火箭炕取暖器(RMH),也被称为火箭炉或火箭炕,是一种设计独特的缓释辐射供暖系统,首要目标是为人员提供温暖,其次是为周边可视区域带来暖意。
核心设计包括一个高效的隔热燃烧室,确保燃料在高温下充分燃烧,以及一个与热气充分接触的热容体,该热容体在热气排放前能吸收大部分热量。
在火箭炕取暖器中,燃烧产生的烟、烟灰和焦油化合物会被吸入升温管中进一步燃烧,释放出更多热能,不会像传统柴火炉那样大部分热量被烟囱吸出。
“火箭炉”一词源自Aprovecho于1982年研发用于烹饪的技术,而“火箭炕取暖器”则指的是蓄热砌体。
砌体取暖炉的历史可追溯至史前时代,并在欧洲、俄罗斯和我国等地发展出多种设计。
核心原理是在砌体中嵌入一个大型蓄热体,通过蜿蜒的通道排出燃烧烟雾,同时吸收其中的热量。
尽管在某一些程度上它只是砌体取暖炉的一种变体,但大多数火箭炕取暖器都能产生即时的辐射热,且采用更经济的材料建造。
但无论哪种设计,都包含一个内部隔热烟囱——升温管,它能实现高效的高温燃烧,并产生足够的抽力推动烟雾进入系统其余部分。
在某些设计中,烟气中的蒸汽还会凝结成液体,释放出凝结潜热,从而进一步提升效率,类似于冷凝锅炉的工作原理。
最早且最受欢迎的设计中,木材通过重力送入“ J 形”燃烧管,热气体随后进入由耐火砖或陶瓷耐火材料制成的隔热二次燃烧室,最后热气沿着嵌入大型蓄热体中的水平金属管道排出。
蓄热体体积非常庞大,能蓄热数小时,也可以设计成为房间结构的一部分。适用于天然建筑和永续设计。
近年来,另一种发展引入了批量进料的水平燃烧室——批料箱,它向垂直升温管或二次燃烧室供料。
与传统的J管式火箭炕取暖器相比,批料箱式火箭炕取暖器能一次性装载更多木材,实现更长时间的自主运行。
水平管道穿过蓄热体的方式被“钟形”结构所取代,热气体在其中减速并分层,冷却后的气体从底部排出。
土坯式火箭炕取暖器的升温管由土坯制成,这是一种用稻草、黏土和沙子的混合物。
由于土坯的热导率较低,因此由土坯构成的蓄热体能有效吸收并长时间保持热量。
而鹅卵石式火箭炕取暖器则由保罗·惠顿于2010年发明,它利用鹅卵石和岩石来促进蓄热。
与土坯式火箭炕取暖器相比,鹅卵石式更轻便,易于移动和修改,且更适合安装在铺有木地板的地方。
但所有类型的火箭炕取暖器都包含三个主要部件:木材进料口、升温管和换热蓄热体。
根据设计差异,这些部件的内部结构可能不一样,并可能包含其他为实现特定目的而设计的部件。
这种流动在升温管内产生了强烈的对流效应,从而形成向前的气流并帮助木柴在进料口中侧向燃烧。
而包围排气管并从高温燃烧气体中吸收热量的蓄热体则是向环境散热的关键界面。
由于连接进料口和升温管的绝热管是空气流动的唯一路径,因此火焰只能沿着升温管的方向横向燃烧。
当火焰到达升温管时,J 形管设计会引导火焰向上偏转进入高度隔热的燃烧室,使热能得以累积并产生高温气体。
而剩余的热气则主要由二氧化碳和蒸汽组成,它们通过热交换体中的蛇形管道横向排出,并在此过程中释放大量热量。
尽管建造火箭炕取暖器可能是一项庞大的工程,并可能占用小房子中的大部分空间,但高效的供暖性能和多功能性使火箭炕成为许多人的理想选择。
火箭炕取暖器,节能环保,大范围的应用可提升乡村及新兴城镇化地区生活质量,同时为解决空气污染和南方湿冷问题提供新思路。
火箭炕不仅适用于地暖系统,通过在储热体上方铺设地面,能有效维持室内一些范围的温度。
此外,它也是一种高效的烹饪工具,既能进行高温烹煮,又能改造为移动式面包窑。
同样,储热体技术在设施农业中也得到普遍应用,用于夜间大棚作物的保温。若能将火箭炕的高效环保特性融入大棚保温中,或许能取得更佳效果。
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