前言:
燃木壁爐的本質(zhì)是創(chuàng)造一個(gè)可控制的燃燒環(huán)境,在這個(gè)環(huán)境下,讓木柴可以更有效的產(chǎn)生熱量。
一、燃木爐的工作原理
開(kāi)放式壁爐的主要問(wèn)題是因無(wú)法控制參與木柴燃燒的進(jìn)氣量,導(dǎo)致大部分熱量被煙囪帶走,因此,開(kāi)放式壁爐的取暖效果非常低,必須坐在開(kāi)放式壁爐附近,才能感受到“暖洋洋”。
而現(xiàn)代燃木壁爐,通過(guò)2種關(guān)鍵方式,來(lái)幫助木柴的燃燒,并盡可能多的釋放熱量:
1、以更加受控的方式燃燒木柴。
2、燃燒掉爐膛中多余的可燃?xì)怏w和可燃顆粒物(煙塵)以產(chǎn)生更多的熱量。
根據(jù)壁爐的型號(hào)及其設(shè)計(jì),燃木壁爐通常有一個(gè)或兩個(gè)進(jìn)風(fēng)口。實(shí)驗(yàn)論證,木柴在頂部進(jìn)氣的作用下燃燒效果最好,下圖顯示了現(xiàn)代燃木壁爐是如何供應(yīng)氧氣參與燃燒的。
為了讓現(xiàn)代壁爐比開(kāi)放式壁爐更高效,因此在設(shè)計(jì)時(shí),最先考慮的是如何控制爐膛燃燒的空氣供應(yīng),以便火以穩(wěn)定的速度在木柴中燃燒。
這里需要注意的是:空氣供應(yīng)不足而悶燒的火,或者由于空氣供應(yīng)量大而迅速燃燒木柴的火,都是非常低效的。
二、二次燃燒
除了用更有效的方式燃燒木柴之外,現(xiàn)代真火壁爐通常還具備二次燃燒,二次燃燒是指:在爐膛超過(guò)600℃的環(huán)境中,將木柴初次燃燒產(chǎn)生的廢氣和“煙塵”再次燃燒,以產(chǎn)生更多的熱量。
廢氣與煙塵的二次燃燒需要更高的溫度和壓力,因此真火壁爐通過(guò)提供封閉的燃燒環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
現(xiàn)代壁爐為讓壁爐可以更高效的實(shí)現(xiàn)二次燃燒,在設(shè)計(jì)時(shí),在爐膛頂部安裝隔板并迫使廢氣在離開(kāi)爐膛之前通過(guò)爐子頂部的小間隙,這么做的目的都是為了阻止廢氣過(guò)快地離開(kāi)燃燒室,以便有更多的時(shí)間進(jìn)行與頂部進(jìn)氣混合,發(fā)生二次燃燒。
每種型號(hào)的燃木壁爐的設(shè)計(jì)各不相同,因此爐子將木柴轉(zhuǎn)化為熱量的程度會(huì)略有不同,像北歐壁爐,如丹麥morso、丹麥Aduro等品牌,在二次燃燒加持下,燃燒效率通常在75%及以上,而開(kāi)放式壁爐燃燒木柴的效率可能低至 30%左右,這不僅意味著大量的熱量沒(méi)有得到釋放,同時(shí)也加劇了木柴的消耗。
三、熱量傳遞
很多人好奇,壁爐是如何解決取暖的。其實(shí)壁爐是依靠熱輻射和熱對(duì)流的形式,將熱量傳遞到空間中。
燃木壁爐的觀火面是主要的取暖散熱面,表面溫度可以達(dá)到400攝氏度左右,爐體是鋼板或鑄鐵材質(zhì),也有助于將木柴燃燒產(chǎn)生的熱量輻射到空間中。
因?yàn)楸跔t主要依靠熱輻射來(lái)解決取暖,熱輻射無(wú)法穿透障礙物加熱隔壁空間,所以這也是壁爐無(wú)法實(shí)現(xiàn)全屋供暖的最主要原因。
四、保持玻璃干凈
很多網(wǎng)友看見(jiàn)壁爐的第一反應(yīng)是爐門玻璃肯定會(huì)變黑,當(dāng)然,這也是大部分低效率的壁爐正在發(fā)生的事情。
正常情況下,燃燒木材產(chǎn)生的雜酚油等副產(chǎn)品會(huì)在玻璃內(nèi)部形成線條并留下污漬。隨著時(shí)間的推移,這種現(xiàn)象會(huì)逐漸累積,導(dǎo)致無(wú)法充分欣賞爐膛中跳動(dòng)的火焰。
為了克服這個(gè)問(wèn)題,高效的燃木壁爐會(huì)在壁爐設(shè)計(jì)中加入風(fēng)幕與風(fēng)洗技術(shù)。煙囪產(chǎn)生抽力將空氣吸入爐膛,一部分空氣從爐門頂部位置進(jìn)入,向玻璃內(nèi)部供應(yīng)恒定的空氣流,一是可將火焰與爐門阻隔開(kāi),減少煙塵附著,二是可以不斷的洗刷爐門玻璃,保持爐門的潔凈如新。
二、總結(jié)
以上就是現(xiàn)代壁爐的工作原理,很多自制壁爐都以他為參考進(jìn)行加工自用,雖然原理看著簡(jiǎn)單,但是讓各種變量達(dá)到一種最佳的匹配狀態(tài),這是需要一個(gè)企業(yè)幾代工程師不斷努力優(yōu)化的過(guò)程。