跟着我国国民经济的不断发展和社会的不断进步，以及人民生活水平的不断提高，大家对作为生活必需品之一的家用燃气灶具的功能请求也越来越高。特别是在社会大力提倡节约能源和推行燃气节能高效技术的环境下，大家关于家用燃气灶具的热效率给予了不断增加的关注，节能高效的家用燃气灶具越来越受到大家的期待。因此，关于家用燃气灶具热效率的研讨变得越来越重要，特别是关于实际研讨中常碰到的实验热负荷与国家规范中实验用锅与加热水量的挑选表不符的情况时，运用插入法折算公式核算实验热负荷所对应热效率的研讨更为重要，这是因为此刻实验热负荷所对应的热效率即是实际运用家用燃气灶具时的热效率。

1 插入法核算燃气灶具热效率的办法

① 国家规范中的核算办法[1]

现行国家规范《家用燃气灶具》(GB 16410—1996)用插入法核算燃气灶具热效率的办法如下：湖北炉具依据实验热负荷按表1对实验用锅和加热水量进行挑选，进行热效率的测验与核算。当实验热负荷与表1不符时，应按前后两种直径的锅(即上限直径锅和下限直径锅)别离进行实验，测验得到的热效率按插入法进行折算，折算到实验热负荷所对应的热效率。实验用锅与加热水量的挑选见表1。

表1 实验用锅与加热水量的挑选

实验热负荷/kW	锅直径/cm	加热水量/kg
1.10	16	1.5
1.40	18	2.0
1.72	20	3.0
2.08	22	4.0
2.48	24	5.0
2.91	26	6.0
3.36	28	8.0
3.86	30	10.0
4.40	32	12.0
4.95	34	14.0
5.56	36	16.0

因为国家规范《家用燃气灶具》(GB 16410—1996)没有给出详细插入法核算热效率的公式，通常运用如下办法核算实验热负荷对应的热效率：当测验得到实验热负荷时，用前后两种直径的锅测验所对应的热效率，以热负荷作为横坐标、以热效率作为纵坐标树立直角坐标系，别离以前后两种直径的锅所对应的热负荷和测验所对应的热效率在直角坐标系内构成两点断定一条直线，然后将实验热负荷点代入该直线方程，即可核算得到实验热负荷所对应的热效率。现将该办法界说为两点插入法核算热效率。热负荷与热效率之间的关系见图1。

 

 

运用两点插入法核算热效率的公式为：

  

式中ηa——实验热负荷所对应的热效率

ηd——运用下限直径锅时的实测热效率

ηu——运用上限直径锅时的实测热效率

фu——运用上限直径锅所对应的热负荷，kW

фd——运用下限直径锅所对应的热负荷，kW

фa——燃气灶具实验热负荷，kW

② 新国家规范(征求意见稿)中的核算办法

新的国家规范《家用燃气灶具》(GB 16410—××××，征求意见稿)中插入法核算燃气灶具热效率的办法大致与国家规范《家用燃气灶具》(GB 16410—1996)一样，不一样的是测验加热水量减半，测验热效率的温升由原规范的50K变为30K。实验用锅与加热水量的挑选见表2。

表2 实验用锅与加热水量的挑选(征求意见稿)

实验热负荷/kW	锅直径/cm	加热水量/kg
＜1.10	14	0.5
1.10	16	0.8
1.40	18	1.0
1.72	20	1.5
2.08	22	2.0
2.48	24	2.5
2.91	26	3.0
3.36	28	4.0
3.86	30	5.0
4.40	32	6.0
4.95	34	7.0
5.56	36	8.0

在新国家规范《家用燃气灶具》(GB 16410—××××，征求意见稿)中清晰给出了插入法核算热效率的公式：

 

运用式(2)核算得到的热效率与运用式(1)核算得到的热效率一样。式(1)与式(2)是同一个插入法核算热效率公式的两种不一样表达方式。

③ 新国家规范(送审稿)中的核算办法

新的国家规范《家用燃气灶具》(GB 16410—××××，送审稿)中插入法核算燃气灶具热效率的办法以及实验用锅与加热水量的挑选与征求意见稿根本一样，仅仅插入法核算热效率的公式有所不一样，引入了锅底热强度的概念。锅底热强度是指实验热负荷与实验用锅在正投影面的面积之比，即：

   

式中q——锅底热强度，W/cm2

A——实验用锅在正投影面的面积，cm2

R——实验用锅的半径，cm

D——实验用锅的直径，cm

新的国家规范《家用燃气灶具》(GB 16410—××××，送审稿)中插入法核算热效率公式如下：

 

式中qd——运用下限直径锅实验时锅底热强度，W/cm2

qu——运用上限直径锅实验时锅底热强度，W/cm2

在新国家规范《家用燃气灶具》(GB 16410—××××，送审稿)中并未对常数5.47作出清晰注释，笔者以为常数5.47是均匀锅底热强度近似数值。这是因为测验用锅在其对应实验热负荷下的锅底热强度均在5.47W/cm2左右，并且它们的均匀值即均匀锅底热强度约5.47W/cm2。锅底热强度的核算见表3。

表3 锅底热强度的核算

实验热负荷/kW	锅直径/cm	实验用锅在正投影面的面积/cm2	锅底热强度/(W·cm-2)
1.10	16	201.06	5.4710
1.40	18	254.47	5.5017
1.72	20	314.16	5.4749
2.08	22	380.13	5.4718
2.48	24	452.39	5.4820
2.91	26	530.93	5.4810
3.36	28	615.75	5.4567
3.86	30	706.86	5.4608
4.40	32	804.25	5.4710
4.95	34	907.92	5.4520
5.56	36	1017.88	5.4624

④ 文献[2]的公式

首要，依照前后两种实验用锅的直径和其所对直的热负荷以及实验热负荷，用插入法核算实验热负荷所对应的实验用锅直径Da：

 

式中Da——用插入法核算得到的实验热负荷所对应的实验用锅直径，cm

Dd——国家规范中规则的实验用下限锅直径，cm

Du——国家规范中规则的实验用上限锅直径，cm

然后，依据核算得到的实验热负荷所对应的实验用锅直径，运用插入法核算热效率，即：

 

⑤ 别的公式

运用式(1)和式(2)核算热效率，其实质是以热负荷作为横坐标、以热效率作为纵坐标树立直角坐标系，别离以前后两种直径的锅所对应的热负荷和测验所对应的热效率构成两点，断定一条直线，然后将实验热负荷点代入该直线方程，得到实验热负荷所对应的热效率。

若将实验用锅直径作为横坐标，则式(2)变为：

 

将式(5)代入式(7)能够得到：

 

由此可知：假如将实验用锅直径作为横坐标，运用式(7)核算得到的热效率与运用式(1)和式(2)核算得到的热效率一样。

若将锅底热强度作为横坐标，则式(2)变为：

  

将锅底热强度的界说式(3)代入式(8)能够得到：

 

⑥ 实例核算

测验某台燃气灶具，实验热负荷为3.4～3.8kW。实验所用上限锅直径Du=30cm，测验得到的热效率ηu=60%，实验所用下限锅直径Dd=28cm，测验得到的热效率ηd=57%。经过上述插入法核算热效率的公式，别离核算实验热负荷为3.4、3.5、3.6、3.7、3.8kW时的热效率来验证各核算公式的准确性。详细核算结果见表4。

表4 各插入法核算热效率公式核算结果

实验热负荷/kW	3.4	3.5	3.6	3.7	3.8
运用式(1)、(2)、(7)核算的热效率/%	57.240	57.840	58.440	59.040	59.640
运用式(4)核算的热效率/%	57.218	57.877	58.499	59.088	59.645
运用式(6)核算的热效率/%	57.256	57.882	58.492	59.084	59.661
运用式(9)核算的热效率/%	57.264	57.904	58.518	59.106	59.672
式(4)与式(1)的核算结果的相对差错/%	-0.039	0.064	0.101	0.081	O.009
式(6)与式(1)的核算结果的相对差错/%	0.027	0.073	0.090	0.075	0.036
式(9)与式(1)的核算结果的相对差错/%	0.042	0.110	0.133	0.112	0.053

在一样实验情况下，运用式(1)、(2)、(7)核算得到的热效率持平，并且核算得到的实验热负荷所对应的热效率是准确值；而运用式(4)、(6)、(9)核算得到的热效率是近似值，这是因为运用这3个公式时，都涉及到锅底热强度，会对核算得到的热效率形成必定的差错，运用式(4)核算时所用的均匀锅底热强度常数也会对核算得到的热效率形成必定的差错。

2 定论

① 当实验热负荷与国家规范中实验用锅与加热水量的挑选表不符时，必须运用插入法进行折算，核算出实验热负荷所对应的热效率。

② 主张运用式(2)作为插入法核算燃气灶具热效率的规范公式，这是因为运用式(2)核算热效率的核算过程简略，并且核算得到的热效率是准确值，较为客观。