真火燃木壁炉取暖原理与烟囱抽力控制全面解析

2019-02-14   作者:北京旖旎阳光环保科技有限公司   阅读量:2607

18世纪早期,美利坚开国三杰之一的本杰明富兰克林便注意到真火壁炉中因为烟囱而流失的热能是通过炉体向外辐射的有效热能的数倍之多,这也是许多老式砖砌壁炉的最大弊端,在某些情况下,它实际上会使得房子更冷,令人遗憾的是,低效率并不是老式砖砌壁炉唯一的缺点,还存在有火灾、对室内排放有害化学物质的安全隐患,哪怕进入新的千禧年,这些“老家伙”们使用现代壁炉的可再生环保燃料,也仍然会对环境产生不可逆的空气污染。

 

真火壁炉


作为壁炉爱好者而言,这些无疑都是噩梦,但不必灰心,因为经年的发展与科技的进步,令更具吸引力、更少能源浪费、更多热量提供、更简便安全操作的现代化燃木真火壁炉越来越成为大众的首选

 

真火壁炉


毫无疑问这位新时代的“宠儿”与它的老前辈们相比,在设计上也更加精良,在现代化真火燃木壁炉中,都配备有阻尼器,可以通过调节它来控制烟囱上的空气流动,你可以关闭烟道,只允许炉膛中的少量热能通过烟道流通并离开房屋,达到热效率利用最大化的效果。你甚至可以修改现有的通风口来从外部获取更多的空气来供给燃烧过程,这种做法能有效的防止因为炉膛的持续燃烧,而在空间内形成真空的产生。

 

真火壁炉


说起燃烧就不得不提近几年非常时髦的一个词——无源热交换系统,看似非常高大上,实际上它的原理十分简单,通俗的来讲便是当燃烧产生时,管道炉篦从空间内吸入冷空气并将其加热后释放回空间的过程。一些无源热交换系统具有鼓风机以辅助对流,壁炉高温耐热玻璃门在整个循环中起着举足轻重的作用,它能够确保炉膛中的火花或余烬不会逆流进室内空间,关闭的玻璃或陶瓷门将阻止空气从室内流入壁炉,并持续加热炉体周身的空气,在提供独立式观火面与极高的安全性能的同时,还呈现向外扩散的扇形热气流源,通过成百上千次的空气媒介的传播,真火燃木壁炉产生的热量足以使得环境温度保持在恒温以上,热辐射还含有红外线,可以起到杀灭病菌、祛除湿气等显著作用。

 

真火壁炉


真火燃木壁炉其实是一种利用铸铁反射热能的机器,工作原理便是通过热辐射,以真火燃木壁炉自身为原点向外扩散热量,利用铁从火中吸收热量并将其反射回房间; 它会在燃烧结束后储存热量并继续辐射一段时间。由于加热后的空气仍然需要流入房间,因此回火本身不会产生太大的影响,但如果能够控制气流的方向,必将事半功倍。

 

真火壁炉


而我私以为,世间是真正存在“控火者”的,它能控制火焰的大小,气流的方向,那便是壁炉的烟囱抽力。真火壁炉的烟囱会因为内外温度、气体方面的不同而产生气体密度差异,这种差异在学术上被称作为烟囱抽力,它就像一只无形的手一般推动烟气与空气的流通,烟囱底部呈现负压值的状态是抽力产生的根本原因。

 

真火壁炉


而我们可以根据抽力的计算公式:高度=空气-烟气看出,影响烟囱抽力的根本原因,无外乎烟囱自身高度、空气与烟气。烟囱越高,产生的抽力也便会越强越大,反之烟囱越低,抽力也会越弱越小,两者是典型且鲜明的正比关系;在烟囱高度与烟气没有变化的情况下,外界空气温度越低,即空气密度越大,抽力也会越大,同样的烟囱,在闸板开合度一样的情况下,冬天的抽力比夏天大,夜晚的抽力比白天大,这便是因为冬天、夜间外界空气温度要比夏天和白天的低;但是当烟囱高度和外界空气不产生变化的情况下,烟气温度越低,抽力也便会越小,烟气温度越高,产生的向上抽力也便会越大,这是因为冷空气要重于热空气,当温度低的时候,烟气全部聚集在烟囱底部,但当温度高时,烟气会自然而然的寻找向外的开口,形成向上的抽力。我们在一些电视剧、影视剧、现实生活中,有新窑投产时,工人师傅往往会在烟囱底烧把火,通过加热烟囱外壁影响内壁中的气体温度,借此而加大抽力,所以这就是为什么燃木真火壁炉的烟囱需要达到五米或五米以上且室外需要使用双层烟囱的原因。


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