中山市科技计划项目可行性报告

中山市科技计划项目

可行性报告

项目名称：内喷式高效能燃气灶具

项目类别：科技攻关计划

承担单位：中山市樱雪集团有限公司

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电 话：*************

上报时间：2012年 5月

目 录

一、立项依据

（一）目的意义

一、立项依据

（一）目的意义

我国的能源消耗已跃居世界前列，由于能源消耗而引发的环境问

题也日益严重，因此节能减排已经成为我国的国策，胡锦涛书记在“十

七大”中强调指出：（我国应该）“加强应对气候变化能力，为保护全

球气候做贡献”。2007年国务院颁布的《节能减排综合性工作方案》

要求“十一五”期间，我国的单位GDP能耗降低20％，污染物排放

量降低10％。根据国家《节能中长期规划》要求，到2010年国内新

增家用燃气灶具热效率必须达到60％以上。可以看到，国家“节能

减排”的能源政策明确地指出了给燃气具行业未来发展的方向，同时

消费者的消费认知也越来越理性，燃气具的专业生产厂家纷纷将燃气

灶的研发重点从前几年的面板、外观、点火方式等方向回归到基本功

能的层面，重点放在热效率的突破上面，这些技术的突破无疑将更加

奠定专业品牌的市场地位，对杂牌燃气灶具形成技术壁垒，从而使燃

气灶的市场结构升级带来良性影响。燃气灶具行业技术创新和技术升

级的热潮业已进入了一个新的时代。

有数据显示，在未来5年里，中国厨卫业将会有1000亿的市场

份额。中国的厨卫企业是否能独吞这1000亿的大蛋糕，在国际厨卫

品牌虎视眈眈的时候，未来巨大的市场商机确不容忽视。据有关专家

预测，今后10年， 我国将有33％的住户迁入新房，这就意味着平

均每年有260万个以上的厨房家电要更新换代。业内专家认为，未来

的燃气灶具发展的趋势将是以可以满足中国居民以“爆炒”为主的烹

饪习惯的大火力燃气灶具，和具有高热效率低污染物排放的“绿色”

燃气灶具为主要研发对象。因此，本项目研究的内喷式燃气灶具采用

内喷式聚能结构 ，盆式集中火焰从锅底内部燃烧，实现提升有效热

负荷和热效率。

本项目的技术创新点及目的：

1、采用涡能燃烧技术，聚能燃烧技术、喷燃聚能技术、喷燃引擎燃

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烧技术相结合的先进燃烧技术。

2、换热方面的特点：采用先进专利聚能罩技术，基于CFD的节能技

术

3、结合以上2项技术特点，开发出一款名称为内喷式高效率燃气灶

具。

本项目的研究涉及到制造、实验和理论研究等多个环节，因而需

要综合利用公司各个部门的优势，密切协作地突破所存在的技术难

点，从而达到研究目的。

因此，本研究项目的意义在于：

1、 提高灶具热效率，降低温室气体等污染物排放，符合国家能源

政策

2、 内喷式聚能结构 ，盆式集中火焰从锅底内部燃烧实现提升有效

热负荷和热效率，更加适合我国居民烹饪习惯，从而适合市场的需求，

积极占领市场份额；

3、 燃烧方面：采用涡能燃烧技术，聚能燃烧技术、喷然聚能技术、

喷燃引擎燃烧技术相结合的先进燃烧技术，使燃气燃烧更加充

分和完全；

4、 换热方面：采用先进专利聚能罩技术，基于CFD的节能技术，

从而充分利用燃气产生的热量，来提高热效率；

综上所述的目的不但是为了响应国家提出的节能减排的政

策方向，而且是为了提升企业科技竞争实力，给灶具行业的燃烧

模式带来重大的变革，为未来灶具行业开发发展指引了方向。

（二）国内外同类产品和技术情况

现在的燃气灶具可以说是琳琅满目，种类繁多，灶具的每年的销

售量都不断攀升。可以说，灶具是一个比较成熟的行业，市场容量大，

几乎家家户户都需要用到它。因此比较相互之间的技术含量和卖点，

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关键在于燃烧器的设计，目前国外燃烧器具有代表性的有：意大利的

萨巴芙燃烧器、日本小功率的燃烧器、、、、、然而，国外的燃烧器普遍

存在一种状况：就是功率偏小，也就是说与我国家庭的实际使用环境

和习惯不相符合。国内的烹饪要求是喜欢猛火、大火，达到爆炒的现

象。现国内的家用燃气灶具比较有代表性的有“华帝的聚能灶、万家

乐的双高火、方太的五腔驱动、老板的主火中置、美的的抛物线火、

樱雪的蓝玫焰、、、这些国内比较有代表性的燃气灶具，主要的核心技

术都在燃烧器上，基本上所有的燃气灶具的卖点都是围绕燃烧器而展

开的。而这些燃烧器无非就是围绕着大功率与高效率这两个技术而展

开的。现国内的家用燃气灶具的功率一般都在3.5~4.2KW之间，热

效率在50%~59%之间，一般来说功率太大会造成资源浪费，并不能

达到节能减排的目的，只有高效率的燃气灶才能达到此目的。

（三）市场预测和发展趋势

为了响应国家节能减排的政策，同时也为了增加燃气灶具的技术

创新和功能创新方面的卖点和特色，整个行业都在开发节能高效的燃

气灶具产品，其中高效率是重点。最有代表性的就是红日牌的红外燃

烧器、华帝的聚能灶，它们的热效率高达63%以上。但是，它们最主

要的缺点就是保洁性不好，难清洁。而未来行业另一种发展趋势就是

保洁性，不但要求灶面易清洁、保洁性好。而且要求燃烧器的保洁性

要好、易清洁。因此，我们认为：以后燃气灶具产品的发展趋势将向

高效率、保洁性好的方向发展，这将是行业发展的发展方向和市场销

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售卖点的发展方向。

而本项目研发所采用的燃烧方式就是采用涡能燃烧技术，聚能燃

烧技术、喷然聚能技术、喷燃聚能技术、喷燃引擎燃烧技术相结合的

先进燃烧技术，具有高效率，低污染的燃烧特性。

（四）燃气灶具研发基础研究的现状和趋势

随着灶具行业不断发展，以及行业竞争的要求，许多知名企业对

于燃气灶具的研发都给予了前所未有的重视，分别也投入重金建设了

相应的研发实验中心或实验室，购买了许多高精度昂贵的测试仪器，

比如气相色谱、烟气分析仪等。也投入很大力量在产品研发当中。应

该说，在现有的基础之上，这些企业所取得技术方面突破是非常值得

赞许的，甚至可以说是超乎寻常。

当前企业的实验室构建都是以质量检查为目的，也就是说，所建

立的实验室是按照国家检验标准来建设的。比如灶具实验室，其主要

是以热效率检验为核心，实验室的硬件设施甚至都超过国家检验机构

的设施。但是，这样的实验室对于灶具的研发来说，起到的作用是有

限的。

灶具研发的实验室要求能够对灶具各个部件的性能进行实验测

量，可以通过实验手段寻找到其中的物理规律，从而为灶具的研发提

供十分重要的基础数据。比如灶具中非常重要的部件——引射器，至

今都没有厂家很好地系统的研究过，更没有一套完整的精确的实验台

架去测试它的性能。从设计计算的角度，主要还是一维的伯努力方程

为基础的，都假设流动和浓度在断面是均与的，而现在各个厂家生成

的引射器的设计研发，都是在大量经验的基础上进行的。大量的尝试

导致研发周期长，结果不稳定。而对于炉头的流动、燃气与空气的混

合情况的测试更是没有，炉头的研发都是通过最终的热效率实验来做

最终判断，这样使得研发过程来回很多，带有较强的偶然性，造成许

多不必要的物质和时间上的损失。

灶具的各个部件的性能测试实验，是灶具研发的基础。由于基础

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实验数据的缺乏，也导致燃气灶具的研发很难产生革命性的成果。可

以不夸张的说，现有的灶具无论在功率方面的突破，还是在效率方面

的改进，都带有一定的偶然性和相当的经验性。

令人高兴的是，像樱雪这样的有远见的企业已经意识到这点，已

经组建了基础灶具实验室。本项目也是借助于项目的支持将这个基础

实验室提升到一定的高度，不仅给本项目的研究提供所需要的基础资

料，使得本研究在一个科学有效的路径上进行，同时也能够有效地促

进企业在灶具研发上的科学性，开发出高效率的燃气灶具，甚至给灶

具行业带来革命性的变革。

二、研究开发内容、方法、技术路线

（一）主要研究内容

提高燃气灶的热功率，需要对灶具炉头的结构进行很大的调整，

甚至是颠覆性的改变，提高燃气灶的热效率，除了对燃气灶的燃烧系

统进行改造以外，还需要对燃气灶的流动和传热部分进行改造。因而，

本项目研究需要对燃气灶的燃烧系统和流动换热系统都进行必要的

改造，有时甚至是全新的设计研发。

本项目研究开发的内容为：

1、新型燃气灶内喷式（涡能、喷燃聚能）燃烧器的研发

众所周知，燃气灶的核心设备就是燃烧器。高压燃气通过喷嘴将

周围的空气引进引射器的扩压管与混合管及混合腔，形成燃气和空气

的混合气体，从炉头的火孔喷出，进行大气式燃烧。这是当前绝大多

数燃气灶所采取的燃烧方式。炉头的结构形式，不仅决定了燃烧过程

的稳定性和充分性，也很大程度地影响着了燃气灶的换热过程。如果

燃气灶发生革命性的变化，那最先进行的改造必然是燃气灶的燃烧

器。

燃烧器的形状跟所采用的燃烧过程和方式有着密切的关系。比如

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当前灶具行业关注比较多的“内燃火焰”，就是在一定程度上改变了

传统的灶具燃烧方式。传统的灶具火焰都是朝外的，以利于二次空气

的补充，但这样造成了很大的热量散失。将火焰由朝外转向朝内，形

成所谓的“内燃火焰”，减少了热量散失，提高了热效率。

本研究的 “内喷式”燃烧器与所谓的“内燃火焰”是不同的，

它首先是引射器是不一样，它通过单腔将燃气与空气混合好，并且在

内部通过两边涡流混合，它的火孔热强度更高；其次是它燃烧火焰通

过集中盆式燃烧，火力更集中；再次是它的燃烧换热过程还通过具有

专利的聚能罩，使燃气燃烧产生的热量尽可能的向周围散发，更加充

分地利用。所以说这种燃烧器的燃烧方式是一种新型的高效低污染燃

烧方式，它的特点是燃烧稳定性好，燃料停留时间长，燃烧充分，效

率高，污染物排放低。在燃气灶上应用具有火焰稳定性好的特点，流

动烟气呈现涡流特征，强化了与锅底的盆式集中燃烧换热，同时燃烧

在具有专利的聚能罩半封闭的燃烧室内完成，减少了火焰辐射热损

失，从而提高了燃气灶的热交换效率，还可以增大燃气量，提高灶具

炉头的燃烧功率。

因此，“内喷式”燃气灶燃烧器完全不同于传统燃气灶的炉头，

是一种全新的几何形状和结构尺寸，需要着重研究以下方面：

①火孔的数目与形状。由于受到脱火与回火的限制，燃气灶的火

孔的出口流速一般不能太大和太小，要产生盆式集中式燃烧，火孔的

数目非常关键。多了使得炉头结构复杂，少了不能产生烟气与空气的

流动混合。火孔的形状也是很重要的，圆形火孔的单位面积的周界小，

补充二次空气较为困难，但矩形或者其他形状的火孔，补充二次空气

方便，但衰减快。

②燃烧火焰的直径大小。火焰直径的大小，对于燃烧过程和换热

过程都有很大的影响。直径太大，燃烧充分，但烟气扫过锅底的距离

缩短，向周围散失的热量增大；直径太小，补充二次空气困难，燃烧

容易产生较多的CO。

③燃烧烟气涡动扰动性能。涡能燃烧需要形成一股旋转高温烟气

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气流，从而增大高温烟气与锅底的换热时间、换热强度，增加灶具热

效率。因此对于然是烟气的涡动性能需要研究。

2、采用何种燃烧方式

采用涡能燃烧技术，聚能燃烧技术、喷然聚能技术、喷燃引擎燃

烧技术相结合的先进燃烧技术，使燃气燃烧更加充分和完全；

3、研究燃烧器的一次空气量和燃气量的混合比例

根据燃气燃烧大气式燃烧的一次空气系数0﹤ɑ′﹤1，在实际应

用中，一般将一次空气系数ɑ′取为0.45～0.75，而根据燃烧室工作

状况的不同，过剩空气系数ɑ通常在1.3～1.8之间。

常用吸气低压引射器的工作原理

1-喷嘴；2-吸气收缩管；3-喉部；4-混合管；5-扩压管

引射器的结构

• 燃气在一定压力下，以一定流速从

喷嘴流出，进入吸气

收缩管，燃气靠本身的能量吸入一次空气。在引射器的混

合管内燃气和一次空气混合，然后，经头部火孔流出进行

燃烧。

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而引射器的结构分为三种结构：

因为单腔引射结构，所以说我们采用了能量损失最小的1型引射器结

构。为了提高热效率，首先将过剩空气系数降低，取下限值为：1.3。

其次提高火孔热强度，取为：7.3W/mm2。

4、新型引射器的研发

大气式燃烧另一个非常重要的部件，就是引射器。引射器引射的

一次空气系数的大小，对于大气式燃烧有着至关重要的作用。引射器

的功能为：①吸入一定量的一次空气；②促进空气与燃气进行混合；

③引射器出口具有一定的静压。

随着一次空气系数的增加，脱火极限逐渐降低。这是因为一次空

气系数小时燃气浓度高，火焰根部点火环处有较多的燃气向外扩散，

与二次空气混合燃烧，形成强有力的点火环。相反，一次空气系数较

大时混合物中空气过多，从火孔中流出的燃气较少，再被二次空气进

一步稀释，使得点火环的能力减弱，脱火极限下降。

大气式火焰的性质，随一次空气系数的多少而变化。当一次空气

吸人量不足时，由于碳氢化合物在高温下分解，生成游离态的碳呈白

热状态，内焰的顶端呈红黄色，游离态的碳不能完全燃烧而穿过外焰，

使火焰层次不清，出现不完全燃烧，烟气中出现大量的一氧化碳。一

般地，随着一次空气吸人的增加烟气中CO含量降低。

对于燃烧充分的大气式火焰， 由一定高度的、清晰的蓝色内锥

及外锥组成， 当一次空气吸人量过少时，火焰拉长，变成内外焰模

糊不清，飘忽不定的软火焰。此时火焰温度较低，火焰很大部分直接

与冷态受热面接触，使得本来由于空气量不足而产生的不完全燃烧更

加恶化， 因此热效率降低； 当一次空气吸人量过大时，火焰变短、

发光， 成为硬火焰 此时火焰温度也较低，且火焰外焰不能与受热面

接触，使得排烟及散热损失增加，热效率降低。

关于引射器的研究，目前的研究（教科书上）大多是把引射器内

流动看作是一个一维流动，利用在流线方向上动量守恒来建立方程。

计算分为两种情况，一种计算燃烧器的几何尺寸和确定所需的燃气压

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力；一种是在给定燃气压力下，确定燃烧器的几何尺寸。上述两种计

算中，引射器的结构已经确定，只是具体的尺寸需要确定。因此，当

采用新型的引射器结构形式时，上述方法无法进行计算；同时，由于

上述方法采用的是一维方程计算，所以也无法给出引射器的不均匀系

数的具体数值。采用计算流体力学的方法计算，可以从根本上解决传

统方法的不足。

根据内喷式燃气灶燃烧器的特点，本研究需要研究开发引射器

①引射器的引射系数与内喷式燃烧器的关系。引射器的引射系数

是引射器的关键指标。引射空气量对于内喷式燃烧的影响规律的研

究，是引射器研发的关键。

②引射器的混合性能强化。内喷式燃烧要求一次空气与燃烧烟气

进行良好的混合，以利于燃烧过程的充分和稳定，传统的引射器对于

混合性能并没有给出一个量化的指标，也没有进行过很系统的研究和

测量，本研究将利用流体力学的抖动射流技术来强化混合。

③引射器的结构优化。通常引射器有三部分组成，即引射段、混

合段和增加段。因此常规的引射器尺寸都比较大。内喷式燃烧所需要

的引射器需要精致、紧凑，这需要通过实验和数值模拟的研究手段，

对引射器的结构进行优化，研发合适的引射器。

内喷式燃气灶换热过程优化，提高热效率

从对燃气灶具的热效率分析看，主要的热损失在于：

烟气带走的热损失：由于高温烟气与锅底的换热不充分，导致离

开锅的烟气温度依然很高，一般为250℃左右；

向周围环境散失的热损失：燃烧在一个敞开的条件下进行，火焰

与周围空气直接接触，无任何挡围结构和热回收装置，因而造成大量

的热散失。

因此，要想提高燃气灶具的热效率，就需要降低这两方面的热损

失。这两方面的热损失都涉及到传热学和流体力学的相关内容。从烟

气带走的热损失方面来看：燃烧过程中锅底的吸热主要来自与高温烟

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气的对流换热和辐射换热，对流换热占主要比例，提高对流换热效率

就能够提高锅底的吸热。提高锅底烟气温度、流速以及一次空气系数

都可以有效地提高对流换热的效率。从向周围环境散失的热损失来

看：高温烟气完全无遮挡地暴露在常温的空气环境中，使得高温烟气

向周围的辐射换热和对流换热都非常强，增加一个挡围结构可以非常

有效地降低这部分的热损失。

但是，所有这些提高热效率的手段和方法，都需要受到燃烧过程

完全的制约，也即燃烧烟气中的CO含量不能超标。燃烧过程中CO

的生成是由于燃料未充分燃烧引起的。

根据燃烧理论，燃烧反应式为:

燃烧过程实际上就是CmHn 的氧化反应过程,而CmHn 的燃烧

反应过程十分复杂,其燃烧反应进行的相对比较缓慢,因为CmHn 的

燃烧是一种退化的支链反应，即新的链环要依靠中间生成物分子的分

解才能发生，如果燃烧过程中缺乏足够的O2，则可能生成H2、CH4

及CO。其中H2 ,CH4 较少,主要为CO，即当燃烧不完全时，会产生

过量的CO。因此，CO 的生成与燃烧温度及过剩空气系数有关。燃

烧温度越高，分子的热运动越激烈，所具有的能量也越大，具有活化

能或超过活化能的分子数越多，反应进行的越激烈，也较为完全，烟

气中CO 的含量也越低；另外，燃烧烟气在高温区滞留的时间越长，

也增加了反应的机率，不完全燃烧的CO 会继续与O2 发生反应，相

对来说燃烧就完全的多。这点可通过阿累尼乌斯反应速度与温度的关

系式来体现。

可见，提高灶具热效率，需要综合考虑二次空气的补充，燃烧、

换热过程，对灶具传热和燃烧过程的进行优化。

5、聚能罩的设计

经过测试发现，燃气灶具之所以热效率比较低的缘故，是因为燃

气灶具的燃烧是开放式的燃烧，这就避免不了燃气在燃烧过程中热量

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的散发比封闭式或半封闭式燃烧多，也就是说燃气燃烧产生的热量利

用率比较低，为了尽量的利用起向环境散发的热量，设计出具有专利

的聚能罩。这种聚能罩采取类似梯形和锥形之间的设计，用双层结构，

采取合适的高度，这样既能有利于燃气燃烧过程中二次空气的补给，

也有利于减少燃烧热量向环境的散发，从而提高效率。

拟解决的关键技术

1、内喷式燃烧节能减排技术

本项目研究拟采用内喷式燃烧技术，该技术已经广泛地应用于许

多工业燃烧领域，具有很好的稳燃、高效和低排放特点。将该技术应

用与燃气灶具领域，则是对当前燃气灶具燃烧方式的一次重大变革。

传统的燃气灶具的燃烧方式都是在采用大气式燃烧方式，燃气空气一

次混合的出口速度比较低，燃烧基本是属于层流燃烧，而内喷式燃烧

则是改变传统燃气空气的混合方式，将产生的燃烧产生的烟气与空气

混合，也不同于传统，燃烧混合物的温度提高，增强了对流换热效果。

属于高效“超焓”燃烧方式。内喷式燃烧的结构形式、出口动量比以

及燃气停留时间等对燃烧稳定、燃烧完全、换热效率的影响将是内喷

式燃烧的关键技术。

2、采用聚能罩后解决二次空气供给的问题

因为采用大气式的燃烧，空气补给是分为两部分的：叫一次空气和

二次空气，其中一次空气为燃气燃烧之前燃气和空气要先进行混合的

那部分空气为一次空气；二次空气为燃气燃烧过程中周围环境的空气

补给为二次空气。一次空气和二次空气不足的话，就会产生不完全燃

烧，出现烟气中的一氧化碳超过国家标准和黄焰现象。所以说聚能罩

的结构设计对二次空气补给的影响非常大。若设计得不好，对提高热

效率没有作用，而且影响燃烧性能。聚能罩的设计采取类似梯形和锥

形之间的设计，用双层结构，采取合适的高度。主要解决二次空气供

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给的问题就是采用类似梯形和锥形之间的设计和合适的高度，这样就

既有利于空气的补给和热量的利用。

（二）项目的特色和创新之处

1、内喷式单腔大气式燃烧器、额定热负荷≥3.8KW，热效率≥60%，

燃热强度为7.3W/mm2.

2、内喷式聚能结构 ，盆式集中火焰从锅底内部燃烧实现提升有效热

负荷，适合国内尖底锅烹饪。减少热量往周围环境走失，极大地利用

燃气燃烧散发出的热量。

3、本内喷式高效率燃气灶具具有易加工铸造、成本较低廉、挺适合

普遍消费者购买。

4、本项目采用的内喷式燃烧技术，也将是燃气灶行业燃烧技术的一

个重要突破。这种燃烧方式的先进性在于，燃烧稳定，换热强度提高，

燃烧功率增大。是非常适合当前中国灶具发展方向的燃烧方式。

5、项目的研究，可以建造一系列燃气灶具开发用的实验平台，能够

为企业开发灶具提供很好的实验基础支持。

（三）要达到的经济、社会效益及相关技术、经济指标

本项目主要通过涡能、喷燃燃烧技术，使燃气与空气充分混合后，

使得在燃烧过程中更充分、完全燃烧，产生完全的热量。并采用先进

专利聚能罩技术，使燃气燃烧后产生的热量能尽量充分利用，尽量减

少热量损失。通过这两方面的技术，实践证明可比采用普通大气式燃

烧器的燃气灶具热效率提高8%以上。以中国的大约有3亿家庭来计

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算的话，一个家庭一个月用30KG的液化石油气，那么一个月一个家

庭将节省4.5KG的液化石油气（提高的8%/传统热效率52%），3亿

家庭就将节省4.5KG*3亿=13.5亿KG液化气，1KG液化气按现在市

场价8元/KG来算，那么一年全国将节省8元/KG*13.5亿KG*12=1296

亿元。

1、总体目标：本项目计划投资额为460万元，计划项目完成时间为

一年半，项目完成后可达到批量生产水平，实现年生产能力6.5万台，

年新增销售额6200万元，项目产品提高企业资产规模300万元，增

加就业人数36人，公司人员总数达560人。

2、预计经济效益：在项目执行期内，本项目预计经济指标如下：（单

位：万元人民币）

预计经济指标（单位：万元人民币）

损益预测： 收入预计 销售成本销售利润 销售税金

2013年 6200 4340 1860 350

经营费用 费用合计 税前利润 所得税 税后利润

620 1110 750 112 638

（注：本公司为省级高新技术企业，享受税收优惠政策，故所得税率

按15%计算。预计项目完成时累计销售6200万元，投入460万元，

税收112万元，税后利润638万元。预计项目完成时累计销售6200

万元，投入460万元，税收112万元；税后利润638万元，完全收回

投资。）

3、社会效益分析：

3.1 本项目社会效益明显，主要体现在：

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1）将显著提高燃气灶具的国际地位和推动相关技术的进步。由于本

项目的主要产品——内喷高效率燃烧技术是国产燃气灶在过去5年

内最重要技术进展，这些尖端技术的应用和成功实践，必将为我国在

上述技术领域的研究、应用和发展提供重要依据，也将对我国燃气灶

行业技术的发展起到积极的推动作用。

2)预计该项目2013年出口额达380万美元。

3)可使燃气灶具企业可以降低废品率、降低操作工人劳动强度，显著

提高效益。

4)带动地方经济发展，带动配套加工商、供应商的发展。第一、该项

目实施过程中，大部分用于国内、省内的采购，这必将带动地方经济

的发展。第二、该项目完成后，企业生产规模将扩大6.5万台，销售

收入可以增加6200万元这必将为政府带来更多的税收；第三，企业

生产规模扩大，采购、加工量必将增大，这必然带动樱雪20多家外

协加工商、供应商的发展。

3.2 项目与所在地互适性分析

本企业位于中山市南头镇，交通便利，人力资源充足。由于位于

全国家电产业最发达的粤港澳经济圈，所以企业与用户的距离近，能

够及时得到用户的个性化需求信息，能够得到国外企业产品的相关信

息与方便现场参观国外进口机型，这些方面都对企业的信息渠道有很

大作用。

本企业周边都是工业区，有很多闲散的家电加工能力和燃气灶零

部件供应厂商，其中质量比较好、交货周期有保证的优秀企业已经与

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本企业建立了长期合作关系，项目的实施，必将带动其他配套厂家的

发展。

本企业的地利位置处于沿海地区，与国外经济交流频繁，同时丰

富的涉外经贸人才与便捷的水、陆交通条件也有利于本企业产品走向

国际市场，今年上半年，本企业已经签署了总额800万美元以上的国

际销售合同。

本企业所在南头镇和中山市都大力支持家电产业的发展，本项目

完成之后，将为国家和地方政府每年带来新增税金112万元（所得税

和销售税合计），所以，本项目符合国家及地方政府的政策，而且与

当地有很好的互适性。

3.3 社会评价结论

本项目的实施，对燃气具企业、燃气具零部件供应商、地方政府

和国内燃气具产业都有巨大的经济利益和良好的社会效益。

4、 技术指标

本项目研发的高效率大火力燃气灶预期实现的技术指标为：

燃烧效率≥60％

热功率≥3.8kw

5、 知识产权指标

申请专利2 项，目前处受理中。

内喷式燃气灶具已申请两项专利，且得到了受理。

1、2011年10月27日 受理实用新型专利：一种用于燃气灶具

的内喷式燃烧器 受理号：2.1

2、2011年11月17日 受理外观新型专利：内喷灶（JSY/TQB1201）

受理号2. 1

6、 经济指标

利用该项目系统的大力推广，推动燃气灶具的研发，并在该

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项目系统高新技术的基础上，提高企业灶具研发实力，增加企业

竞争力，占领行业的制高点。

系统实施后，应用企业预期未来能够在高端灶具市场占有更

多的份额，新增利税达750万元以上，应用企业物在灶具开发实

验台架建设方面得以加强，提高灶具研发效率30%，节省企业研

发成本。

（四）采用的方法、技术路线以及工艺流程

1、方法：通过燃气与空气混合后，采用涡能、聚能燃烧技术，使燃

烧更完全充分，将燃气的热量燃烧后完全释放出来，并通过具有专利

的聚能罩将燃气燃烧后的热量收集起来，充分利用，将向周围环境散

的热量尽量减少，从而达到一种高效的方法。

另外，本研究拟采用实验研究与数值模拟相结合的研究方法来研

究与开发内喷式高效大火力燃气灶。

引射部分

提高一次空气系数 控制二次空气 适宜的支架高度

燃烧部分换热部分

火盖

燃气、空气混合强化

适宜的火孔形状、排列

适宜的支架形状

余热利用

适宜的火孔热强度

提高热效率

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本研究需要构建炉头燃烧性能测试实验台、引射器引射混合测试

实验台以及燃气灶换热分析实验台。这些实验台是当前企业很少建立

的，这些实验台的建立就是为了给灶具研发提供很基础的数据，是灶

具研发的一个重要的研究工具。

计算流体力学（CFD）是从上个世纪70年代发展起来的一种新

型研究方法。它是在守恒方程的基础上，通过对计算对象进行网格划

分，建立离散守恒方程，通过计算机最终求解出物理量在计算区域的

分布，也称为数值实验。现在CFD在西方发达国家已经成为各个企业

研发新产品过程中的和实验研究一样重要的研究手段。它通常是研发

过程的第一步骤，对整个研发方向的确定起着极为重要的作用。

2、技术路线：本款内喷式高效能燃气灶具，我司共投入研发人员20

余人，通过为期一年时间反复理论计算，电脑仿真、模型试制，样品

试制、小批量试产等环节，产品获得发明专利两项，产品在国内处于

领先水平，在短期内不易被仿制，产品已通过国家质监局检验合格。

具体测试如下：

1）内喷式燃气灶炉头的燃烧性能测试

高效率燃气灶采用涡能、喷能聚能的燃烧方式，利用燃气引射作

用，卷吸高温的燃烧烟气和空气混合，从而提高燃烧混合物的温度，

最终实现“超焓”燃烧。这要求对炉头的结构形式、引射器的位置与

结构、孔形状以及火孔的个数和角度，进行科学的实验和理论计算，

从而系统地优化燃烧性能。

首先设计几个可能的灶具炉头，通过CFD，对各个炉头的进行数

值模拟，根据计算结果，筛选出较为合理的炉头布置，然后进行实验

研究，通过实验很好地确定出火孔出口速度、火孔形状，个数等对内

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喷式燃烧的影响规律，从中归纳出一个更为合适的炉头结构。

2）引射器引射混合性能测试

大火力燃气灶的引射器，与传统的引射器相比，首先是燃气量增

大，相应的尺寸都要大于常规的引射器，但这个尺寸不能增大太多，

这就需要在引射系数与几何尺寸当中进行合理优化。

根据内喷式燃烧的特性，设计几种可能结构的引射器，然后进行

CFD的模拟计算，确定出引射和混合指标都满足要求的引射器。

在引射器引射混合实验台上，对筛选出来的引射器进行测试，分

析实验结果，并对引射器具体尺寸进行必要的修改，最终获得合乎要

求的结构进错的引射器。

3）内喷式燃烧燃气灶具二次空气补给与传热过程分析优化

内喷式燃烧灶具的传热过程，相比较传统的燃气灶，存在一个热

量挡围结构，阻止热量向外散失；燃烧烟气呈旋转上升，增大了与锅

底的换热时间，破坏了烟气气流在锅底形成的附面层，强化了对流换

热效率。

但内喷式燃烧过程中的二次空气的补给是个重要的约束条件。在

提高热效率的同时，一定要以燃烧完全，CO含量低为前提。因此在

内喷式燃烧灶具与锅底组成的换热结构当中，合理地组织二次空气补

给则需要通过实验和数值模拟进行综合研究。

通过数值模拟，定量地研究烟气与锅底的换热强度，确定出合理

的流动状况以及空间结构。有效地利用旋转气流的湍动，提高换热效

率。挡围结构对热量的散失的减少与二次空气补给则需要很好的协

同。

根据数值模拟的结果，进行精细的实验研究，分析燃气灶热平衡

过程，研究旋转烟气气流对锅底对流换热强度的影响因素，计算出挡

围结构尺寸对热量散失的减少影响规律，以及二次空气补给的方式创

新

3、工艺流程：本款内喷式高效能燃气灶具其核心部件燃烧器及控制

阀体与现存燃烧器及阀体制造工艺相似，因此目前的加工工艺均课满

足此产品的工艺要求。

三、工作基础和条件

（一）承担单位概况

中山市樱雪集团有限公司全面承担了：一、该燃烧器的理念性

结构方案、结构的设计、开模；二、自身对燃烧理论性分析以及手工

模型实验的测试；以及各项技术参数的调整，三、最后将燃烧器应用

在家用燃气灶具上并推广、销售于市场。所有研发和制造、生产经费

等均由公司完全支出。

中山市樱雪集团有限公司是以专业研发、生产、销售燃气热水

器、家用燃气灶、吸油烟机、电热水器等小家电产品为主导产业的七

大中国名牌燃气热水器生产企业之一。

樱雪集团建有省级企业技术中心，拥有产品工艺、结构、外观设

计的专业设计队伍及研发队伍。完全掌握家用燃气用具独立开发的能

力，开发出完全上进风、全进风等燃烧系统；掌握了燃气热水器的燃

气燃烧、传热、自动控制等三大核心技术，并拥有冷凝式数码恒温燃

气热水器、强排式数码恒温燃气热水器等高端产品的核心专利技术。

2011年，樱雪集团启动了“1015工程”，提出了在2013年实现销

售6亿、品牌挺进厨卫一线，渠道开拓至7000个品牌终端的目标。

通过十余年的努力，樱雪获得国家及省市级颁发的“中国驰名商

-20-

标”、“中国名牌产品”、“中国节能产品”、“中国环保产品”和“家电

下乡”产品等三十几项荣誉。

2012年，樱雪与亚洲天后容祖儿成功续约，力邀国际4A广告公

司加盟，进行深度的品牌策略层面合作。确保“1015工程”顺利推

进，樱雪加大了市场推广的投入力度，全面启动樱雪的全国品牌打造

计划。以“绿色科技”为诉求的品牌形象通过产品形象及宣传推广等

得到了广泛传播。

樱雪持续推动电子商务和工程项目，坚定推进专卖店及KA战略，

进一步精细化已有渠道，向三、四线市场下沉。实现渠道的立体布局、

全线覆盖、纵深发展。樱雪正在可持续发展的道路上稳步前行。

（二）本项目现有的研究工作基础

1、已有的阶段性成果、已完成方案总体设计、已完成终端原理样机、

准备进入小批量试产阶段。

2、现有的科研装备条件

樱雪集团有十多年专业开发燃气具的丰富经验，拥有一大批多年

从事燃气具开发工作的机械、机电、燃气、控制系统、电子类工程师

和设计师，专职从事控制系统开发的工程人员10人。作为即将上市公

司，樱雪集团非常重视研发工作；为了进行产品基础研究和新产品开

发，投入2500余万元建造5000m

2

研发大楼，购买检验检测设备325台

（套），并调集精兵强将从事产品相关技术的研究与发展工作。

而本项目，主要根据《燃气燃烧技术与应用》、《空气动力学》、

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《流体力学》、《燃气工程技术手册》的理论知识，再结合我司研发人

员十几年的燃气具设计开发的实践经验，以及不断的反复实验及验

证，再通过企业市场和销售及售后的反馈信息，考虑到中国现有的烹

饪习惯以及使用条件，经过与公司市场部、销售部相对讨论总体方案

后，确定下来开发一款高效率的大气式燃烧的燃气灶具。

经过反复的实践和调整，现已成功地开发出燃气灶具，且已经送

样给国家燃气具检验中心检验，出具合格的检验报告。

（三）对环境的影响及预防治理方案

本项目无重大污染源，主要体现在以下方面：

由于采用涡能、聚能燃烧技术、大大地提高了燃气灶具的燃

烧效率。因此相对来讲，替用户节省了不少的燃气消耗量；对环

境来说，节省了天然资源，同时也大大减少了烟气的排放量，减

少了“温室”效应的影响，减少了对环境的污染。这也就响应了

国家节能减排的政策号召，为低碳环保的生活作出了贡献

四、本项目经费投入、支出情况

本项目由中山市樱雪集团有限公司独立研发，以公司及股东

自筹经费为主。已投入研发费用约260万；因公司未来战略发展

规划以家电厨卫产品研发生产为主，因此公司决定在现有厨卫产

品生产线的基础上再扩建一个家电厨卫产品生产基地，预计将投

资2500万元以上。

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五、承担单位以往承担项目完成情况及主要成果（近五年内）

序号 研发项目名称 起止时间

1

2

3

4

5

6

7

8

全进风螺旋分火器燃气灶具完成2008-2009年

上进风五腔驱动燃烧系统燃气灶具完成2008-2009年

完成 已量产

情况 成果

Q118A

Q08G/Q08E

适用大部分在

销型号

QM1003

Q10F08

QM1109A

QM1004QB10

09

Q12QLH1001

Q12QLH01

全方位立体进风四维分气燃烧器燃气灶具完成2008-2009年

4.5KW完全上进风燃烧器燃气灶具完成2008-2009年

蝶阀数码恒温强排燃气热水器完成2008-2009年

全进风螺旋分火器离子感应式燃气灶具完成2009-2010年

内旋式燃烧器燃气灶具完成2009-2010年

旋风式冷凝强排燃气热水器完成2009-2010年

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