由电焰灶想起的家用灶具炊具的改进
现在出现一种电焰灶,好像是高科技,无污染,高效率的新型灶具。但是我感觉好像只是一种营销炒作而已。既算不上什么高科技,也不是无污染,而且效率低。现在家庭烹饪器具,包括灶具和炊具确实有改进的必要。但是要沉下心来认真的研究,而不是出噱头炒作。
按照所说的电焰灶原理,是用高压电电离空气产生等离子态火焰。就必然会产生两个问题。一是等离子逃逸,损失部分能量。二是空气电离过程中会产生氮氧化物、臭氧等粒子,既损失能量又造成污染。
所有的灶具功能都是一个,把转化的能量,传递到锅底。有几个基本要求,其一是能量转换效率高,二是转换过程中能量损失少,其三是转换过程中污染物尽可能少,其四是有效功率要够用。中国人烹饪习惯有煎炒烹炸,其中爆炒需要的功率最大。家用灶具有效功率最好能达到3千瓦以上,至少也要2千瓦。现在用的能源有柴、煤炭、液化气或天然气、石油、电。家用灶具主要是燃气灶具和电炊具。现在最常见的是大气式燃气灶具,燃烧效率可以达到75%,热效率一般都在40%到50%。红外燃气灶具的燃烧效率可以达到95%以上,热效率可以达到65%到70%。电阻式电炉能量转换效率可以接近100%,热效率可以达到75%到80%。电磁炉的热效率可以更高一些,能达到80%到90%。
现在电价与天然气价格从单位能量价格上看差别不大,按照热值计算,用电要比用天然气贵一倍左右。但是用电更方便、环保、安全。所以除了炒菜,煮、烤、蒸、炖等方式用电的多。
现在用电炉或电磁炉炒菜的并不普及的原因是功率不足。大功率的对家里的电路要求较高。还有就是电炉电磁灶对灶具的要求更高。大功率的电炉、电磁灶的安全性、可靠性也存在问题。所以电炉电磁灶使用的不普遍。
家庭普遍使用的燃气灶具,也存在不少问题。一个是安全性,不单是灶具的安全性,还有燃气储存输送过程中的安全性。二是污染物,尤其是大气式燃气灶具,产生的污染物不可忽视,危害人健康的厨房油烟有很大部分是燃气不完全燃烧产生的。三是可靠性和使用寿命,大气式燃气灶比较好,红外燃气灶具问题较大。采用催化燃烧技术可以解决红外灶具寿命和可靠性问题,但是使用不普及。燃气储存输送过程的安全性仍然存在。
由于家庭烹饪使用的能源花费在在家庭消费开支中所占比例极小,所以对灶具所用的电费、燃气费不是注重点。
实际上家用灶具炊具的改进并不是什么高科技,现在的成熟技术应该可以解决,只是需要技术人员认真研究,进行理论分析,技术试验,寻找最优化方案。现在缺乏的就是有能力,有兴趣的技术人员,有眼光的企业家。家用灶具炊具的改进,虽然不是高科技,但是要考虑的因素很多,最优化设计也不是个简单问题。
如何解决这个问题,需要从能量转换效率,热量传递方式,安全性,烹饪习惯等多方面考虑。改进方向有这么几个趋势。一是用电是总的方向,城市中家用燃气会逐步退出。主要原因是安全和使用方便。二是红外光传导应该是个方向,这有赖于研发新的材料、能量转换器件。主要原因是中餐烹饪习惯,红外光传导与火焰比较接近。如果模拟传统火焰值得研究。电焰灶就是这个思路,但是实现路径有待研究。三是中餐最常使用的炒锅和其它炊具也会随之改进。