Газовые плиты: назначение, устройство и принцип работы

В начале 20-го века в Российской империи, а затем в СССР для приготовления пищи использовались печи на дровах и угле либо приборы на жидком топливе: керосинки, примусы. Газовые плиты появились в 30-х годах сначала в Москве, затем в других крупных городах — Ленинграде, Киеве. Газоснабжение осуществлялось искусственными газами, получаемыми на газовых заводах из угля. Привычного нам газоснабжения природным газом или хотя бы СУГ не было, газовые плиты внедрялись неспешно. До 1945 года в Москве установили около 70 тысяч приборов. Массовая газификация началась после войны: к 1965 году природный газ пришел в 1,5 миллиона московских квартир.

На сегодняшний день газовые плиты составляют большую часть бытового газоиспользующего оборудования, они есть в каждом газифицированном индивидуальном жилом доме или квартире. В России их более 40 миллионов.

Газовым плитам посвящен ГОСТ 33998-2016 «Приборы газовые бытовые для приготовления пищи. Общие технические требования, методы испытаний и рациональное использование энергии». Стандарт устанавливает требования к конструкции, безопасности, экономному использованию энергии, эксплуатации, методам испытаний отдельно стоящих и встроенных газовых бытовых приборов для приготовления пищи. Кроме газовых плит, стандарт распространяется на варочные панели, духовки и грили.

Устройство газовых плит

Рис. 1. Газовая плита

Плита изготавливается в виде тумбы (рис. 1.), в нижней части которой располагаются духовой и вспомогательный шкафы. Сверху расположен стол с варочными горелками. Стол может быть эмалированным, из нержавеющей стали, стеклокерамики или из закаленного стекла. Чаще всего применяют эмаль — стекловидное покрытие, наплавленное тонким слоем на стальную основу. Его получают при обжиге с температурами 750–900 °С, что защищает от высоких температур, сопровождающих работу плиты.

Верхние горелки

Горелки стола применяют диффузионно-кинетический принцип сжигания, они являются инжекционными низкого давления. Как уже говорилось ранее, их количество может быть разным: от одной на туристических плитах до восьми на стационарных. На самых популярных плитах с четырьмя горелками бывают три мощности: пониженная, нормальная (2 горелки) и повышенная.

Посуда устанавливается на решетку, которая должна быть съемной и фиксироваться при установке на столе. Для правильного сжигания газа важно, чтобы процесс горения закончился полностью. Пламя должно иметь определенную длину отдельного факела. Именно решетка обеспечивает оптимальное положение дна посуды относительно горелки. Если зафиксировать кастрюлю ниже, процесс горения не успеет закончиться, будет неполное сгорание.

Краны плиты

Газопровод плиты (рампа) размещается под столом за распределительным щитком. На нем устанавливаются краны, которые открывают и закрывают подачу газа на горелки. По конструкции они конусные, состоят из корпуса и пробки в форме конуса, прижимаемой пружиной (рис. 2). Стержень крана поворачивает пробку в открытое или закрытое положение, он удерживается с помощью стопорного винта, на который устанавливается ручка крана.

Рис. 2. Кран газовой плиты

Интересный факт: еще древними греками использовалась конусная запорная арматура. В I веке нашей эры ученый и механик Герон Александрийский, тот самый, что изобрел первый паровой двигатель, применял в своих устройствах конусные краны, состоящие из пробок, вставленных в коническое гнездо.

Краны фиксируются в закрытом положении, чтобы избежать неконтролируемого открытия и утечки газа. Подача газа возможна только после выведения крана из фиксированного положения.

Краны плиты работают при значительном тепловом воздействии, так как располагаются непосредственно над духовым шкафом. Они могут нагреваться до 145 °С. К смазке предъявляются жесткие требования: она должна быть тугоплавкой и гарантировать надежную работу в течение 3 лет. Краны горелок стола должны выдерживать 40 000 циклов включения-выключения, горелок духовки — 5 000.

Качественное изготовление конусных кранов требует точной притирки пробки к корпусу. Сопрягаемые поверхности должны плотно прилегать друг к другу. Хорошо притертый кран выдерживает рабочее давление газа без смазки.

Духовка

Духовой шкаф газовой плиты служит для выпечки и жарки блюд, а также сушки пищевых продуктов. Сверху он покрыт теплоизоляцией из минеральной ваты, обернутой алюминиевой фольгой. Надежная защита от выделяющегося тепла обеспечивает необходимую температуру внутри шкафа. Другая функция — выполнение противопожарных требований: защита рядом стоящей мебели от возможного перегрева и возгорания, а людей от ожогов.

ГОСТ 33998-2016 устанавливает требования к пожарной безопасности элементов плиты. В соответствии с п. 6.1.5 температура нагрева передней и боковых стенок не должна превышать температуру помещения более чем:

• на 60 °C — для металлических и лакированных металлических поверхностей;

• 65 °C — для эмалированных металлических поверхностей;

• 80 °C — для деталей из стекла и керамики;

• 100 °C — для деталей из пластмассы.

Отдельно — про температуру ручек управления. Она не должна превышать:

• 35 °C — для металлических поверхностей;

• 45 °C — для деталей из стекла и керамики;

• 60 °C — для деталей из пластмассы.

В шкафу снизу располагается самая мощная горелка плиты. Кроме нее, во многих плитах сверху устанавливается жарочная горелка, часто именуемая грилем. Одновременная подача газа на нижнюю и верхнюю горелки не допустима. При горении основной горелки продукты сгорания поднимаются вверх, что помешает горению расположенного сверху гриля: ему не хватит воздуха. Он либо потухнет, либо будет гореть с неполным сгоранием газа. Чтобы не допускать одновременную подачу газа на нижнюю и верхнюю горелки, они управляются одним краном. При повороте крана против часовой стрелки газ идет на основную горелку, по часовой — на жарочную. Для контроля процесса приготовления блюд духовка оснащается электрической подсветкой.

Рис. 3. Горелка-гриль духовки

Источник: https://zipcom.ru/uploads/shop/products/large/4/4f4a90b41f1111e5abd4c80aa932b82b_13ef118d24da11e89104bb000bb757a9.jpg.

Жарочная горелка (рис. 3) по принципу сжигания является диффузионно-кинетической, а так как работает на газе низкого давления, то относится к атмосферным. Находится она сверху, над приготавливаемым блюдом. Чтобы жар от нее шел вниз, применяют передачу тепла излучением, по большей части в инфракрасном диапазоне. От пламени горелки разогревается до свечения металлическая панель либо сетка, инфракрасное излучение сверху обжаривает продукты. Допускается одновременная работа одной из горелок духовки и горелок стола.

За приготавливаемым блюдом наблюдают через двухслойное остекление дверки духовки. Внутренне стекло — жаростойкое, внешнее — закаленное. Огнестойкое стекло не разрушается под воздействием высоких температур. Закаленное стекло имеет повышенную механическую прочность, безопасно при разрушении: разбиваясь, оно раскалывается на мелкие осколки с тупыми гранями. В отдельных плитах применяют тройное остекление, что уменьшает температуру на поверхности стекла и позволяет избежать ожогов при прикосновении.

Для размещения посуды в духовке служат противни и решетки, которые должны свободно перемещаться по направляющим и не выпадать как в холодном, так и в нагретом состоянии.

Комбинированные плиты

Промышленность производит бытовые плиты, у которых газовые горелки устанавливаются на столе, а в духовом шкафу применяют термоэлектрические нагреватели (ТЭНы). Один ТЭН устанавливается внизу, другой — вверху. Электрическая духовка печет лучше газовой, так как одновременно работают два ТЭНа. Это позволяет более равномерно подавать тепло к приготавливаемому блюду. От газовой горелки большая часть тепла к блюду поступает снизу, поэтому выпечка часто пригорает.

В современных газовых духовках для решения этой проблемы применяется конвекция. В духовом шкафу имеется вентилятор, расположенный в задней стенке. Он обеспечивает циркуляцию нагретой газовой среды по всей духовке. Приготавливаемая пища при этом запекается равномерно. Кроме того, конвекция позволяет готовить на двух противнях одновременно. Кстати, ГОСТ 33998-2016 не распространяется на газовые плиты с устройствами для циркуляции продуктов сгорания внутри духовки.