什么是輻射型火爐?什么是對流型火爐? 二者有什么區別?

2017.11.03 閱讀量:5009 分享到:
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熱量的傳播有三種途徑:傳導,對流和輻射,具體定義請參考高中物理教材或者上網搜索?;馉t工作時,上述三種熱量傳播的現象同時發生,但以輻射和對流為主,傳導的熱量非常少。偏重于以輻射的方式傳播熱量的火爐稱為輻射型火爐;偏重于以對流方式傳播熱量的火爐稱為對流型火爐。

火爐輻射.jpg

市場上絕大多數的火爐都是輻射型火爐,熱量主要是穿過爐門玻璃向空間輻射,紅外線加熱其行進路線上遇到的任何物體。輻射型火爐的結構比較簡單,殼體為單層結構,內壁敷以保溫磚構成爐膛,外壁直接暴露在空間中。輻射型火爐的供暖原理與太陽散發熱量的方式基本相同:熱量隨距離的增加以幾何級數遞減,通俗來講就是距離熱源越近溫度越高,反之溫度越低,空間內不同位置的溫差比較大??拷馉t的地方可能穿短袖都還覺得熱,但十米以外的地方穿羊毛衫都還覺得冷。


對流型火爐內部結構.jpg

為了解決室內溫度分布不均的問題,20世紀末一些領先的火爐制造商相繼推出了對流型火爐,以期使房屋內部各點的溫度趨于一致,提高供暖效率,提升人體舒適度。對流型火爐的爐體為雙層結構,內層構成爐膛殼體,外層為火爐的外壁,內外層之間留有空隙,供空氣流動?;馉t工作時,冷空氣從火爐底部進入內外層之間的夾層,從爐膛外壁吸收熱量后自火爐頂部流出,熱空氣上升同時在火爐底部形成負壓,不斷將室內的冷空氣吸入夾層,周而復始形成穩定的氣流,源源不斷地把熱量從火爐帶到建筑物內的角角落落。這種雙層爐體結構實際上相當于給火爐安裝了一臺由熱能驅動的向天花板吹風的風扇,加快了空氣流動,提高了熱量的傳播效率。由于采取了雙層爐體結構,對流型火爐的外壁溫度得以顯著降低,火爐側面的最小可燃間距也從50cm減少到20cm,大大提高了火爐的安全性。不過,這也帶來了一個缺點:不太燙的火爐頂部無法把水燒開,僅能起到為開水保溫的作用。


火爐內循環.jpg

從國外壁爐論壇上的測評結果來看,對流型火爐對熨平室內各點的溫度差方面效果顯著。一個壁爐愛好者做的實驗很能說明問題,他在一個長度為12米寬度為6米的客廳一端安裝火爐,火爐運行3小時后在客廳的另一端測量溫度,然后計算客廳兩端的溫度差。測試的第一階段在客廳安裝了Mors? 3610輻射型火爐,測得客廳兩端的溫度差為12°;測試的第二階段在客廳安裝了Mors? 3640對流型火爐(3640與3610的爐膛尺寸和制熱功率相同),測得客廳兩端的溫度差為5°。這個結果很容易用物理學解釋。當熱量以輻射方式傳播時,紅外線加熱任何阻擋它通過的物體,受熱的物體表面以傳導的方式加熱與之接觸的空氣,熱空氣上升并逐漸聚集在天花板附近,隨著熱空氣越聚越多,熱空氣被逐漸推向地面,于是地面附近慢慢熱了起來,這個過程十分漫長,而且室內空氣的分層效果非常明顯,即靠近天花板的空氣溫度高,靠近地面的空氣溫度低,大部分熱量停留在房屋頂部。當熱量以對流方式傳播時,空氣受熱上升,同時在下方形成負壓,將冷空氣拉向火爐,冷空氣被加熱后又形成了上升氣流,并把更多冷空氣拉向火爐,如此周而復始在室內形成了穩定的氣流,源源不斷地把熱量從一個點傳播到室內的其他地方。室內的熱量不再是聚集在一個特定區域,而是均勻分布在建筑物內,各點之間的溫度趨于一致。

對流型火爐循環.jpg

需要說明的是,無論是輻射型火爐還是對流型火爐,在充分燃燒等量木柴后所釋放的熱量是相同的,這些熱量都保留在建筑物內,只不過熱量的分布不同而已,并非對流型火爐能夠比輻射型火爐發出更多的熱量。

輻射型火爐的雙層爐體結構比較復雜,工藝難度高,僅有少數幾家國際頂級壁爐公司能夠生產,平客壁爐目前在售的機型中僅有丹麥Mors?的2140和3640兩款火爐為對流型火爐。


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