2015年1月6日 星期二

〈好文共享〉使用系統爐具、酒精爐與一般瓦斯爐之輕量化使用思考(一)

特別說明,這篇原文出處來自美國的adventuresinstoving部落格,個人是將其中二篇文章內容做個整理,讓大家閱讀原文時更容易了解,另外也對於原作的結論再加以延伸提出更多對於輕量化爐具使用上的思考。個人強烈建議大家閱讀本文時配合二篇原文(系統爐具酒精爐),並參考其中的圖表、數據、才能有完整認識。

我相信這篇文章不只有個很吸引人的標題,更重要的是它可以解答大家對於選擇與使用輕量化爐炊具時的二個疑問:
1.使用系統爐具是不是能比一般瓦斯爐具輕量?
2.使用酒精爐具是不是能比一般瓦斯爐具輕量?
這真是好問題,如果沒看過這二篇文章連我自己都回答不出來,原來答案竟如此有趣!第一篇就讓們先來看看近年來很紅的系統爐具,系統爐具因為燃燒效率高因此可以比傳統爐具更節省然料,但這個優點在輕量化的思考與使用上是不是有其優勢?就讓們仔細來檢視。

一、數據設定:
首先要解釋的部份是原本文章的計算基礎是設定在幾個固定的變數上。
1.出發時攜帶容量全滿的瓦斯。
2.一天只煮二次水(早、晚餐),每次都煮沸500cc水量,包括出發日與結束日皆同。
3.系統爐具的效能設定: 一次用5g瓦斯可以煮沸500cc的水,一天共需使用10g瓦斯(5gx2次)
4.一般瓦斯爐具的效能設定: 8g瓦斯可以煮沸500cc的水,一天共需使用16g瓦斯(8gx2次)
5.使用的瓦斯有二種大小
*:
⑴容量110g,罐重100g,總重210g
⑵容量230g,罐重150g,總重380g 

*這二種瓦斯是作者在本文內的設定,但品牌與款式並未提及,而且與另一篇酒精爐比較時的設定數值不相同。
6.Jetboil款式與一般之爐炊具依據不同組合的設定會在文後詳細說明

當然,實際上爐具的燃燒效能不可能保持固定,至少是受到水溫、氣溫、火力大小、高度與壓力這些因素的影響,不過這篇文章要提供的是一個通案的思考,因此必需固定一些變數來計算,但是至少5g與8g這二個消耗值是與BPL實測的結果相去不遠。

二、只就燃料(瓦斯含罐)重量來比較:
先請大家參照原文的第一個比較表,它所呈現的是只有計算燃炓部份(包括瓦斯罐重量)的結果,但在其中有幾個很有趣也就是一開始讓我看不懂的地方。大家可以注意到數字從第一到六天是以6的倍數成長,但到了第七天卻多出了50g,而,而到了第十一天卻減了50g,這個原因很簡單但需要詳加解釋。

這個50g的加減是因為作者改用了不同容量的瓦斯罐來做計算。也就是說作者的設定是如果在燃料量足夠時是使用容量最小的瓦斯,因為這樣可以把瓦斯罐空重減到最低,因此像一般瓦斯爐一天要用16g,使用容量110g的瓦斯(重100g)夠用到第六天(16X6=96g),但如果是七天的行程,16X7=112g,只帶一罐小瓦斯就會不夠用,因此一般我們可能會認為那就帶二罐,但這篇文章卻不是如此計算。當行程超過七天,作者是改採容量230g的瓦斯(罐重150克)來計算,這就是多出的50克由來。而這同樣也可以解釋到了第11天所減少的50g的由來,因為系統爐具如果行程長度超過11天也要換帶大罐的瓦斯。至於作者為什麼是改用大罐而不是帶二罐,這個會在文後詳細說明。

從表面上看,系統爐一天可以省下6克的燃料,但這個”省下”的意義對於實際負擔的重量來說卻是完全相反的結果。因為瓦斯是種消耗品,要用的多結果才是比較輕。這也就是說,如果同樣帶100g瓦斯出發,只計算燃料消耗,那在第一天結束時,帶一般爐具的人比系統爐具會多燒掉6g瓦斯,重量上反而輕了6g。怪了,系統爐具有較好的效能卻沒有產生較輕量的結果,答案真的是如此嗎?讓我們把第一個表重新拆開整理一次:

請注意!
 
*標示出發為完全未消耗之重量,每日之數字則代表當日炊煮結束之重量。
*以下小計或總計數字為+則代表使用系統爐具相較一般爐炊具得多負擔的重量,若為-則是使用系統爐具可減少負擔的重量。

<表1>行程長度1-6天,二者皆使用110g容量瓦斯(罐重100g):

1-1

<表2>行程長度7-10天,一般爐具使用230g容量(罐重150g),系統爐具使用110g容量瓦斯(罐重100g):

2-1

<表3>
行程長度11-14天,二者皆使用230g容量瓦斯(罐重150g),出發時重量二者相同:

3-1

從這三個表我們可以看出,如果行程長度是在1-6日的行程,出發時同樣攜帶100g全滿瓦斯,那結果是帶系統爐具的使用者一路上瓦斯含罐的重量都高過使用一般爐具的人,這個所呈現出的就是一般爐具效能差、燃料用燒的多反而比較輕的結果。但如果把行程加長到7-10天,那系統爐具燃燒效能高的優點就完全發揮,在不用帶更大容量瓦斯的條件下,燃料與空罐二部份所省下的重量相當可觀。不過從表三來看,以乎出現了有趣的循環,在瓦斯罐重相同的情況下,一般爐具又再取得輕量優勢。以此數據推算下去,當行程超過第15-23天(230g系統爐剛好可以用23天),一般爐具得換成更大容量的瓦斯或是帶二罐時,想必瓦斯的前提下,系統爐具又可以取得重量優勢。

小結:
從這樣的計算,我們可以發現,光就燃料來說系統爐具效能好所得到的結果不一定是輕量,因為在某些用量與攜帶條件下,用的少反而是剩的多所以重量比較重。因此,我們應該把燃燒效能對於輕量化的意義建立以下這些部份:

1.如果想發揮系統爐具效能好所以燃料用的比較少這個優點,我們應該思考的是估計瓦斯用量攜帶。舉個簡單的例子,使用系統爐具六天的行程,如果出發時依據用量只攜帶60g瓦斯,那麼表一的結果就會變成這樣。

<表1-1>行程長度1-6天,一般爐具瓦斯全滿(100g),但系統爐具僅攜帶60g:

1-2

加入估計用量攜帶後我們就可以讓系統爐具在原本較重的行程天數達成輕量的結果,而且以此推論,如果行程長度是11-14天,我們只攜帶140克的瓦斯,那D1可以省下的重量就達到84g,而且會比一般爐具燃料重量來的輕直到行程結束。

不過估計用量攜帶這件事在執行的難度比光計算數字高出很多。首先是市面上只買的到全滿的瓦斯,因此要有一罐半滿或1/3滿的瓦斯都得從全滿的開始用,更重要的是想把內容量剩到你想要的重量有其麻煩在,這是瓦斯在估計用量攜帶取得的困難性。其次,用量對於瓦斯而言並不容易精密估計,畢竟一天10g的估計只是一個理想值,在實用上登山者還有更多的考量(天候、菜色、用水)等,也就是說精密估計用量在執行上同樣有其困難性。

2.效能好真正可以達成的重量差距是建立在同樣容量的瓦斯可以用的比較一般爐具來的久這點上,以行程長度做對比,正因為可以用的比較久,所以系統爐具能夠不攜帶較大容量或者另一罐的瓦斯,這個瓦斯罐重對於重量才是最關鍵的,這點從上面<表2>的比較可以明顯看的出來。 以上是光看燃料的部份,十天的行程系統爐具在出發時最多可以省下約180g重量,扣除50g的罐重差距,燃料重量差距達到130g。只是我們要思考的是,因為瓦斯是消耗品因此差距並非保持一定而是逐漸接近,因此始終影響重量的關鍵反而是那些基本重量的部份(瓦斯罐),因此接下來就讓我們把爐炊具這些屬於基本重量的裝備一起加進來做計算。

三、加上爐炊具一併計算:
1.爐炊具變數設定:
先來說明原文當中爐具的設定,作者是認為既然要討論的是輕量化的使用,那當然在選擇爐具上也要採用最輕的款式來比較。在Jetboil部份作者先以當中最輕量的款式Ti Sol,總重量為208g(爐具102g炊具106g)來做比較,至於一般的爐炊具組,設定則是爐頭60g
*,炊具為鈦合金0.9L*,總重量110g。除了爐頭與炊具在原文中並沒有計算其它相關裝備(擋風板、餐具)的重量,畢竟原作者的重點在提供一個思考的方向,如果是各種組合都要計算當然不會不可能,只是要等你做出來。

*雖然當今輕量瓦斯爐具重量低於60g的比比皆是,但作者認為使用60g是一個較普遍可以達到的數值。
 
*Ti Sol的炊具為0.8L,因此作者採用了相似容量的0.9L鈦合金爐具來比較。

<表4>行程長度1-6天,二者皆使用110g容量瓦斯(罐重100g):

4-1

<表5>行程長度7-10天,一般爐具使用230g容量(罐重150g),系統爐具使用110g容量瓦斯(罐重100g):

5-1

<表6>行程長度11-14天,二者皆使用230g容量瓦斯(罐重150g):

6-1

小結:

當攜帶一樣的瓦斯量、一樣的瓦斯罐,那Jetboil完全沒有輕量優勢,不管只計算燃料或是加上爐炊具,系統爐具的輕量優勢依只出現在某部份長度的天數,原因還是瓦斯罐重量的差距,而這樣的結果也會隨著瓦斯容量呈循環的出現。當然我們也要問問,那如果系統爐具沒有帶全滿的瓦斯,那結果呢?

<表4-1>行程長度1-6天,一般爐具瓦斯全滿(100g),但系統爐具僅攜帶60g:

4-2

答案揭曉,因為爐炊具的重量使得攜帶瓦斯的重量差距拉近,除了出發前二天外系統爐具並無法利用估計用量攜帶達成較輕量的結果。 附帶一提,在原文中還有比較Jetboi最新推出的MiniMo,重量379g(爐具130g炊具240g),因為本體重量更重,結果是在與一般爐炊具組的比較上二者的差距更的拉大。

四、總結:
或許看到這,一大堆數字已經把你弄的頭昏腦脹,沒關係,看的懂看不懂都先放下,直接看結論也行。首先是原作者提出的結論。
1.因為各款Jetboil重量並不相同,影響輕量的結果也有所差別。
2.相較於效能,爐炊具的重量更為關鍵。
3.系統爐具的優勢最主要就在於同樣容量可以用的比較久,因此在更換下一罐(需要帶更大的容量)的行程長度是最能達成輕量的目標。
4.瓦斯用的多(效能差的)有時卻反而比較輕。
5.這個比較結果同樣可以套用到其它的系統爐具(MSR.Primus)上。
6. 該帶一罐大容量或帶二罐小的瓦斯? 如果你對於瓦斯的需求超過一整罐,那你應該帶二小罐或是換一罐更大容量的?還是來計算一下: 如果你需要120g瓦斯,那你可以選擇帶二罐110g容量的,空罐重量為100X2=200g 或者你可以攜帶一罐230g容量的,但空罐重量僅有150g。 二罐110克的瓦斯總共也只有220g比不上一罐230g容量的,但二個罐子重量卻有200g,比起150g多出50g,這個差距在行程中並不會減少,因此作者認為帶大罐比起帶二罐是更輕量的做法。

以下個人依其結論再提出幾個方向讓大家深入思考:
1.如果可以,請選擇最輕量的爐炊具:
事實上燃料在登山輕量化計算中是不列入基本重量的部份,因此就某一個層面來說,以上的燃料(不含罐)計算對於輕量化的意義有限。畢竟燃料是消耗品,它會隨著行程進行而減少,一路不變的仍是屬於基本重量的部份。因此,除了瓦斯罐,爐炊具這些基本重量更為關鍵,而系統爐具吃虧的也就在重量不及一般爐炊具最輕量款式的組合。因此如果你在乎重量,那就應該選擇輕量的爐炊具款式,不管是系統爐或一般瓦斯爐,因為這比起燃料來說對於重量有著更大的影響。
2.評估行程與用量選擇最適合容量的瓦斯:
雖然如前所述要估計用量攜帶對於瓦斯有其困難之處,但這也不代表我們就該完全無視這個部份。從以上的計算來看,差距最大的部份就是在於系統爐具省下燃料可以延伸使用的長度,因此我仍然建議應該做到一定程度的估計瓦斯用量來攜帶,而且不只有系統爐具可以這樣做,使用一般爐具更該這樣做。比方說,三天二夜這樣的短天數行程,配合輕量化的糧食計畫,你就可以不必攜帶全滿的瓦斯,或是長天數活動,依據糧食計畫與行程來攜帶瓦斯量,雖然這些都需要你更用心的計畫與計算才能達成,但輕量化從來都不是嘴巴講講就能達成的。
3.糧食計畫才是真正關鍵中的關鍵:
這篇文章並"不是"要比較那種爐具的效能好,請不要搞錯重點。這篇文章原作的用意是要提供爐炊具與效能等條件放在在輕量化使用時的思考與參考。因此以上這整個的計算與比較的基礎都是來自於一個重點,那就是要有輕量化的糧食的搭配,這才是真正的核心,如果沒有輕量化的糧食計畫,以上這些數字全都是屁!一次只煮沸500克的水、一天只煮二次、只用一個杯子當炊具,這種種都是依據輕量化糧食的需求所做出的設定,也就是以此基礎才能推算出其它的數據,所以這一切也都是要以搭配輕量化糧食計畫才是有意義的。我還是那句老話:「吃什麼決定你帶什麼」,沒有輕量化的糧食計畫用再輕量的爐炊具也沒用,與其執著於什麼效能、輕量化爐炊具,不如好好計畫自己的糧食,這些才是真正能達成更整體也更全面的輕量化。
4.到底該選擇系統爐具或一般爐具?
最後,看完所有數字,我們能不能做個最後的抉擇,對於輕量化使用,在系統爐具或一般的輕量化爐炊具之間該選那一個?我的回答是:「看你的需求」!就我個人使用需求,我會選擇最輕量的一般爐炊具組合。這是因為個人在使用上僅需處理輕量化的糧食(乾燥食品),而且屬於要糧食自理的行程也大多是二三天的長度,燃料量也只需大約的估計就可以達成相似於系統爐的輕量,所以什麼火力多大、效能再好所造成的差距就個人使用實質意義很小,因此我在乎的是爐具與炊具這些的基本重量高低,在這樣的思考之下我會選擇輕量化的一般爐炊具組。至於團隊使用,我偏好輕量化的分離式瓦斯爐(Primus Spider Express或FMS117T)搭配有熱交換器的鍋具(ETA Power 2.1L)_。因為這樣的組合比起封閉性系統爐具有更多使用的靈活性,更重要的是效能與封閉系統相較之下相差不遠,也就是能兼俱使用便利與效能的好選擇。

很感謝這篇文章你能夠看到最後,也許你已被數字弄到噁心想吐,又或者你仍然意猶未竟,那接下來還有第二篇,我們要來看看輕量化登山者常用的酒精爐具與一般爐具相較之下在輕量化使用上是否有其優勢,敬請期待。

山行者豪哥 2014/01/06

5 則留言:

  1. 配合爐具、鍋具特性,自行設計 DIY 鋁箔擋風、煙囪集熱系統,實務上可以達到接近 Jetboil 的燃料效率,無論是平均重量或者起始重量都能有極大優勢,系統爐具真正的優勢在於操作便利性以及抗候性,過度強調其輕量訴求只是做生意的手法。錯誤的爐具鍋具搭配會造成其燃料效率遠低於文中一般爐具瓦斯系統數據

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  2. 常見的例子,FMS116T搭配小直徑鍋具,會造成嚴重的火焰外溢,效率低落,經常拜讀豪哥文章,輕量化果然首重觀念技巧,真的不是一堆輕的東西搭起來就好

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  3. 補充一下FMS117T也是個人團體炊事首選,但頻繁使用於冷熱溫差大的環境,其分焰盤蓋細鐵網會脫落,雖然押回即可無礙,但個人認為此為一設計不良,另外因為無加壓設計在真正嚴苛寒冷的氣候狀況下效率奇差,但台灣一般使用而言應是cp之王了

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  4. "因為無加壓設計在真正嚴苛寒冷的氣候狀況下效率奇差"
    應該說是"為無預熱設計在真正嚴苛寒冷的氣候狀況下功率奇差"

    有預熱管的爐具可以倒置瓦斯"避免罐內降壓",但不能加壓。

    而效率和功率不一樣,
    火力強弱應以功率描述,
    很多人都說成效率,
    雖然也可以說火力是"燒水的時間效率"
    但這樣很容易和熱效率混為一談。

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    1. 預熱管倒置瓦斯除了保持壓力,還可以藉由預熱讓瓦斯燃燒效能更好。至於一般無預熱管型式,個人常用的方法是瓦斯罐上淋水(溫水或室溫),也可達到相當的效果,只是比較麻煩。
      功率不等於效率,說的很好,所以不要誤以為火力強就是效能好,很多SYSTEM STOVE的爐頭其實功率都比一般的爐頭差。

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