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現(xiàn)代壁爐的結(jié)構(gòu)原理,它并不是一個鐵箱子

2023.07.04 閱讀量:1687 分享到:
版權(quán)所有:平客壁爐

常有客戶問:壁爐不就是個容納木柴燃燒的鐵箱子嗎?為什么這么貴?今天南京平客真火壁爐小編就跟您好好掰扯掰扯壁爐技術(shù)含量的話題。

現(xiàn)代壁爐的結(jié)構(gòu)原理,它并不是一個鐵箱子.jpg

壁爐的定價主要基于三個方面的考慮:外觀、性能、品牌。外觀喜好因人而異,品牌價值差別巨大,但性能是有客觀標(biāo)準(zhǔn)的,是靠數(shù)據(jù)說話的。就壁爐而言,性能最核心的指標(biāo)有兩個:燃燒效率和使用壽命。

我們先說燃燒效率。高效燃燒的核心是要使木柴發(fā)生二次燃燒并盡可能長時間保持這種燃燒狀態(tài)(關(guān)于什么是二次燃燒請參考小編以前的專題文章《什么是木柴的二次燃燒》)。高效率的壁爐是幾代工程師數(shù)十年鉆研和無數(shù)次反復(fù)試驗的結(jié)晶,是科技含量極高的供暖設(shè)備。如果用數(shù)學(xué)語言來描述燃燒效率η(音Eta)的話可以這樣表達(dá):

η= f (a,b,c,d,e,g,h)

η:燃燒效率

a:燃料品質(zhì); b:爐膛空間結(jié)構(gòu);c:爐膛保溫性能; d:助燃空氣供應(yīng)量;

e:助燃空氣溫度;g:助燃空氣噴射點空間位置布局;h:煙囪抽力

其中,a由燃木供應(yīng)商負(fù)責(zé),b、c、d、e、g取決于壁爐結(jié)構(gòu),h取決于壁爐安裝。壁爐制造企業(yè)的目標(biāo)是在限定的制造成本范圍內(nèi),在固定a和h這兩個變量的前提下,反復(fù)調(diào)整b、c、d、e、g這5個變量來獲得最高的η值,找出燃燒效率與各因變量之間的函數(shù)關(guān)系。這是一個包含成千上萬次實驗和分析的漫長過程,沒有長期系統(tǒng)的實驗計劃,先進(jìn)的測試設(shè)備和充分的資金保障是難以實現(xiàn)的,而這三點恰恰是中國壁爐制造企業(yè)最缺乏的。外觀容易模仿,但效率拼的是真功夫,沒有數(shù)十年實驗數(shù)據(jù)的積累是做不出高效率的設(shè)備的,在這方面沒有捷徑可尋。關(guān)于壁爐的燃燒效率,小編給大家提供一個參考數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)開放式壁爐的燃燒效率是10~15%,國產(chǎn)壁爐的效率沒有權(quán)威數(shù)據(jù),都是各個工廠自己隨意編的,據(jù)小編估計大概在40~50%,北美生產(chǎn)的壁爐的效率在60~70%,歐洲壁爐的效率約為65~80%,德國有一家公司采用了創(chuàng)新的雙燃燒室結(jié)構(gòu),據(jù)說燃燒效率可接近90%,這實在是一個了不起的成就,要知道燃木壁爐使用的燃料可是沒有任何加工的純天然木柴呀。

燃燒效率對于我們使用者意味著什么呢?簡單來說燃燒效率高的壁爐意味著更多的熱量、更節(jié)省木柴、更潔凈的爐門玻璃、更環(huán)保、更少的顆粒物排放。效率高的壁爐和效率低的壁爐在工作模式上有何不同呢?下面這個曲線揭示了其中的奧秘。

 

現(xiàn)代壁爐的結(jié)構(gòu)原理,它并不是一個鐵箱子.jpg


兩臺同樣尺寸但效率不同的壁爐,裝填等量木柴,分別繪制出各自的爐膛溫度-時間曲線,藍(lán)色曲線代表燃燒效率低的壁爐,黃色曲線代表燃燒效率高的壁爐。從上圖可以看出,效率低的壁爐曲線比較尖和窄,僅僅短時間工作在二次燃燒線上方;效率高的壁爐曲線為矮胖形狀,在二次燃燒線上方的工作時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于前者。二次燃燒是指當(dāng)爐膛溫度超過600°時可燃混合氣體(即所謂二次氣體,包括甲烷、甲醇,乙酸等)與氧氣充分反應(yīng),發(fā)生高效燃燒的狀態(tài)??茖W(xué)實驗表明,二次氣體中蘊含的能量約占木柴總能量的60%~70%,也就是說木柴能否發(fā)生二次燃燒以及能在多長時間內(nèi)維持二次燃燒的狀態(tài)對于提高整體燃燒效率而言至關(guān)重要。

燃燒效率的高低直接決定了燃燒木柴釋放熱量的多寡。上圖中顏色區(qū)域的面積(即曲線與x軸圍起來的區(qū)域面積)代表兩臺壁爐燃燒等量木柴所釋放的熱量。很明顯,黃色區(qū)域的面積遠(yuǎn)大于藍(lán)色區(qū)域的面積,這表明高效燃燒的壁爐可以充分釋放木柴所蘊含的能量。

廉價的低端壁爐之所以燃燒效率低是因為這種壁爐無法提供木柴發(fā)生二次燃燒所需要的環(huán)境條件,這些條件包括優(yōu)良的爐膛保溫性能,恰如其分的空氣供應(yīng)量,合理的進(jìn)氣布局和對助燃空氣進(jìn)行充分預(yù)熱。當(dāng)一臺壁爐在結(jié)構(gòu)上沒有這些考慮和安排時,確實可以說它就是個容納木柴燃燒的鐵箱子,國產(chǎn)的鑄鐵壁爐基本上屬于這一類。


現(xiàn)代壁爐的結(jié)構(gòu)原理,它并不是一個鐵箱子.jpg


說完了效率我們再說說使用壽命。這是一個更牛的指標(biāo)。一般來說,企業(yè)壽命長于產(chǎn)品壽命。換句話說,如果一家百年老店說它的產(chǎn)品壽命可達(dá)50年,通常那是真的,因為有證據(jù);但如果一個開辦只有5年的企業(yè)信誓旦旦地宣稱它的產(chǎn)品壽命可達(dá)50年,估計那不是無知就是在忽悠。歷史最長的壁爐制造企業(yè)基本上都集中在北歐地區(qū),這與氣候有關(guān),也與文化有關(guān),在歐洲北部地區(qū)幾乎家家戶戶都使用燃木壁爐。圣誕老人的故鄉(xiāng)丹麥就有一家擁有160年制造歷史的壁爐工廠——Mors?,該公司聲稱他們的很多爐子已經(jīng)使用了近70年,而且還在正常運行,制造工藝之高用材之講究實在讓人嘆為觀止。

產(chǎn)品使用壽命不斷提高的過程是不斷發(fā)現(xiàn)問題解決問題的過程。壽命涉及產(chǎn)品的方方面面,大到外觀設(shè)計,小到螺絲螺母密封條。我們接待的客戶中有許多是真火壁爐發(fā)燒友,他們中有些人十年前就使用燃木壁爐了。他們向我反映他們的壁爐在剛開始用的時候都工作正常,過了一兩年就開始出現(xiàn)各種各樣的問題,歸納羅列如下:

1、爐門玻璃開裂破碎;

2、爐門變形,無法關(guān)緊;

3、爐體密封失效,沿著接縫處冒煙;

4、爐體密封失效,進(jìn)氣不受控制,爐火燃燒過猛,發(fā)生過度燃燒;

5、密封條無法可靠固定,經(jīng)常脫落;

6、爐體開裂,尤其在兩個側(cè)面;

7、風(fēng)門推桿銹蝕,無法操作;

8、爐門把手被高溫烤化,變形;

9、爐體銹蝕嚴(yán)重;

10、爐體耐火磚開裂,粉化;

11、爐盤開裂變形;

12、壁爐部件一旦損壞,無法獲得新的配件,原來供貨的廠家不是倒閉了就是轉(zhuǎn)型了,或者機型更新?lián)Q代了,不再提供原始零配件,導(dǎo)致一個配件損壞連帶整臺壁爐報廢。

13、爐門玻璃越來越容易污染變黑,每次用完爐子都要擦拭,不勝其煩;

14、隨著使用時間的增長,煙囪的排煙量越來越大,惹得鄰居投訴;

15、木柴的消耗量越來越大,供暖效果顯著下降;

16、點火越來越困難,倒煙越來越頻繁;

經(jīng)常有客戶問我們進(jìn)口壁爐比國產(chǎn)壁爐好在哪里?這實在是一個太大的問題,因為差距無處不在,不是一星半點兒,不是寥寥數(shù)語所能說明白的。不過從使用感受來說可以簡單地概括為進(jìn)口壁爐更暖,更節(jié)省木柴,更可靠,壽命更長,當(dāng)然,也更美觀。我們的建議是如果您只是在朋友來訪時偶爾使用壁爐,那可以選擇國產(chǎn)壁爐;如果您打算經(jīng)常使用,尤其是想把壁爐當(dāng)做主要供暖設(shè)備的話,那么進(jìn)口壁爐是不二之選。所謂好的東西就是在購買的那一刻心疼,但是每次使用的時候都心情愉悅;差的東西則是在買的時刻愉悅,使用的時候抓狂。


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