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?燃木壁爐的工作原理,很多自制壁爐都是以它作技術指導(附圖)

2023.11.14 閱讀量:1248 分享到:
版權所有:平客壁爐

前言:

燃木壁爐的本質是創造一個可控制的燃燒環境,在這個環境下,讓木柴可以更有效的產生熱量。


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一、燃木爐的工作原理

開放式壁爐的主要問題是因無法控制參與木柴燃燒的進氣量,導致大部分熱量被煙囪帶走,因此,開放式壁爐的取暖效果非常低,必須坐在開放式壁爐附近,才能感受到“暖洋洋”。


真火壁爐的設計原理.jpg


而現代燃木壁爐,通過2種關鍵方式,來幫助木柴的燃燒,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氣體可燃顆粒物(煙塵)以產生更多的熱量。

根據壁爐的型號及其設計,燃木壁爐通常有一個或兩個進風口。實驗論證,木柴在頂部進氣的作用下燃燒效果最好,下圖顯示了現代燃木壁爐是如何供應氧氣參與燃燒的。


真火壁爐的進氣方式.jpg

為了讓現代壁爐比開放式壁爐更高效,因此在設計時,最先考慮的是如何控制爐膛燃燒的空氣供應,以便火以穩定的速度在木柴中燃燒。


真火壁爐的進氣方式.jpg


這里需要注意的是:空氣供應不足而悶燒的火,或者由于空氣供應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600℃的環境中,將木柴初次燃燒產生的廢氣和“煙塵”再次燃燒,以產生更多的熱量。


真火壁爐的二次燃燒技術.jpg


廢氣與煙塵的二次燃燒需要更高的溫度和壓力,因此真火壁爐通過提供封閉的燃燒環境來實現這一點。

現代壁爐為讓壁爐可以更高效的實現二次燃燒,在設計時,在爐膛頂部安裝隔板并迫使廢氣在離開爐膛之前通過爐子頂部的小間隙,這么做的目的都是為了阻止廢氣過快地離開燃燒室,以便有更多的時間進行與頂部進氣混合,發生二次燃燒。


真火壁爐的二次燃燒技術.jpg


每種型號的燃木壁爐的設計各不相同,因此爐子將木柴轉化為熱量的程度會略有不同,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有得到釋放,同時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。其實壁爐是依靠熱輻射和熱對流的形式,將熱量傳遞到空間中。


真火壁爐是如何實現取暖的.jpg


燃木壁爐的觀火面是主要的取暖散熱面,表面溫度可以達到400攝氏度左右,爐體是鋼板或鑄鐵材質,也有助于將木柴燃燒產生的熱量輻射到空間中。

因為壁爐主要依靠熱輻射來解決取暖,熱輻射無法穿透障礙物加熱隔壁空間,所以這也是壁爐無法實現全屋供暖的最主要原因。


四、保持玻璃干凈

很多網友看見壁爐的第一反應是爐門玻璃肯定會變黑,當然,這也是大部分低效率的壁爐正在發生的事情。


壁爐觀火面玻璃變黑.jpg


正常情況下,燃燒木材產生的雜酚油等副產品會在玻璃內部形成線條并留下污漬。隨著時間的推移,這種現象會逐漸累積,導致無法充分欣賞爐膛中跳動的火焰。

真火壁爐的風幕和風洗系統.jpg

為了克服這個問題,高效的燃木壁爐會在壁爐設計中加入風幕風洗技術。煙囪產生抽力將空氣吸入爐膛,一部分空氣從爐門頂部位置進入,向玻璃內部供應恒定的空氣流,一是可將火焰與爐門阻隔開,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

以上就是現代壁爐的工作原理,很多自制壁爐都以他為參考進行加工自用,雖然原理看著簡單,但是讓各種變量達到一種最佳的匹配狀態,這是需要一個企業幾代工程師不斷努力優化的過程。




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