什么是辐射型火炉?什么是对流型火炉? 二者有什么区别?

2017.11.03 阅读量:6548 分享到:
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热量的传播有三种途径:传导,对流和辐射,具体定义请参考高中物理教材或者上网搜索。火炉工作时,上述三种热量传播的现象同时发生,但以辐射和对流为主,传导的热量非常少。偏重于以辐射的方式传播热量的火炉称为辐射型火炉;偏重于以对流方式传播热量的火炉称为对流型火炉。

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市场上绝大多数的火炉都是辐射型火炉,热量主要是穿过炉门玻璃向空间辐射,红外线加热其行进路线上遇到的任何物体。辐射型火炉的结构比较简单,壳体为单层结构,内壁敷以保温砖构成炉膛,外壁直接暴露在空间中。辐射型火炉的供暖原理与太阳散发热量的方式基本相同:热量随距离的增加以几何级数递减,通俗来讲就是距离热源越近温度越高,反之温度越低,空间内不同位置的温差比较大。靠近火炉的地方可能穿短袖都还觉得热,但十米以外的地方穿羊毛衫都还觉得冷。


对流型火炉内部结构.jpg

为了解决室内温度分布不均的问题,20世纪末一些领先的火炉制造商相继推出了对流型火炉,以期使房屋内部各点的温度趋于一致,提高供暖效率,提升人体舒适度。对流型火炉的炉体为双层结构,内层构成炉膛壳体,外层为火炉的外壁,内外层之间留有空隙,供空气流动。火炉工作时,冷空气从火炉底部进入内外层之间的夹层,从炉膛外壁吸收热量后自火炉顶部流出,热空气上升同时在火炉底部形成负压,不断将室内的冷空气吸入夹层,周而复始形成稳定的气流,源源不断地把热量从火炉带到建筑物内的角角落落。这种双层炉体结构实际上相当于给火炉安装了一台由热能驱动的向天花板吹风的风扇,加快了空气流动,提高了热量的传播效率。由于采取了双层炉体结构,对流型火炉的外壁温度得以显著降低,火炉侧面的最小可燃间距也从50cm减少到20cm,大大提高了火炉的安全性。不过,这也带来了一个缺点:不太烫的火炉顶部无法把水烧开,仅能起到为开水保温的作用。


火炉内循环.jpg

从国外壁炉论坛上的测评结果来看,对流型火炉对熨平室内各点的温度差方面效果显著。一个壁炉爱好者做的实验很能说明问题,他在一个长度为12米宽度为6米的客厅一端安装火炉,火炉运行3小时后在客厅的另一端测量温度,然后计算客厅两端的温度差。测试的第一阶段在客厅安装了Morsø 3610辐射型火炉,测得客厅两端的温度差为12°;测试的第二阶段在客厅安装了Morsø 3640对流型火炉(3640与3610的炉膛尺寸和制热功率相同),测得客厅两端的温度差为5°。这个结果很容易用物理学解释。当热量以辐射方式传播时,红外线加热任何阻挡它通过的物体,受热的物体表面以传导的方式加热与之接触的空气,热空气上升并逐渐聚集在天花板附近,随着热空气越聚越多,热空气被逐渐推向地面,于是地面附近慢慢热了起来,这个过程十分漫长,而且室内空气的分层效果非常明显,即靠近天花板的空气温度高,靠近地面的空气温度低,大部分热量停留在房屋顶部。当热量以对流方式传播时,空气受热上升,同时在下方形成负压,将冷空气拉向火炉,冷空气被加热后又形成了上升气流,并把更多冷空气拉向火炉,如此周而复始在室内形成了稳定的气流,源源不断地把热量从一个点传播到室内的其他地方。室内的热量不再是聚集在一个特定区域,而是均匀分布在建筑物内,各点之间的温度趋于一致。

对流型火炉循环.jpg

需要说明的是,无论是辐射型火炉还是对流型火炉,在充分燃烧等量木柴后所释放的热量是相同的,这些热量都保留在建筑物内,只不过热量的分布不同而已,并非对流型火炉能够比辐射型火炉发出更多的热量。

辐射型火炉的双层炉体结构比较复杂,工艺难度高,仅有少数几家国际顶级壁炉公司能够生产,平客壁炉目前在售的机型中仅有丹麦Morsø的2140和3640两款火炉为对流型火炉。


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