蜂窝形预混节能燃气灶研究

计划使用铂铑合金热电偶作为传感器（见图3、图4）。

（4）通过4个8段显示器，显示温度。

（5）通过A/D模块，对可调电位器电压进行数字处理，得知需要调制的温度。通过控制一个0～10 V的鼓风机，调控空气流量。通过一个五线四相步进电机控制燃气阀门，控制燃气流量。

（6）点火装置为一个改进后的电火花打火器，通过一个继电器控制开关。

（7）额外设置了一个LED显示灯，用于显示工作状态。

3 理论设计计算

3.1 传热过程的回热计算结果

平焰烧嘴空气进口流量4.9 m³/h，燃气进口流量0.16 m³/h；转化为质量流量空气进口质量流量为5.733 kg/h，燃气进口质量流量为0.4 kg/h.所以平焰喷嘴出火口质量流量为6.133 kg/h，出口温度为1 473 K（1 200℃）。

烟气外掠回热管的热过程、管壁传热、管槽内湍流强制对流传热、实验烟气进入管束的流量计算4个过程，总回收热量420 W。

3.2 燃气灶的燃烧效率计算

借鉴目前市场上普通燃气灶的工作数据及部分论文所得的实验数据，可做如下计算。

水的比热为4.2×103J/（kg×℃），用3 000 ml的水进行燃烧试验：

Q水=cm∆t=4.2×103×103×0.003×（100-20）=10.08×102kJ

燃气的热流量为14 786 kJ/h，理论按照燃烧效率为100%，则所需的理论燃烧时间为：

根据实验结果，普通燃气灶的燃烧时间为7分30秒，即所需的的燃烧量为：

Q=14 786×0.13=1922.18kJ

实际的燃烧效率为：

燃气灶的燃烧时间为5分钟，即所需的燃气燃烧量为：

Q=14 786×5/60=1232.16kJ

鼓风机所需的电量为：Q鼓=20×5×60=6kJ

实际的燃烧效率为：

普通燃气灶本燃气灶

燃烧效率52.4%81.4%

以上仅为实验结果，在加强密封性和空气过量系数控制后，本燃气灶效率可达82%，相对普通燃气灶效率整整提高了29%，相当于提高了原效率的56.4%。

4 结 语

蜂窝形预混节能燃气灶的推广应用符合国家“节能环保”的发展战略。本燃气灶完全自主设计已获国家实用新型专利授权（201520275497.8），由于独特的创新设计，使得本燃气灶在节能美厨方面表现突出。同时该燃气灶无高温转动部件，无精密贵重仪器，绝大多数部件都可以在市场上直接买到或者易于加工，制造成本没有明显增加。预计在餐饮行业、酒店及企事业单位食堂会有广阔的市场，技术落地转化后将应用于商用及家用燃气灶市场，如商用燃气大锅灶和家用普通燃气灶等。假设单台商用灶为双灶眼，平均使用功率为10 000 W，每天连续使用时间为6 h，每年使用天然气2 050 m3，本燃气灶只需1 435 m3的天然气，每户每年可节省615 m3的天然气，约合人民币1 350元。全国2 000万台商用灶可节省123亿立方米的天然气，约合人民币270亿元。它的推广使用，利国利民，对我国节能减排有重要影响，每年将会节约天然气折合标煤3 000万吨，减少7 300万吨CO2排放。由此推断，本燃气灶将会有非常好的市场前景和开发潜力。

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