希特贝斯 Sigma —— 对流型壁炉的新标杆

2022.06.14 阅读量:897 分享到:
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来自丹麦始于1979年


希特贝斯 Sigma —— 对流型壁炉的新标杆.jpg

“我们的核心设计目标是通过Sigma来重新定义对流型壁炉,让人们能够强烈地、直观地感受到燃木取暖的高效、便捷,当然还有乐趣。”

"Our core design goal with Sigma is to redefine the concept of convection fireplace, letting people intuitively feel the efficiency, convenience and, of course, fun of wood-burning heating."

—— Anders Norgaard (Sigma壁炉总设计师)



Jydepejsen(希特贝斯)是一家创立于1979年的丹麦壁炉公司,在燃烧技术方面有深厚的经验积累,他们独创的DuplicAir®进风控制系统在业内广受赞誉,该公司还擅长将皂石、黑砂岩等石材与壁炉结合,赋予壁炉更有质感的外观表现。这次我们测试的是希特贝斯最新推出的宽屏幕对流型壁炉——Sigma,之所以决定引进这款壁炉是因为我们强烈地感受到近些年来客户对宽屏壁炉的偏爱以及对大空间供暖的现实需求,在详细分析了不同品牌的十几款产品之后,我们认为Sigma最有希望实现我们的目标。


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整整三天的高强度测试,这款壁炉带给我的惊喜实在是太多了,可当我提起笔想要撰写报告时却不知该从何说起。如果要把Sigma的特点和功能全部列出来讲清楚这文章就太长了,所以我决定只挑选我认为最重要的部分介绍给大家,还有很多精巧的设计也只能一笔带过,最多配一张图片了。要体验更多使用乐趣,请大家前往平客壁炉展厅参观,现场亲自动手操作,我相信它一定会让你爱不释手。

正如设计师Anders Norgaard所说,他希望通过Sigma来重新诠释对流型壁炉的定义。我认为他确实做到了,至少让我对这个概念有了全新的认识。所谓对流型壁炉就是主要以对流方式扩散热量的壁炉,它的供暖效率更高,可以显著缩小建筑物内不同区域之间的温差,克服传统壁炉“近热远冷”的缺点。下面两张图片显示了对流型壁炉和普通壁炉在供暖方面的区别,橘红色代表热量,颜色越红越亮的区域温度越高,偏灰偏暗的区域温度偏低,可以看到采用对流型壁炉供暖的房间里温度更均匀


希特贝斯 Sigma —— 对流型壁炉的新标杆.jpg


希特贝斯 Sigma —— 对流型壁炉的新标杆.jpg


市场上很多壁炉都声称自己是对流型,但它们其实只是在普通壁炉外面套了件马甲而已,主要热量(约70%)仍然是以热辐射的方式对外传播,通过对流传输的热量占比很低。与它们不同,Sigma从设计源头上就走了一条截然不同的路。首先,设计师严格设定了热量传输比例,把热辐射与热对流的比例从传统的7:3调整为4:6,让热量主要通过对流方式进行扩散。要实现这个目的就要堵住炉门这个散热口,强迫热量改向炉体上方扩散,利用空气对流将它们源源不断地带走,从而形成稳定的循环气流,快速并均匀地加热房间。怎样才能既堵住穿过炉门的热量但又不妨碍观赏火焰呢?这似乎是一对儿矛盾,希特贝斯的设计人员采用了一个我不曾想过的“豪横”方案:平行排列两块肖特Robax微晶玻璃,中间留出空气夹层,这其实是制造了一大块透明的保温砖,可谓为达目的不惜血本! 


希特贝斯 Sigma —— 对流型壁炉的新标杆.jpg


安装了双层玻璃的Sigma炉门的保温性能提高了约30%,这带来几个显著效果:炉门正前方不再那么燥热;炉膛内温度更高,可燃气体燃烧更加充分;热量被迫改道通过壁炉顶部钢板散热,高温空气使热对流效应显著增强。在下面这个视频中我们对运行了一小时后的Sigma壁炉的各个表面进行测温,可以发现Sigma的炉门温度仅有344℃,炉膛内部温度却高达629℃,壁炉顶部钢板温度为330℃,我们去年测试的另一款类似尺寸的壁炉在这三处的温度分别是506℃,602℃和176℃,两相对比表明Sigma的炉门表面温度明显更低而顶部温度更高,实现了当初的设计目标。



虽然有了理论和实测数据的支撑,但有什么办法可以让我们直观地“看到”对流呢?可以感受到热量被气流快速运往各个房间呢?我们知道新壁炉在第一次点火的时候表面油漆会在高温下升华,释放出大量的烟(这是正常现象),我们可以通过观察这些烟的运动轨迹“看到”气流,获知气流的运动速度和方向。下面这个视频是在Sigma测试样机第一次点火时拍摄的,请注意炉门上方热风出口处的烟,是不是很明显。



我们南京展厅的室内面积约600平方米,有5个独立空间,彼此联通,Sigma点火40分钟后在所有房间都能看到油漆升华产成的烟漂浮在半空中,在射灯的照射下尤为明显,这说明对流的空气在很短的时间内就把热量从Sigma壁炉扩散到广阔的空间,这是一个连续不断的过程,热空气在各个空间之间不停地流动,使区域间的温差显著收窄。


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由于双层炉门玻璃显著提高了炉膛的保温性能,Sigma的炉温最高可达700℃,传统结构的炉门在如此高温下极易发生变形,即便是采用最先进的自吸门也难以确保弹簧不会在如此高温下失效。于是希特贝斯的工程人员另辟蹊径,发明了磁吸式炉门,这实在是一项了不起的工艺创新。


磁吸门关门动图.jpg


磁吸门有几个明显的优点。首先,磁力很“温柔”,它给了炉门足够的“自由”,能够化解热胀冷缩引起的应力,这就避免了由于硬碰硬的挤压引起的变形问题。其次,磁力很稳定,不会像传统门锁那样因为机械磨损或者弹簧老化造成锁紧力下降,也就是说磁吸门的密封性不会随时间衰减。第三,磁吸门结构简单,就用两块磁铁,没有门栓、凸轮、螺丝、垫片、弹簧等等一大堆小零件,化繁为简,这在工程上意义极大,不但装配简单而且故障率低,寿命长。


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磁吸门简单结构的背后是不简单的科技。磁力大小的设定就很有讲究,太大拉不开炉门,太小无法压紧密封绳。此外,普通磁铁随着温度的升高磁力会下降,超过“居里温度”后磁力会彻底消失。能在-20℃到700℃的广阔范围内都保持近乎恒定的吸力,这不是块简单的磁铁。第三,想要用较小的压力就能实现可靠密封这需要一种特殊的密封绳,它除了要耐高温耐磨损以外还要具有良好的回弹性。Sigma装配的是德国ExtraFlex®炉门密封垫圈,它的内部采用高弹性不锈钢丝网管做骨架,外层是用E级长绒玻璃纤维编织成的套管,最外面是石墨涂层,轻轻一压就会变形,外力撤销立刻恢复原状,东西虽小,确是妥妥的高科技产品。


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前面说了这么多其实还没触及到希特贝斯的核心技术——DuplicAir®进气控制系统。初中化学课上我们都学过,燃烧是产生大量光和热的剧烈的氧化反应。既然是氧化反应那就需要氧气的参与,剧烈的氧化反应就需要大量的氧气参与。因此,燃烧学研究的核心课题之一就是从什么位置输入氧气,输入多少氧气,输入多高温度的氧气以获得最高的燃烧效率,这是一个有无穷多种组合方式的复杂问题。助燃空气可以从上、中、下三个位置进入炉膛,它们对木柴燃烧的作用和效果各有不同。上、中两路气流用于维持木柴正常燃烧,下路气流用于点火,点火成功之后应该把下方来风关闭,这样木柴的燃烧效率才高。


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老式壁炉有三个控制杆分别用于调整这三路进气,类似于汽车的手动变速箱,适合有经验的用户,但现实情况是大部分使用者都是技术小白,他们非常喜爱“自动挡”,因此制造商如何将自己长年累月积累起来的高深的经验技术转化为普通人易学易用的“一键操作”就变得非常重要,DuplicAir®进气控制系统就是凝聚了希特贝斯四十几年燃烧技术的“自动挡”,只用一根操作杆就能同时调节多路进气,获得最佳燃烧效果。


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如上图所示,不同档位对应于不同的进气量,从1到4挡进气量逐渐减小,把控制杆推入档位时会听到“咔嚓”声,也可以将控制杆置于档位之间的任何位置,风量大小为两档之间的某个数值。点火时将档位置于1挡,用细的干木条配合引火宝点燃,待火势稳定后根据需要再切换到其它档位。需要注意的是即便把控制杆压到最低位置(4号档位,对应的进风量最小)也不会完全切断空气供应,因为希特贝斯的设计人员不希望人们以小火焖烧的方式使用Sigma,那样容易造成燃烧不充分,会产生大量的烟。

要想发挥出Sigma的最大效用必须规范安装。因为配备了磁吸门,所以在点火时Sigma无法像普通壁炉那样留一道缝让空气大量涌入炉膛,这就需要烟囱能提供足够强的抽力而且确保进气通道畅通无阻。烟囱要严格符合口径、高度、保温、横向位移、弯头数量等方面的要求,产生至少12帕斯卡的抽力。Sigma的进气口在背部,壁炉背板与墙壁之间要保持最少100mm间距,让空气可以不受阻碍地进入炉膛。小于该间距壁炉将无法正常工作。


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Sigma有两种典型的安装方式,一种方案是在壁炉上、下方成对儿安装对流窗,这能最大限度地利用热对流原理实现高效率供暖,并及时将封闭空间内的热量带走,防止壁炉过热。此时要将Sigma顶部的四个盖子用榔头敲掉,露出对流孔(φ150mm)方便热空气流动,还可以通过柔性烟管将热量输送到相邻房间,实现多房间同时供暖。对于先安装壁炉后搭建外围封闭结构的项目,建议采用此方案。


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特别需要指出的是,必须要在壁炉上方安装隔热挡板,挡住热量,迫使其从出气窗口流出。出气窗口必须紧靠在隔热挡板的下方安装,方便热空气流出。对于特别密封的房子可以考虑安装户外进风套装(选配),将户外空气直接引入炉膛,这样当木柴燃烧时就不会消耗室内空气,避免缺氧、负压等问题。


希特贝斯 Sigma —— 对流型壁炉的新标杆.jpg


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另一种是不安装对流窗的方案,空气从炉门下方进入夹层通道后兵分两路,一路(蓝色,助燃空气)经背部进风口进入炉膛参与燃烧,另一路(红色,对流气流)被壁炉壳体加热后沿夹层通道上升,从炉门上方夹层出口流出,以对流方式将热量带走。这种方案安装简单,但供暖效果不及前一种方案好,适合于利用建筑物原有砖石炉膛进行安装的情况。同样要注意不能遮挡背部的进气孔,与墙体保持至少100mm间距。


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Sigma身上还有许多优点,限于篇幅就不一一详细介绍了,贴出些细节照片供大家参考。


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丝印黑边框肖特Robax微晶玻璃


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匀速关门,把对观火视窗的冲击力降至最小


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Skamol模压蛭石板内衬


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与炉门等高的圆角把手


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16:9经典宽屏观火窗


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连续使用三天依旧纤尘不染的观火视窗


最后把Sigma的性能参数和尺寸图贴出来供大家参考。


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Sigma外观尺寸


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最小可燃间距


       评价:

如果单从品牌影响力方面来说,希特贝斯与Morso,ESSE,Focus,JC Bordelet等一线品牌相比确实相去甚远,但该公司的壁炉在造型、性能和工艺方面毫不逊色。对Sigma的测试过程是一个愉快的、惊喜不断的难忘经历,它的双层玻璃视窗、磁吸门、DuplicAir®系统都让我耳目一新,这些精巧的机构不仅性能优异,更为重要是它们体现出了一种系统之美,彼此配合,相互呼应,共同完成“重新定义对流型壁炉”这一核心任务。磁吸门尤为惊艳,化繁为简,之前未曾想过,见后拍案叫绝。得益于Sigma增强的对流效果,壁炉周围热而不燥,远处的温度虽然有所降低但幅度不大,特别是在壁炉长时间燃烧之后,室内各区域的温差明显收窄。最大输出功率高达12kW,升温迅速,控制灵敏,可为面积不超过150㎡的空间提供充沛热量。

美中不足有两点,其一是炉门把手温度略高,不能裸手开门;其二是进风最小只能调到20%,不能完全关闭,虽然设计师的意图是不想让使用者小火焖烧,但我更喜欢把控制权掌握在自己手上,偶尔调小风量欣赏一下细若游丝的缥缈火焰。


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