺落后、研发投入不足，尚缺乏掌握核心技术的研发团队，市场缺乏具有技术创新的智能式节能灶。
二、燃烧器的节能改造方法
热效率是衡量燃商用燃气灶具优劣的重要指标，针对影响商用燃气灶热效率的主要因素提出以下节能优化措施及建议：
1、利用单片机（例如AT89C51）组成的控制电路将燃
气和空气按照一定的比例混合后，再进行燃烧，将空燃比控制在合适范围内，降低空燃比不合理对炉灶运行造成的负面影响。及时调整燃烧工况，合理配风，让炉膛内充分燃烧。
2、提高燃气的热吸收，增大对流传热的面积，在炉灶的结构上采用盘旋式烟道。通过浸没在水中的烟道对水加热，大大增加了传热面积，提高了热效率.通过提高表面传热系数，改变燃烧方式达到提高热效率的目的。例如，采用单柱悬浮燃烧方式，使火力均匀分布在锅底，高温全部集中于锅底，其热量几乎全部被锅底吸收。从而减少了热量损失，全面提高热效率。传统燃气灶属多柱火源燃烧，其高温区集中在下部，热量通过立体的空间而向四方辐射，使热量损失很大，造成热效率降低。提高火焰外焰温度，充分运用碰撞发热，克服碳排放量超标的难题，增加中心2次供氧，引氧助燃。悬浮式感应燃烧方式，直接加热，避免了传统燃烧方式传热造成的热量散失，全面提高热效率。
3、减少热损失：减少排烟热损失可以在燃气炉灶尾部加装烟气余热回收装置。也可以采用如下预混技术：（1）有火焰预混式炉头：燃气和空气在下面的混合器内先混合好，再输出到炉头点燃。（2）无火焰预混式炉头：用远红外线技术，其炉头属于间接燃烧，准备一个陶瓷板，点燃燃气灶头之后，燃气灶头将陶瓷板考热，陶瓷板再将热量传给锅底。
4、加强厨师及炉灶操作人员岗位培训，提高岗位人员的节能意识，每次点火后，观察火焰，注意燃气与风门的调节，减少空燃比不合理。杜绝“空烧”，在炉灶不使用时，及时关火，防止“荒烧”，降低能源消耗，提高商用燃气灶的热效率。
5、生产企业要立足搞好人才队伍建设，促进技术创新，发挥好行业协会的作用，组建研发攻关技术团队，争取政府支持，整合行业资源，加大投入，使智能型节能灶早日上市。以满足建设生态文明的需要。
结束语
我国人口众多，能源资源相对不足，能源供需矛盾突出，节能与提高能源利用率迫在眉睫。研究如何提高燃器具的热效率，特别是提高热负荷比较大的商用燃气灶具的热效率，具有十分重要的现实意义。
参考文献
[1]GB30531-2014商用燃气灶具能效限定值及能效等级[S].
[2]CJ/T392-2012炊用燃气大锅灶[S].
[3]CJ/T28-2014中餐燃气炒菜灶[S].
[4]CJ/T187-2003燃气蒸箱[S].
（作者单位：中山万和电器有限公司）
关键词：商用燃气灶;热效率;主要因素;节能优化
一、影响商用燃气灶热效率的主要因素分析
传统的商用燃气灶具，是粗放型经济的产物，他注重的是功能实现。着眼于迅速而快捷的让就餐人群能吃上饭。因此，节能方面考虑甚少，造成产品热效率低下。以下是将影响商用燃气灶热效率的主要因素给以归纳。
1、燃烧空燃比不合理
空燃比不合理主要分为两种情况：第一，当空气过量时，将会有大量冷空气被加热后排出，造成炉灶能耗上升，热效率下降。这在鼓风式商用燃气灶表现更为突出.第二，当炉灶进风不足;过剩空气系数偏低或空气混合不均匀时，会出现不能充分燃烧现象，大量不完全燃烧的高碳气体从烟道排除，导致炉灶热效率下降。大气式商用灶具这种情况出现比较多。
2、其他热损失
灶具在传统燃烧方式中产生热的损失有三种形式，分别为热辐射、热传导及空烧，商用灶火焰通过对流传热给锅底，但火焰与锅底的接触只是一瞬间，大量的热量未被利用就通过热传导方式散发至空间。传统的灶台炉膛结构材料大多是耐火砖、耐火水泥，致使大部分热量被灶体本身所吸收，造成整个灶台的温度升高。热效率下降，这种热辐射方式浪费了许多燃料。传统灶长明火（即火种）的使用以及高温热传导、热辐射的存在，导致大量燃气被白白浪费。鼓风式商用灶由于风机的风量和风速在燃气与空气按配比混合时，难以用较经济的手段来控制，因此，在鼓风式燃烧过程中大量的热量是从烟道里排走。大气式商用灶由于燃烧不完全而在生成一氧化碳等烟气气体而浪费消耗。
3、炉体结构
由于大气式商用燃气灶混气室深度过浅、燃料在燃烧室内呆的时间太短，预混不充分，燃烧火焰柱高温区大部分在燃烧室上面进行，加上通风吹拂，造成热能被吹到炉膛烟道而造成浪费，燃料燃尽率、利用率及热效率均较低.另外，锅底离炉头平面距离太长，中小火焰够不着锅底，造成浪费.被大量采用的浅燃烧室炉头、其深度为30mm。总进风孔量130mm左右，燃气和氧气不能按正常燃烧所需比例混合，使燃气不能充分燃烧，形成大量不完全燃烧的高碳气体从烟道排除，高温废气排放量大、燃气消耗量高，热效率低.鼓风式商用灶进风孔过大，风压风速过快，将燃料吹到炉膛四周和烟道燃烧造成浪费;进风量不合理，超过一定负荷，则是红黄火焰、火苗大，但无力，偏火，火焰分散不均匀，冒黑烟、燃烧不好，排污加重;再有炉头材料采用普通铸铁、普通工艺制作，使用周期短、热效率低。
4、中国菜特殊烹饪工艺与灶具使用者
国人的烹饪习惯中“炒、爆、熘、炸”都是使用旺火、急火.厨师大多采用炒锅时常离开炉灶的掂炒厨艺，这种情况下，火苗外溢，燃料浪费大，热效率降低.再者，后堂厨师在出菜、刷锅时炉灶不关火，使用长明火或者留火种，即使无工作状态，炉灶一直在燃烧，造成燃料被白白浪费。行业内称这种现象为空烧，或叫荒烧。荒烧现象也在降低商用燃气灶热效率.还有，在炉灶火焰与风量调节过程中，后堂厨师是凭肉眼观察火焰的颜色及形状手动调整燃料阀和风门挡板的开度，无法判断其空燃比是否处于最佳位置。即使借助烟气分析仪在调试时将空燃比调整好，但是由于众多外界环境因素的变化都会导致燃烧工况持续波动，即使一次性将空燃比调整准确，但是短时间后，例如，几小时或几天，空燃比很快就会失衡，使热效率下降。
5、生产企业
商用燃气灶行业目前的现状是企业规模普遍偏小，设备简陋、工艺落后、研发投入不足，尚缺乏掌握核心技术的研发团队，市场缺乏具有技术创新的智能式节能灶。
二、燃烧器的节能改造方法
热效率是衡量燃商用燃气灶具优劣的重要指标，针对影响商用燃气灶热效率的主要因素提出以下节能优化措施及建议：
1、利用单片机（例如AT89C51）组成的控制电路将燃
气和空气按照一定的比例混合后，再进行燃烧，将空燃比控制在合适范围内，降低空燃比不合理对炉灶运行造成的负面影响。及时调整燃烧工况，合理配风，让炉膛内充分燃烧。
2、提高燃气的热吸收，增大对流传热的面积，在炉灶的结构上采用盘旋式烟道。通过浸没在水中的烟道对水加热，大大增加了传热面积，提高了热效率.通过提高表面传热系数，改变燃烧方式达到提高热效率的目的。例如，采用单柱悬浮燃烧方式，使火力均匀分布在锅底，高温全部集中于锅底，其热量几乎全部被锅底吸收。从而减少了热量损失，全面提高热效率。传统燃气灶属多柱火源燃烧，其高温区集中在下部，热量通过立体的空间而向四方辐射，使热量损失很大，造成热效率降低。提高火焰外焰温度，充分运用碰撞发热，克服碳排放量超标的难题，增加中心2次供氧，引氧助燃。悬浮式感应燃烧方式，直接加热，避免了传统燃烧方式传热造成的热量散失，全面提高热效率。
3、减少热损失：减少排烟热损失可以在燃气炉灶尾部加装烟气余热回收装置。也可以采用如下预混技术：（1）有火焰预混式炉头：燃气和空气在下面的混合器内先混合好，再输出到炉头点燃。（2）无火焰预混式炉头：用远红外线技术，其炉头属于间接燃烧，准备一个陶瓷板，点燃燃气灶头之后，燃气灶头将陶瓷板考热，陶瓷板再将热量传给锅底。
4、加强厨师及炉灶操作人员岗位培训，提高岗位人员的节能意识，每次点火后，观察火焰，注意燃气与风门的调节，减少空燃比不合理。杜绝“空烧”，在炉灶不使用时，及时关火，防止“荒烧”，降低能源消耗，提高商用燃气灶的热效率。
5、生产企业要立足搞好人才队伍建设，促进技术创新，发挥好行业协会的作用，组建研发攻关技术团队，争取政府支持，整合行业资源，加大投入，使智能型节能灶早日上市。以满足建设生态文明的需要。
结束语
我国人口众多，能源资源相对不足，能源供需矛盾突出，节能与提高能源利用率迫在眉睫。研究如何提高燃器具的热效率，特别是提高热负荷比较大的商用燃气灶具的热效率，具有十分重要的现实意义。
参考文献
[1]GB30531-2014商用燃气灶具能效限定值及能效等级[S].
[2]CJ/T392-2012炊用燃气大锅灶[S].
[3]CJ/T28-2014中餐燃气炒菜灶[S].
[4]CJ/T187-2003燃气蒸箱[S].
（作者单位：中山万和电器有限公司）