炉具煮水测试法WBT中文Word文档下载推荐.docx

1、但是如果缺乏一些必需仪器时，可以省略这些步骤。因为炉灶的操作及设计对效率和气体排放具有影响，所以两者一定要在同一标准下测定。相对于燃料消耗的简单测定，某种特定污染物的测定是相当复杂的。这里，我们对污染物的测定和炉灶衡量标准提供了指导，以及热效率的测定，我们能够获得另外一个有用的参数即每次测试的排放量。本文叙述了污染排放的测量，不是指人们的暴露量，而是指排出炉灶的污染物。在比较两种炉灶时，相比测定室内空气浓度来说，这是一种更为直接的方法。其他的机构也提供了判断室内暴露量的重要标准。煮水测试方法的解释 一种优良的炉灶在效率，污染排放和其他性能上，如将水加热到沸腾的时间等方面，均有良好的表现。中型炉

2、灶可能不会进行其中某一项的评价。由炉灶项目本身，以及测试者和设计者对这些指标的讨论，来决定哪项测试指标是项目成功最关键的指标。炉灶项目还应该明确测评人员的资格，因为测试结果可能会由于测试者经验的不同而不同。文件结构本文主要的章节仅包括测试者需要重复进行的测试步骤。其余的细则，煮水测试法中给出的详细方程以及一些过去的提示在下面的附件中给出。- 附件1 （煮水测试法的预备）应该在任何性能测试进行前仔细阅读。- 附件2 （煮水测试法的调整）只有当日常炊事使用非木柴燃料炉或使用多炉口炉灶时才会用到。- 附件3 （煮水测试法的历史）- 附件4 （.在判断WBT法效果时的数学计算）和附件8 （WBT法的未

3、尽事宜）需要了解这一测试的历史和技术问题的测试者会对此产生兴趣。- 附件5 （效果测试的数据课程）虽然在初步进行测试时并不是必要的，测试者有时间时应该阅读此附件。- 附件6 （排放的测定）如果测试者计划进行排放测定时需要认真阅读。- 附件7 （数据输入表格）提供手写记录数据的表格- 附件8 （WBT法的未尽事宜）需要了解未解决的技术问题的测试者会对此产生兴趣。实验室的准备包括实验为了进行测试所必需的这些步骤。在每一地点只需完成一次。获得必要的仪器- 量程在6Kg以上精度为1g的天平- 保护天平的耐热材料- 数字温度计，精度在0.1摄氏度，及适合用于液体中的热电偶探头。- 木柴湿度计或烘干木柴的

4、烘箱以及称量天平（湿度计准确度不高，尤其是测定很潮湿的木柴）- 计时器- 标准锅：当地使用的容量约为7L（进行5L测试）或3L（进行2.5L测试）。每一种规格我们都需要选择当地标准形状的锅。- 木质或铁质的支架来固定水中的热电偶（见附件1.1）- 用来转移炉灶中的碳的小铲或刮勺- 夹取碳的夹子- 装炭用的簸箕- 称重时装炭的炭盘- 耐热手套- 测量木柴和炉灶尺寸的卷尺完成运算记录单由WBT法获得的测量结果要在下列运算表格中记录：WBT_数据计算表（data-calculation_sheet_#.xls） 表格可在网站上得到。（#表示最近的版本号）。这一表格中使用了附件4中的方程。可以通过附件

5、4中给出的方程手动计算得到。务必要用最新的版本号（4.1.2）。每一版本的计算会稍有不同。本文假定读者使用的是Excel文档。文档中包括了一些数据记录表：例如【Name Of Sheet】。测试的结果以【Results】中表示出来。可能会用不到文档中的Calorific表和Lists表。确定当地沸点。详见附件1.2.需要时设置排放气体的测定方法详见附件6测试准备 炊事体系包括一个炉灶，一种燃料，一个锅和一位操作者。这四个因素影响了体系的性能。 如果要比较设计的差别，每项测试就需要使用相同的燃料和锅。但是不可使用超出炉灶设计范围的某种燃料或某种锅。新型炉灶的测试1）为了熟悉测试程序及炉灶的性能特

6、点，需要对每一种类型的炉灶至少进行一次练习测试。得出为了煮沸规定量的水所需的燃料量。2）对炉灶的操作会大大影响炉灶测试表现出的结果。所有对单一炉灶的测试，以及所有评估改进设计的测试，必须要求对炉灶进行同样的操作。要用书面步骤，照片或视频来标定操作。3）确定用来测试的燃料的类型和特点。燃料的类型，规格和含水率对炉灶性能测试的结果有着较大的影响。由此，所有对单一炉灶的测试，或所有评估改进设计的测试，必须使用相同类型，相同含水率，大小相似的燃料进行测试。对未处理的生物质，推荐使用风干的燃料。切记3-4厘米的木柴的彻底干燥可能需要3-8个月，而粪便或作物滤渣可能会需要较少的时间。对储藏木柴进行吹风可以

7、加速风干。用文件记录燃料的类型，含水率和大小。4）确定测试用锅，并且记录它的规格和形状。一般会用7L的锅，除非炉灶的配套锅较小不能烧开5L的水，或炉灶配套的是特殊用锅。常规准备在前一天做好当天的测试准备可以节省时间。1）寻找场地。保证有足够的空间和充足的时间，可以进行测试而不被打扰。测试应该在避风的室内进行，但要有足够的通风设备来排出有害气体。风或气流会改变炉灶和锅之间的热传导，从而影响测试结果，因此要避免。对炉灶进行高功率和低功率的测试会需要1个半小时或2个小时。2）燃料的准备。在第一次测试前要准备出足够的燃料进行一系列测试。尽可能的从同一地点取得燃料。固体燃料需要进行风干并且使用同一规格。

8、每一次测试需要至少5Kg风干的燃料（对炉灶进行三次测试一共需要15Kg）。大型的炉灶一般会需要更多的燃料。如果需要用引火物来点燃，需要在测试前准备，并且其重量计算在燃料的重量中。3）准备用水。一次完整的WBT测试法，每一个锅至少需要10L的常温水。如果当地的水资源不足，可以循环利用，但是必须冷却至常温。禁止使用高于常温的水进行任何测试。4）确定所使用燃料的含水率。指导详见附件1.2.煮水法测试标准一次完整的WBT法需要对每种炉灶进行三次测试。测试者不可在不安全的情况下进行任何测试。所有测试都需要炉灶在正常操作下进行。综述WBT法包括了紧密联系的三个阶段。这些阶段将在下文介绍，并在图1中表示出来

9、。1）冷炉高功率测试，测试者用标准锅盛装一定量的水，在炉体为室温的炉灶上，用提前称量好的燃料将水烧开。然后将烧开的水移走，向锅中重新填满常温水，准备进行下一阶段测试。2）热炉高功率测试，在第一阶段测试后进行，此时炉灶仍保持了较高温度，称为热炉。同样，测试者使用称量好的燃料将测试锅中定量的水烧开。在热炉条件下进行的此阶段测试能够区别炉灶在冷时和热时其性能的不同。由于大型高温炉灶在实际中可能会一直保持高温，所以这一步测试对这些炉灶相当重要。3）持续缓加热测试，缓缓加热沸腾后的一定量的水持续45分钟，测定所需要的燃料量。这一步测试模拟了对豆类等进行的长时间的炖煮加热，在世界上较为普遍。图1：三个阶段

10、中水温的变化这三个阶段模拟了常见的炊事过程（烧开水和持续缓加热）并通过附件4和附件6中的方程得出了炉灶性能近似的指标。由WBT法得到的指标为：- 水烧开的时间；- 燃烧速度；- 特定燃料的消耗；- 功率- 功率输出变化比（炉灶的高功率输出和低功率输出的变化比）- 热效率（仅在高功率测试中使用）- 单位燃料的排放量- 每次测试的气体排放（烧开水或产热）- 燃烧效率（燃料中完全燃烧的部分所占的比例）一个性能优异的炉灶可能所有指标都表现良好，但是须由炉灶本身来确保最关键的指标，这需要与测试人员及设计师进行沟通。 这一基本测试方法包括炉灶排放的一氧化碳（CO），可吸入颗粒物（PM）和二氧化碳（CO2）

11、的测试指导。也可以选择其他污染物作为指标。测定PM有很多种方法。对于实时测量，“开始气体测量”意为“开始对可吸入颗粒物测量记录”。对过滤类的测量来说，则意为“开始可吸入颗粒物过滤器中气体的流动”。CO和CO2都是实时的测量，所以这一步骤意为“开始排放物测量记录”。同样，“结束气体测试”意为“停止气体排放测试记录”或“关闭可吸入颗粒物过滤器的气体流动”三次测试准备1）按“WBT_data-calculation_sheet_#.xls”为每一系列测试创建一个数据表，#意为版本号。测试一般都有一个单独的名称或代号。使用者需要完成所有灰色的单元格或带有列表框的单元格（选择性的）。其他单元格则为计算结

12、果。2）完成【常规信息】表。如果要手写记录，附件7中提供了这个表的模板。这个表需要：- 确定测试人员并指定一个测试代号- 描述炉灶*- 记录周围环境条件；当有风影响时停止进行测试- 记录当地的水的沸点（利用附件1.2确定）- 对干燥的锅称重，不计算锅盖和盛灰盒- 描述燃料*- 燃料的热值- 描述炉灶的操作方法，尤其是在进行高功率和持续缓加热的测试中如何添加燃料（需要从实际测试中了解）*描述炉灶的方法：条件许可的话对炉灶拍照。使用卷尺来测量炉灶的规格。写明炉灶的制作材料。必要时使用额外的表格。*描述燃料的方法：给出自己对燃料的描述，并且记录燃料的规格。还要记录所使用的引火物的材料。可以使用实际测

13、量的燃料的热值，也可以选择使用电子表格中给出的某种燃料。3）如果使用的是手持湿度计，要完成【燃料含水率】表。如果要手写记录，在附件7中给出了此表的模板。但是需要输入数值来得到计算出来的含水率。4）确定燃料是连续进料，还是批次进料的。许多炉灶使用木柴或作物残留物为燃料，而大多数炭炉和液体燃料炉，需要在测试前装满燃料。因为在测试中批次进料的炉灶其燃料的形式不会改变，所以相比更容易测试。另外两种填料方式另有分别介绍。每次测试准备1）准备测试记录表。如果需要手写记录，可以打印在工作手册或是附件7中的表格。如果需要在工作手册上直接记录，选择表【测试一】，表【测试二】或表【测试三】。2）记录周围环境。3）

14、如果需要测定气体排放：记录环境中的CO2,CO,和颗粒物的浓度。燃料的描述和热值不记录在测试记录表中，但是可以在【常用信息】中得到。在三次重复的WBT测试中必须使用相同类型，相同规格和相同含水率的燃料。阶段一：高功率（冷启动）测试中以下阶段收集的数据要记录在测试记录表中。炉灶应在炉体为室温时开始测定。1.准备计时（暂不要开始）2.在测试记录表中记录燃料以及引火物的重量。连续进料（包括木炭，酒精，煤油和液化气LPG）：对装了燃料的炉灶称重。在“木柴重量”一栏中填入炉灶及燃料的重量。3.向每一个洁净的锅中加入5kg（5L）清洁的常温水（如果使用较小的标准锅，则向锅中加入2.5kg及2.5L的水）。

15、将锅放在天平上，然后加水至天平显示比锅本身的重量多5kg（或2.5kg），以此来确定水量。在测试记录表中记录锅和水的重量。（如果炉灶不能使用标准锅，或使用的锅不能盛装5kg（或2.5kg）的水，或多炉口炉灶使用的非标准锅不能盛装5kg（或2.5kg）的水，则将每个锅加到2/3满，并在备注栏中备注。在测试记录表中记录锅及水的重量。每次测试使用等量的水。）4.温度计放置在锅的中心距锅底5cm处，用木头做的架子固定，以测量水的温度，如果有额外的锅，则尽可能使用额外的温度计。记录每个锅中水的初始温度并保证与环境温度基本保持一致。提示：当进行WBT法测试时，禁止盖上锅盖。5.开始测定排放（如果时间，温度

16、和排放量均通过同一仪器中测定，只需按下“启动”键）6.使用当地常用的方法点燃。记录除了第一次加入的称量好的燃料以外的引火物（如：纸类或煤油）。（需要对这一步骤进行记录）7.一旦点火，则开始计时。在以下的“高功率”阶段的测试中，采用当地常用的方法操作炉灶并将第一个锅迅速加热至沸腾，同时避免燃料的过分浪费。8.当第一个锅中的水达到了数字温度计显示的当地的沸点时，迅速进行如下步骤：a记录主要的锅（一号锅）中的水第一次达到当地沸点的时间。同时记录该温度。b停止测量气体排放。c连续进料：移走炉灶中所有的木柴，灭火。可以通过向木柴底部吹风或向木柴上盖灰或沙来灭火；不要用水灭火-水会影响木柴的质量。敲掉木柴

17、上所有松散的木炭，并装入容器中。（这一步骤不包括在气体排放的测定中，因为不属于正常操作）d连续进料：将炉灶中未燃烧的木柴与余下的之前称量好的木柴一起称重。在测试记录表中的“木柴重量”一栏中记录。e连续进料：取出炉灶中所有残留的木炭，与从木柴上敲下来的木炭一起称重。在测试记录表中记录木炭及容器的重量。f批次进料：称重装载的炉灶以及燃料，并在“木柴重量”一栏中记录重量。在木炭重量一栏中记录零。g对多炉口炉灶来说，测定每个锅中水的温度（主要的锅中水温为沸点）。在测试记录表中记录温度。h对每个锅及锅中的水进行称重。在数据及计算表中记录其重量。i倒掉热水9.在测试记录表中记录如下信息：- 主要的锅中将水

18、煮开的时间和沸腾时温度- 每个锅中剩余水的重量- 对多炉口炉灶来说：每个额外的锅在一号锅达到沸点时的温度。 由此完成了冷炉高功率阶段的测试。接下来，在炉灶热的时候开始热炉测试。小心不要烫伤。阶段二：高功率（热启动） 1.重置计时器（暂不要开始）。2.向锅中重新注入5kg（或2.5kg）的新鲜的常温水。对锅及锅中的水称重，同时测定水的初始温度，并在测试记录表中记录。对多炉口炉灶来说，向额外的锅中注水，称重并记录其重量。3.连续进料：在测试记录表中记录第二批燃料及引火物的重量。批次进料：对装载了燃料的炉灶称重。在“木柴重量”一栏中输入燃料及炉灶的重量。4.开始测定气体的排放。5.使用这一阶段指定的

19、第二次称重的燃料点火。按照第一阶段中的步骤。6.当火点燃时，开始计时。7.记录开始的时间，使第一个锅迅速达到沸腾，减少燃料浪费，避免称重额外的燃料。8.记录第一个锅中的水达到测试记录表中指明的当地沸点的时间。9.当达到沸点温度后，迅速进行如下操作。速度（和安全）在这一阶段很重要，因为水温要尽可能的接近沸点，这样可以使我们可以直接进行持续缓加热测试。盛装热水的锅可以暂时盖上盖子放在热板上（如果可以的话）来保证在步骤a,b,c中，水温保持接近沸点。a停止气体排放的测定。b连续进料：移出炉灶中未燃烧的木柴。敲碎松散的木炭，但尽量保持在燃烧区（在这一阶段不需称量木炭的重量），连同之前称重的未燃烧的木柴

20、一起称量。并在测试记录表中 “木柴重量”一栏记录称重结果。c批次进料：称重装载了燃料的炉灶，并在“木柴重量”一栏记录结果。“木炭重量”一栏为零。d当使用多个锅时，测定并记录其余各锅中水的温度。e称重每个锅并在测试记录表中记录。称重后立刻把每个锅放回炉灶上。10.确保在测试记录表中记录如下信息：- 第一个锅达到当地沸点的时间- 剩余的木柴量- 盛有剩余水的锅的重量- 对多路口炉灶来说：每个锅的温度11. 放置移出来的木柴。接下来的步骤将进行低功率缓测试。阶段三：低功率（缓加热） 设计这部分的测试是用来测试炉灶从高功率阶段转换为低功率阶段的性能，使用少量的燃料对水进行45min的缓慢加热。对多炉口

21、炉灶来说，只需对主要的炉口进行持续缓加热的性能测试（详见附件2中关于多炉口炉灶的讨论）。1.开始测定气体排放。2.重新点燃替换的热木柴。使用阶段一中的引燃方式。3.重置计时器并开始计时。4.重新在锅中放置温度计，调整火焰尽可能的保持水温在规定的沸点之下3度，5.尽可能保持水温在规定的沸点之下3度持续45min。温度变化可以接受，但是：测试者必须尽可能的对水进行缓加热保持在当地沸点下3摄氏度。当锅的温度降低到当地沸点以下6摄氏度时，测试作废6.45min后快速的进行以下步骤：A停止排放气体的测定。B在测试记录表中记录最终的水温-温度应大约在规定的沸点之下3摄氏度。C持续进料：移走炉灶中的所有木柴

22、并将松散的木炭敲到木炭容器中。在测试记录表中记录这些木柴以及所有残留的燃料的总重量。D持续进料：取出并称重炉灶中剩余的所有木炭（包括木柴上敲下来的木炭）。记录盛炭盘和炭的重量。E批次进料：在测试记录表中的“木柴重量”一栏中填入燃料以及炉灶的总重量。F称量盛有剩余水的锅的重量。7.确保在测试记录表中记录以下信息：-测试完成的时间-从炉灶中移出的木柴的重量，以及之前称重的一批木柴的重量-炭盘和木炭的重量-最终的水温-盛有残留水的锅的重量-周围的空气温度和湿度-装炭的容器的重量-当地的水的沸点（根据附件1.2确定当地水的沸点）-如果测定气体排放：周围的CO2，CO和特定物的浓度。为提高重现性而对测试

23、环境做出的改变WBT法被设计用来测试各地的各种炉灶，但是当测试条件不同时，测试结果的比较会变的不可靠。需要通过确定测试的目的来确定测试的形式。如果在设计阶段，要用WBT法作为初步的对炉灶性能进行的测试，需要调整方案，与当地环境相协调。实验室可能需要通过测试炉灶的性能，与现有的炉灶型号进行比较。在这种情况下，为了提高重现性需要对测试进行一些改变。但需要注意的是，这些改变可能会使炉灶的性能与实际中不同。如果实验室中的测试与实际操作有着很大的不同，则在实验室中炉灶间的比较结果会带来与实际不符的结论。所有在对WBT法中的改变需要在每一次测试的文件中记录。当WBT法经过这些改变或其他任何为了减少变异性做

24、出改变之后，测试者要确保炉灶的操作对实际情况有足够的代表性，就像标准的协议一样。It is the testers responsibility to ensure that stove operation after these changes, or any other changes implemented to reduce variability, is just as representative of field conditions as the standard protocol.1.燃料a类型：高热值的木柴（在20-21MJ/kg）,没有过多的树脂含量，可以用于所有的测试。

25、选择当地使用的最广泛的一种木柴。b规格：不同尺寸的燃料有着不同的燃烧特点。一些实验室使用横截尺寸为1.51.5 cm的木柴。c含水率：所有的测试需要使用低含水率的木柴（一般为6.5%-10%）。这减低了变异性，但是会使燃烧不符合实际情况。2.初始水温：相比于使用室温（一般为15 C）来说，最好用修正的初始温度。3.炊事用锅：测试要么使用较大的标准锅（容量7L），要么用较小的标准锅（容量3.5 L），取决于炉灶的大小。完成以上这三个阶段描述了整个WBT法。确保输入了所有要求的数据。一旦完成测试及数据输入，工作手册可以上传到￥网站。在世界范围内分享测试数据会帮助炉灶联盟了解对炉灶如何调整和哪种设计

26、方案是最优的情况。请确认您的赞助商同意分享数据。附件1. 煮水测试法的准备此附件对煮水测试法的设备的安装给出了指导。同时讨论了进行WBT测试需要的两个计算方法方法：当地沸点和燃料含水率。1.1在锅内放置温度计下图显示了一个温度计（TC）探针木质支架在锅内的安装结构。尺寸不是很严格，但是一定要有支架，可以牢固的安装探针，并且支架要与锅搭配。1.2确定当地沸点当地的水的沸点，即无论怎样加热，水温都不再升高的温度。当地沸点温度受许多因素影响，包括海拔高度，温度计的准确性和天气条件。因此，当地沸点温度不能假定为100摄氏度。当给出了海拔高度时（以米为单位），水的沸点温度可以由以下公式得到：但是，最好是

27、通过以下步骤来得到经验上的沸点：1）选择使用较大的标准锅或较小的标准锅。如果选择较大的标准锅，称量5L水（或对较小的标准锅来说为2.5L），加热至沸腾。保证炉灶为强效加热，并且水加热到完全沸腾。2）使用与测试时相同的温度计，安置在锅的中心，在锅底5cm以上测定沸腾温度。也许会发现即使当温度不再上升，水充分沸腾，测得的温度仍会在实际沸点上下有零点几度的波动。3）记录完全沸腾5分钟后的温度，并记录这一时期的温度的最大值和最小值。最高的温度和最低的温度要取平均值。无论何时进行测试，这一结果将在Excel工作手册的表【一般信息】中作为“当地沸点”记录下来。1.3确定燃料含水率充分干燥的燃料含有10-2

28、0%的水分，而新砍伐的木柴含水率可能会达到50%（湿基准）。理想情况下，炉灶测试和项目收益者在炊事中使用的燃料，都应该在当地环境条件下尽可能的干燥。然而，并不是总能够得到干燥的燃料，炉灶测试者和家庭厨师必须利用能够得到的燃料。为了控制燃料含水率的变化，炉灶测试者应该测定含水率，并且加入到炉灶性能测试中的公式中。因此，需要在工作手册的表【燃料含水率】中输入含水率。有两种方法定义燃料的含水率：一种以潮湿为基准，一种以干燥为基准。前者，燃料中所含水的质量，以占潮湿燃料的质量的百分比来表示，后者以占干燥燃料的质量的百分比来表示。每一种方法的计算公式如下图所示，表明了对于1Kg烘干的木柴来说，湿基准的木柴含水率和木