Тестирование минимальных значений и класса энергоэффективности бытовых газовых плит

Тестирование минимальных значений и класса энергоэффективности бытовых газовых плит

Введение
Оценка энергоэффективности и безопасности работы на минимальных режимах горения является критически важной для бытовых газовых плит. Такое тестирование позволяет не только определить класс энергоэффективности прибора согласно действующим стандартам, но и проверить стабильность пламени, отсутствие проскоков и затуханий, а также эффективность использования топлива при низком уровне потребления газа, что напрямую влияет на экономичность и безопасность эксплуатации. Данная статья описывает ключевые аспекты такого тестирования.

1. Объекты испытаний
Объектами испытаний выступают бытовые газовые плиты (напольные или настольные) и их варочные модули (конфорки), работающие на природном (метане) или сжиженном (пропан-бутане) газе. Испытываются приборы различных типов:

• Плиты с открытыми горелками (традиционные).
• Плиты с горелками, оснащенными системами автоматического розжига и контроля пламени (газ-контроль).
• Плиты разных ценовых сегментов и конструктивных особенностей.

Ключевым параметром отбора является работоспособность конфорок на минимально возможной установке регулятора подачи газа.

2. Область испытаний
Испытания охватывают следующие основные аспекты:

• Минимальная тепловая мощность (МТМ): Определение минимального устойчивого уровня тепловыделения конфорки при самой малой установке регулировочного крана.
• Стабильность пламени при МТМ: Оценка непрерывности горения, отсутствия проскоков пламени на горелку, отрывов и затуханий пламени в течение длительного времени работы на минимуме.
• Эффективность сгорания при МТМ: Измерение полноты сжигания газа (содержание CO, CO2, O2 в продуктах сгорания) именно на минимальном режиме.
• Коэффициент полезного действия (КПД) варочной панели: Определение отношения полезно использованной теплоты (переданной нагрузке) к общей теплоте сгорания израсходованного газа. Это основной показатель для присвоения класса энергоэффективности.
• Класс энергоэффективности: Отнесение плиты или варочной панели к определенному классу (A, B, C и т.д.) на основе рассчитанного КПД и других требований стандартов.

3. Методы испытаний
Испытания проводятся в строгом соответствии с национальными и международными стандартами, такими как ГОСТ IEC 60350-2 (для варочных панелей), ГОСТ Р (специфичные для РФ методы безопасности и эффективности), EN 30-2-1 и другими профильными нормативами. Основные методы включают:

• Подготовка: Плита устанавливается в испытательной камере в соответствии с инструкцией производителя. Регуляторы мощности переводятся в положение "минимум" для каждой конфорки отдельно. Прибор выдерживается для стабилизации температур.
• Измерение расхода газа: Определение объемного или массового расхода газа на каждой конфорке при работе на МТМ с помощью калиброванных расходомеров.
• Измерение мощности: Расчет тепловой мощности (в кВт) на основе расхода газа и его теплоты сгорания (определяется калориметрически или принимается стандартное значение для конкретного газа).
• Испытание на стабильность пламени: Визуальный контроль и/или регистрация датчиками пламени в течение установленного стандартом времени (обычно не менее 1-2 часов) при МТМ. Проверяется устойчивость ко внешним воздействиям (сквозняк по методике).
• Анализ продуктов сгорания: Забор проб дымовых газов в зоне непосредственно над пламенем конфорки при работе на МТМ. Анализ на содержание CO, CO2, O2 с помощью газоанализаторов. Расчет коэффициента избытка воздуха и полноты сгорания.
• Определение КПД: Проводится с использованием стандартной калиброванной испытательной посуды (кастрюли определенного диаметра, материала и объема), заполненной строго заданной массой воды. Измеряются:
  • Масса израсходованного газа.
  • Начальная и конечная температура воды.
  • Время испытания.
  • Испарение воды (учет потери массы).
    КПД (η, %) рассчитывается по формуле, учитывающей полезную теплоту (нагрев воды + ее испарение) и общую теплоту сгорания израсходованного газа. Тест проводится многократно для разных конфорок и на разных уровнях мощности (включая максимальную, но особенно важен корректный замер на МТМ для точности расчета средневзвешенного КПД).
• Определение класса энергоэффективности: Рассчитанный КПД сравнивается с пороговыми значениями, установленными в актуальной редакции стандарта или технического регламента на энергоэффективность. Присваивается соответствующий класс (например, A - самый высокий, G - самый низкий по современной шкале). Требования обычно включают и минимально допустимый КПД для всего прибора.

4. Испытательное оборудование
Для проведения комплексных испытаний используется специализированное оборудование:

• Климатическая камера или испытательный бокс: Обеспечивает стабильные, контролируемые условия окружающей среды (температура, влажность, отсутствие сквозняков) согласно требованиям стандарта.
• Газовый стенд: Включает:
  • Источник газа (баллон с СУГ или подключение к магистрали с редуктором).
  • Калиброванные газовые расходомеры (ротаметры, турбинные, тепловые и др.) для точного измерения объемного или массового расхода газа.
  • Манометры для контроля давления газа на входе в прибор.
• Газоанализаторы: Приборы для измерения концентраций:
  • Электрохимические или инфракрасные сенсоры для CO (оксид углерода).
  • Инфракрасные сенсоры для CO2 (диоксид углерода).
  • Парамагнитные или электрохимические сенсоры для O2 (кислород).
  • Система забора проб (зонды, насосы, осушители).
• Калориметрическая установка (опционально, но предпочтительно): Для точного определения фактической теплоты сгорания используемой партии газа.
• Стандартная испытательная посуда: Набор кастрюль и сковород строго определенных стандартом диаметров, материалов (обычно алюминиевый сплав), толщины дна и объема.
• Прецизионные весы: Для взвешивания воды, посуды и учета испарения (точность не менее ±1 г).
• Термометры или термопары: Высокоточные средства измерения температуры воды (точность не менее ±0.1°C).
  • Регистрирующие устройства (логгеры данных) для автоматической записи температуры.
• Секундомеры или таймеры: Для точного замера времени испытаний.
• Устройство создания контролируемого воздушного потока (для теста на устойчивость пламени): Вентилятор с регулируемой скоростью для моделирования сквозняка по заданной методике.
• Датчики пламени (опционально): Для автоматической регистрации факта наличия/отсутствия пламени.

Заключение
Тестирование минимальных значений мощности и определение класса энергоэффективности бытовых газовых плит – это комплексный процесс, требующий строгого соблюдения стандартизированных методик в контролируемых условиях и применения высокоточного специализированного оборудования. Результаты таких испытаний являются основой для подтверждения безопасности прибора (особенно при эксплуатации на "малом огне"), оценки его реальной экономичности и информирования потребителей о классе энергоэффективности, что способствует выбору более экологичных и экономичных моделей. Особое внимание уделяется корректности измерений на минимальных режимах, так как стабильность пламени и эффективность сгорания в этом диапазоне напрямую влияют на безопасность и итоговый показатель КПД.