家用紅外線燃?xì)庠钤O(shè)計(jì)和使用需注意的問(wèn)題

吳亭

在各行各業(yè)都爭(zhēng)相提出高效節(jié)能的今天，節(jié)能環(huán)保也是燃?xì)饩咝袠I(yè)發(fā)展的方向。以目前國(guó)內(nèi)家用燃?xì)庠畹娜紵绞綖槔?，按一次空氣系?shù)分為大氣式燃燒和全預(yù)混燃燒兩種，大氣式燃燒是指可燃?xì)怏w在燃燒前，燃?xì)夂鸵徊糠挚諝忸A(yù)先混合；全預(yù)混燃燒方式是指可燃?xì)怏w燃燒前燃?xì)夂涂諝馔耆A(yù)混，特點(diǎn)有熱效率高、燃燒完全、NOx化合物和CO排放低。

家用紅外線灶具采用的是全預(yù)混燃燒方式，其節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)也受到了廣大用戶的喜愛，從燃?xì)饩弋a(chǎn)品市場(chǎng)銷售來(lái)看，家用紅外線燃?xì)庠钫加幸欢ǖ姆蓊~。

完全預(yù)混燃燒原理

完全預(yù)混燃燒原理為燃?xì)馀c空氣混合物在燃燒前就已經(jīng)在燃燒器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了全部預(yù)混，空氣由從噴嘴噴出的燃?xì)獗灰湮?，過(guò)剩空氣系數(shù)α=1.03～1.06，并進(jìn)行全部預(yù)混。燃?xì)?空氣的混合物在燃燒板的火道內(nèi)進(jìn)行燃燒，約50～60秒后，當(dāng)板面溫度上升到800～900℃時(shí)向外輻射紅外線。紅外線的波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng)，具有極強(qiáng)的穿透力；不易被大氣所吸收；紅外線燃?xì)庠钆c鍋的傳熱主要是以熱輻射為主，對(duì)流傳熱為輔。因此使用國(guó)標(biāo)鍋測(cè)試熱效率時(shí)，比一般大氣式燃燒灶具熱效率高很多，節(jié)能效果明顯。

不同材料的紅外線發(fā)熱體的優(yōu)缺點(diǎn)

現(xiàn)家用紅外線燃?xì)庠钊紵鞯募t外線發(fā)熱體分為陶瓷材料及金屬材料兩種，以下為兩種材質(zhì)的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比（見表一）：

金屬板燃燒板的類型一種是采用數(shù)層或雙層的耐高溫金屬網(wǎng)。內(nèi)網(wǎng)通常用絲徑為￠0.213～0.315mm的鐵鉻鋁絲編織而成，網(wǎng)目為35～40目/英寸。外網(wǎng)用絲徑為￠0.8～1.0mm的鐵鉻鋁絲編織而成，網(wǎng)目為8～10目/英寸。兩層網(wǎng)之間的距離為8～12mm，燃燒工作時(shí)可燃混合物在內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)之間進(jìn)行燃燒。輻射效率為45%左右。另一種類型是采用單層、雙層或者多層金屬薄片制成與多孔紅外線陶瓷板相同功能的多孔紅外線金屬蜂窩體。無(wú)論哪種類型都要求金屬材料在高溫下可穩(wěn)定工作、熱膨脹系數(shù)相對(duì)低、耐氧化、紅外線放射率較高等，一般金屬燃燒板開孔率為80～85%，紅外線放射率較高（為60～65%），不會(huì)炸裂。

根據(jù)以上分析，紅外線產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中，燃燒器的紅外線發(fā)熱板的選用需根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮。

紅外線燃?xì)庠罡魺峒夹g(shù)的應(yīng)用

紅外線燃?xì)庠钣捎谄淙紵绞郊皞鳠岱绞降牟煌湓罹弑砻婕皟?nèi)部的溫升一般也比大氣式燃?xì)庠畹臏厣?。一般的電子元器件正常工作溫度不能超過(guò)65℃，因此為保證灶具各零部件的使用功能及壽命，灶具內(nèi)部一般需要進(jìn)行隔熱處理。筆者在紅外線開發(fā)過(guò)程中對(duì)紅外線灶具溫升問(wèn)題做了大量的方案及實(shí)驗(yàn)。選用不同材質(zhì)的隔熱材料，及隔熱方法來(lái)降低溫升。經(jīng)反復(fù)分析試驗(yàn)及驗(yàn)證，最終得出有效方案：

1、將燃燒器紅外發(fā)熱體升高，將部件遠(yuǎn)離發(fā)熱源。

2、采用多層隔熱結(jié)構(gòu)，將灶具內(nèi)部分割為高溫腔及低溫腔。并采用云母、及不銹鋼隔熱板進(jìn)行多層隔熱。

3、增加相應(yīng)的冷卻孔，形成自然對(duì)流降低灶具內(nèi)部及面板的溫升。

4、增設(shè)排風(fēng)扇降低溫升，這種方式一般較少使用。

紅外線燃?xì)庠钍褂眠^(guò)程應(yīng)注意點(diǎn)：

1、燃?xì)鈮毫?duì)紅外線灶具的影響：

當(dāng)燃?xì)庠钋暗墓鈮毫^(guò)大時(shí)，造成灶具熱負(fù)荷相對(duì)正常壓力時(shí)增加，燃燒后會(huì)產(chǎn)生大量的熱量在紅外線發(fā)熱體中，當(dāng)溫度達(dá)到一定狀態(tài)下時(shí)，加快火焰燃燒的速度，當(dāng)大于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí)會(huì)發(fā)生回火相象。

另若燃燒板為金屬材料，溫度高達(dá)一定程度時(shí)，可在燃燒器腔體內(nèi)部直接將燃?xì)庖迹l(fā)生回火現(xiàn)象。這屬于紅外燃燒的特點(diǎn)，就是在高的燃?xì)夤┙o壓力下更容易發(fā)生回火。與大氣式燃燒器測(cè)試回火的壓力剛好相反，大氣式是界限氣低壓力時(shí)容易發(fā)生回火，高壓時(shí)大氣式燃燒雖然溫度上升加快火焰燃燒的速度，但因壓力增大火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí)也增大，不會(huì)發(fā)生由于爐頭或分火器溫度過(guò)高而引起回火的問(wèn)題。所以建議用戶在使用紅外線燃?xì)庠顣r(shí)應(yīng)配減壓閥使用，并在額定的壓力范圍下使用。避免由于供氣壓力過(guò)高引起灶具異常。

在開發(fā)驗(yàn)證紅外線燃燒器的燃燒可靠性方面，需在按表二規(guī)定的灶前壓力范圍內(nèi)，紅外線燃燒器燃燒時(shí)不離焰、不回火、不熄火。

2、選用鍋的鍋底對(duì)紅外線灶具影響：

因紅外線灶具對(duì)鍋的加熱方式是以熱輻射傳熱為主，對(duì)流傳熱及熱傳導(dǎo)方式為輔。輻射傳熱特性：熱輻射的能量投射到物體表面上時(shí)，物體會(huì)對(duì)此能量產(chǎn)生三種不同的作用：吸收、反射和穿透。反射有兩種形式：漫反射和鏡反射。當(dāng)表面的不平整尺寸大于投入輻射的波長(zhǎng)時(shí)，形成漫反射。因此，為避免由于反射造成過(guò)多的熱損失，應(yīng)優(yōu)先選用鍋底表面粗糙度略大的鍋，若使用亮面鍋底則對(duì)其輻射傳熱有鏡面反射作用，熱損失過(guò)多。造成燃?xì)庠畹臒嵝式档?。其反射的熱量還可能引起燃燒器發(fā)生回火的現(xiàn)象。

在此建議用戶在使用紅外線燃?xì)庠顣r(shí)盡量不使用鍋底為鏡面光亮的鍋，應(yīng)選用鍋底為深色的且鍋底表面粗糙度略大的鍋，用紅外線灶具時(shí)才能達(dá)到更好的效果。

在開發(fā)驗(yàn)證紅外線燃燒器的燃燒可靠性方面，需增加高溫下的回火特性的測(cè)試，即使用0-1氣，坐下限新鋁鍋時(shí)，燃燒器不得有回火現(xiàn)象。

3、紅外線燃?xì)庠畹陌l(fā)熱體都為多孔結(jié)構(gòu)，且孔徑很小。不易清潔是紅外線燃?xì)庠畹耐袋c(diǎn)。因此在烹飪過(guò)程中，特別是烹飪?nèi)菀滓珏伒牟耸綍r(shí)，如煲湯及煮粥，應(yīng)盡量避免堵塞燃燒器。

4、現(xiàn)有的家用紅外燃?xì)庠畲蟛糠譃橄逻M(jìn)風(fēng)方式，因此在灶具安裝時(shí)需在櫥柜留出累計(jì)大于100平方厘米的面積。確保灶具在長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)能夠有足夠的空氣進(jìn)行流通交換，確保燃?xì)馊紵龝r(shí)所需的氧氣能充分的補(bǔ)充。且盡量避免在灶具的下方安裝電器產(chǎn)品，避免由于高溫造成不必要的損壞。（責(zé)編 邱麥平）