基本信息
- 项目名称：
- 高效低污染燃气中餐炒菜灶的制作
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 在炉膛周围加装上一层跟锅底近乎平行的耐火硅酸铝纤维板，通过火焰的外焰来加热辐射板，由于固体辐射板黑度比气体黑度大，在同样的温度下，固体辐射板就可以向锅体释放更多的热量，从而提高了燃料燃烧过程的利用效率。目前中餐炒菜灶是采用自来水直接流过灶面来达到降低灶面温度的效果，我们在灶周围加上传热系数大的金属水套管，这样在灶使用过程中绝大部分的余热就被金属水套管中循环水吸收，达到了节约能源的目的。
- 详细介绍：
- 目前中餐燃气灶的使用效率在20%左右，这就意味着大量的能源的浪费，经过对中餐炒菜灶内部结构的改进设计，提高灶具的燃烧效率。 有关数据表明，大型中餐炒菜灶的炉膛内部的温度可以达到1000—1600摄氏度，此时炉膛内的换热形式主要以辐射换热为主。而气体的辐射和吸收，对波长具有选择性，固体的辐射光谱是连续的，即它能辐射和吸收所有波长的辐射能，而气体只能辐射和吸收某一定波长间隔中的辐射能，即它只能辐射和吸收光谱中某些部分的能量，且由于固体辐射板黑度较气体黑度大，这样达到同样的温度，固体向被加热工件释放的能量更多。在炉膛内部加设了辐射板后，使火焰外焰先加热辐射板使其达到一定温度后向锅体进行辐射，与单纯的火焰加热相比，锅体得到的热量可以提高近一倍。 另外，我们知道在使用燃气灶的厨房内都会感觉闷热，燃气灶在使用过程中会有余热释放出来，从节能的角度考虑，我们在燃气灶周围加装传热系数大且耐腐蚀的的金属水套管，当炒菜灶在使用的过程中会有大量的余热被水套中的循环水吸收，不仅大大降低了灶面温度、提高厨房舒适性，而且充分利用废热加热热水，达到了节约能源的目的和要求！ 据调查目前燃气中餐炒菜灶的使用效率仅在20%左右，这意味着80%的热量将在使用过程中被白白浪费，同时造成了一定程度的环境污染。使用效率低的主要原因是：目前炒菜灶的炉膛换热形式主要是靠气体辐射换热，而气体只能辐射和吸收光谱中某些部分的能量，这与固体的辐射和吸收是连续的相比就存在着大量的热量没有被充分利用。 我们对中餐炒菜灶的改造创新就基于上面的出发点： 1、在炉膛周围加装上一层跟锅底近乎平行的耐火硅酸铝纤维板，通过火焰的外焰来加热辐射板，由于固体辐射板黑度（0.9）比气体黑度(0.2)大，这样在同样的温度下，固体辐射板就可以向锅体释放更多的热量，从而大大提高了燃料燃烧过程的利用效率，最终达到节能减排的目的。 2、我们都知道燃气中餐炒菜灶的灶面温度非常高，这是由于灶台在使用过程中向灶面释放了大量余热。为了降低灶面温度，目前中餐炒菜灶是采用自来水直接流过灶面来达到降低灶面温度的效果，而冷却水就变成了废水直接排走。从节能角度考虑，我们在灶周围加上传热系数大且耐腐蚀的金属水套管，这样在灶使用过程中绝大部分的余热就被金属水套管中循环水吸收，不仅可以为人们提供部分热水，而且达到了节约能源的目的。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 通过产品创新、工艺创新、原材料创新、观念创新等在提高效率、生活便利性、改善功能、创造新价值、增加新用途、资源再利用等方面有新颖和独到之处。 根据“节能减排”这个主题要求。我们对中餐燃气灶的效率提高和节能两方面做出了以下改进：1、采用耐高温材料（硅酸铝纤维板）进行固体与固体间的辐射换热过程，提高燃气灶的热效率；2、在燃气中餐炒菜灶周围加装水套，充分利用燃气灶燃烧过程中产生的余热。 燃气中餐炒菜灶经过改造后，在相同的使用条件下，炒菜灶的效率可以由原来的21.2%提高到41.77% ，其所具有的节能潜力是相当惊人的，具有较好的创造价值和使用空间。
科学性、先进性
- <1>经济效益：在不进行节能改造时，中餐燃气炒菜灶的使用效率约为20%，而加装耐火硅酸铝纤维板后，其使用效率增加到41.77%。这也就意味着，付出同样成本的液化石油气能够达到原来两倍的经济效果。 <2>环境效益：①噪音方面：普通燃气中餐炒菜灶的噪音测试结果为94 dB；而改造后的燃气灶噪音测试结果为72 dB<80 dB，在采取适当保护措施的前提条件，不会对人体健康产生不良影响。 ②节能减排方面：经改造后的燃气灶效率提高了一倍，因而在日常使用过程中其燃料消耗量减少为原来的一半，大大减少了温室气体的排放量。 <3>安全性方面：普通燃气中餐炒菜灶的CO排放量达175ppm，厨师若长期待在此环境条件下将不利于其身体健康；而改造后的燃气灶CO排放量仅为原来的1/5左右，降为38ppm，极大程度降低了事故发生的可能性。加装传热系数大且耐腐蚀的金属水套管后余热得到了充分利用，使其炉壁外表面温度降为90℃，避免了因灶面温度过高而带来的安全隐患。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年5月于福建工程学院参加校挑战杯评比，入围全校前十，并被推荐到挑战杯省赛
作品所处阶段
- 成品细节处理阶段
技术转让方式
- 以专利形式转让
作品可展示的形式
- 成品展示或图片展示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明和市场上的燃气灶一致。该产品主要技术特点为节能减排，高效低污染。适用于中大型餐饮业及食堂等。 假定每台燃气中餐炒菜灶每天使用25kg（近8立方米）的液化石油气，且每立方米液化石油气的燃烧低热值约为117.576 ，在燃烧效率提高一倍后，每天可以节约的燃料量约为4立方米，也即470.304MJ的热量。而标准煤的低位发热值为29308KJ/ kg，如果折算成标准煤的使用量也即每天每台燃气中餐炒菜灶可以节省16 kg的标准煤。如果在全中国内有100万台燃气中餐炒菜灶经改造投入使用后，每天可以节省的标准煤量高达1.6万吨，也即每年可以节省的标准煤量为580万吨左右，占全国年耗煤量的3%。换言之，每年每100万台燃气中餐炒菜灶可以创下的财富为116亿元人民币，占2010年GDP总量（397983亿元人民币）的0.03%！
同类课题研究水平概述
- 无
