【燃木炉】
19 世纪燃木炉的例子
燃木炉（或英国的木材燃烧器或原木燃烧器）是一种能够燃烧木材燃料（通常称为固体燃料）和木材衍生的生物质燃料（例如锯末砖）的加热或烹饪设备。一般来说，该设备由一个坚固的金属（通常是铸铁或钢）封闭的燃烧室组成，通常衬有耐火砖，以及一个或多个空气控制装置（可以手动或自动操作，具体取决于炉子）。第一个燃木炉于 1557 年在斯特拉斯堡获得专利。这是工业革命之前的两个世纪，所以铁的价格仍然高得吓人。第一批烧木头的炉子是高端消费品，后来才逐渐被广泛使用。
炉子通过通风炉管与合适的烟道相连，一旦燃料被点燃，烟道就会充满热的燃烧气体。烟囱或烟道气体的温度必须高于外界温度，以确保燃烧气体被从火膛中抽出，并进入烟囱。
木材燃烧器会使有害的室内空气污染增加三倍。 在欧洲，每年有6.1万例过早死亡可归因于住宅木材和煤炭供暖造成的环境空气污染，在北美还有1万例可归因于此。
在非洲，使用烧木头的炉子与每年大量的死亡有关，大约有463,000人。 森林砍伐和气候变化。
== 运作 ==
=== 气源 ===
炉子烟道 (1) 中的阻尼器通过设置为打开 (2) 或关闭 (3) 来控制空气供应。
保持空气正确地流经烧木头的炉子，对炉子的安全和有效运行至关重要。新鲜空气需要进入火箱，为火提供氧气；随着火的燃烧，必须让烟通过炉管上升，在火箱中产生负压，并通过烟囱排出。为了调节空气流量，炉子、烟道和炉子管道中可能内置有风门装置，而且通常有进气调节装置来调节燃烧。
通过打开或关闭风门，可以增加或减少空气流量，这可以使火箱中的火变成扇形，或者通过限制空气流量和减少火焰来 "阻尼 "火。风门通常可以通过转动连接在风门上的旋钮或把手来实现。有些炉子使用机械或电子恒温装置来调整自己的气流。
通过控制对炉子的各种空气供应（正确操作空气控制），可以达到封闭式设备的最高加热效率。在现代炉子上， 用户手册提供了记录的程序。完全开放的空气控制可能会导致更多的热量被直接送上烟囱，而不是进入房间（这降低了效率）。在许多炉子上，将空气控制装置完全打开的最大问题是 "过火"。过度燃烧的原因是火膛内产生了太多的热量，这将导致炉子及其内部部件的变形、弯曲和全面损坏。不同的炉子有不同数量和类型的空气控制装置。近年来，更高效的型号被开发出来，采用催化燃烧器，在烟气排出烟道之前，燃烧烟气中剩余的颗粒和气体，从而使热量输出更多，燃烧时间更长，对环境的有害影响更小。
现代建筑技术创造了更加密闭的房屋，迫使许多炉具制造商在设计炉具时允许外部空气进入。外部空气可以提高炉子作为加热器的整体效率，因为它直接从外部吸入冷的燃烧空气，而不是从炉子所在的房间吸入预热空气。许多现代炉子可以选择使用外部进气。许多制造商以套件的形式提供必要的部件（外部空气套件，或OAK）。当考虑使用外部空气套件时，重要的是要知道空气必须从炉子的水平面以下进入。例如，地下室的炉子可能无法安全地使用外部空气套件。这是为了防止反向通风，即非常热的烟道气体通过（通常是PVC）进气管排出，这可能导致结构火灾和/或热的烟道气体被释放到结构中。
== 燃料 ==
底特律一家杂货店的燃木炉（1922 年）
印度Pollibetta英式平房中的 Spencer woodstove
传统的喜马拉雅泥炉
=== 硬木或软木 ===
木柴通常按体积或质量进行测量和交易。在不完全公制的英语国家，它通常以绳索来衡量。一根面绳是4'x8'x原木的长度（通常是16到18英寸）。一条完整的绳索是4'x4'x8'。在购买、切割或收集木柴时，最好了解硬木和软木之间的区别。硬木和软木在质量上的能量含量相似，但在体积上却不一样。换句话说，一块硬木通常会比同样大小的软木更重，有更多的可用能量。硬木来自橡树和白蜡树等树木，可能以较慢的速度燃烧，导致持续输出。许多软木来自针叶树，它们生长迅速，可能以较快的速度燃烧。这就是软木颗粒（用于颗粒炉）受欢迎的原因之一。
硬木的主要优点是，它们往往比相同体积的软木含有更多的潜在能量，从而增加了可以堆积在一个炉子里的潜在热量。硬木倾向于形成并保持热煤床，在很长一段时间内释放较少的热量。硬木是长时间低燃烧的理想材料，特别是在持续低燃烧能力差的炉子里，或者在不需要高热量输出的温和天气里。
相比之下，软木往往燃烧得又热又快，几乎不结冰。它们留下的灰烬可能比硬木少。软木是快速、高温燃烧的理想材料。它们能产生很好的热量，而且不会使炉子里充满煤块，这对于那些为了获得最大可能的热量而大力推动硬木燃烧炉子的人来说，是一个经常遇到的问题。
并非所有硬木的势能含量都比所有软木高。木材因树种而异，甚至因个别树木而异（多年缓慢生长的树木会比同种同尺寸的树木比几年快速生长的树木具有更高的BTU含量）。奥萨奇橙，也被称为绿篱，也许是北美常见的最高BTU的木材。
许多软木将比许多硬木更快地进行季节（干燥）。例如，经过切割、劈裂、堆放和覆盖的松树通常在一年内就可以燃烧；而橡木在同样的条件下可能需要三年时间。
==== 软木神话 ====
人们常常说软木燃烧起来很危险，因为它产生的杂酚油比硬木更危险。这种说法在北美东北部普遍存在，那里两种木材都很常见。这种说法在西北地区并不常见，那里的大多数全职烧柴者只烧松木和杉木。
这个神话可能起源于老式的炉子和壁炉。这些设备不需要调和的木材，而且经常没有收到木材。因此，它们的烟道温度往往很低--通常是在没有像现代烟道那样隔热的烟道中。由于木材中水分含量高而导致的火箱温度低，以及由于缺乏绝缘材料而导致的烟道温度低，两者结合起来导致了大量的火油积累。在老式壁炉或火炉中燃烧一种会发出大量火花的木材（如松木），会导致火花直接进入烟道，如果烟道上涂有杂酚油，就会导致危险的烟囱火灾。
正确操作的现代炉子不会造成这种高水平的杂酚油积聚。虽然不同的木材品种确实含有不同水平的挥发性有机化合物，但这种差异并不重要，因为所有的木材都会产生杂酚油，如果燃烧不当就会积累起来。所谓的危险木材，如松木等所谓的危险木材实际上比橡木等木材更安全，因为它们会燃烧得更热，从而有助于保持烟道温度，而且它们的快速调味将有助于确保新手烧柴时燃烧的是合理的干燥木材。
==== 水分含量和杂酚油 ====
干木头比湿木头产生更多的可用热量，因为在燃烧之前用于蒸发木材中的水分的能量。新砍的木材（被称为绿色木材）的含水量很高。不同的木材种类有不同的含水量，这也是因树而异的。燃烧主要是水的燃料时，会使用大部分燃烧能量来蒸发水分。这导致火箱温度低，烟道温度低。
按重量计算，水分含量低于20%的木柴可以有效燃烧。这是木材纤维中吸收的 "自由 "水分含量，不包括化学结合的氢气和氧气含量。水分含量可以通过室外空气干燥（"调味"）来降低，在夏天的天气里，可以进行几个月的干燥。太阳能或燃料窑可以加速干燥过程。
最常见的去除多余水分的过程被称为调味。通过风干木材进行调理可能需要三年或更长的时间。木材在室外通风良好的有盖结构中干燥，或在窑中干燥。
所有木材在燃烧时都会释放杂酚油蒸汽。现代炉子将通过直接二次燃烧或通过催化剂来燃烧这些蒸汽。如果有的话，很少有杂酚油会从正常运行的现代炉子的二次燃烧中逸出。
如果杂酚油以气态形式离开木材，它可能仍然没有危害。它不会在超过250华氏度（121摄氏度）的表面上凝结。现代烟道是绝缘的，以帮助确保在正常的炉子操作过程中不会低于这个温度。杂酚油的积累是很危险的，因为它是易燃物，而且燃烧时很烫。如果烟道上涂有杂酚油并被点燃，也许是由烟道上的火花引起的，就会引起严重的烟囱火灾，导致建筑物起火。这可以通过使用现代炉子和烟道标准，燃烧干燥的木材，保持火热，使烟道顶部的温度至少保持在250华氏度（121摄氏度），以及根据需要进行适当的烟囱清洁来避免。
=== 多燃料模型 ===
多燃料炉灶设计在欧洲很常见。他们只燃烧固体燃料，包括木材、木屑颗粒、煤和泥炭。它们通常由钢或铸铁制成。有些型号也是锅炉炉，有一个附加的水箱来提供热水，它们也可以连接到散热器上，为房屋增加热量，不过它们的效率通常不如专用的木材锅炉。
也有一些炉子型号可以从木材燃料转换为石油或天然气来源，安装在房子里，向一个单独的开水器供热。 自20世纪初以来，北美和欧洲就开始生产既可以转化为石油又可以转化为天然气的炉灶，现在仍在生产。在一些型号中，油或气可以通过管道连接到炉子中木柴室后面的“锅式燃烧器”来为炉子提供燃料。
多燃料炉具用途广泛，但与旨在尽可能燃烧一种特定燃料的炉具相比，通常表现不佳。
=== 催化和非催化炉 ===
现代柴火炉普遍都有一些二次燃烧的方法，以燃烧未燃烧的气体，从而大大提高了效率和排放。一种常见的方法是通过一个催化剂。
催化式柴火炉将在催化剂中重新燃烧来自火箱的气体--一种镀有催化剂的钢或陶瓷基质，使这些气体的燃烧温度比通常情况下要低得多。这就是为什么在现代炉子中，催化式炉子往往能更好地实现低而均匀的热量输出，这在温暖的天气中是可取的。
现代非催化式木柴炉也会使火箱中的气体重新燃烧，但需要更高的温度进行二次燃烧。不需要催化剂。这些型号的炉子在低燃烧率下会损失大量的效率，因为它们不能维持二次燃烧，但是当二次燃烧生效时，在较高的温度下可以非常有效。
还有一些混合型炉子，既采用催化式也采用非催化式二次燃烧。
不采用任何二次燃烧的炉子仍然存在，但效率明显较低，而且污染较大，因为未燃烧的产品会通过烟道离开。
=== 热解炉 ===
在传统的炉子中，当木材被添加到热火中时，一个热解或分解蒸馏过程就会开始。气体（或挥发物）被蒸发出来，在固体燃料上方燃烧。这是在大多数固体燃料设备中进行的两个不同的过程。在没有二次燃烧的过时的炉子里，空气必须在燃料的下方和上方进入，以试图增加燃烧和效率。在实践中很难达到正确的平衡，许多过时的燃木炉只是简化了燃料上方的空气。挥发物往往没有完全燃烧，导致能量损失，烟囱焦油和大气污染。
为了克服这个问题，我们开发了热解炉。这两个过程在炉子的不同部分进行，分别控制空气供应。大多数设计用于燃烧木质颗粒的炉子都属于这种类型。
大多数热解炉同时调节燃料和空气供应，而不是像传统炉子那样通过简单的空气调节来控制大量燃料的燃烧。
颗粒状的燃料通常是通过螺旋输送机被引入热解室。这导致了燃料更好和更有效的燃烧。
这项技术实际上并不新鲜；它已经在工业燃煤锅炉中使用了几十年，旨在燃烧具有高挥发性的煤炭。
== 安全和污染考虑 ==
=== 安全 ===
阿巴拉契亚博物馆的大肚炉
正确的气流和通风对于高效和安全的木材燃烧也是至关重要的。炉子制造商会提出具体的要求。在英国，对新装置的法律要求可以在建筑法规批准文件J中找，第2节，表1 "固体燃料设备的空气供应" 中找到。
燃木炉的安全运行需要定期维护，如清空木格栅下的灰盘(容器)。此外，还需要定期清洗炉管和烟囱，以防止烟囱起火。杂酚油和烟灰逐渐积聚在炉管和烟囱里。这可能会损坏烟囱，并将火势蔓延到周围的结构，尤其是屋顶。当煤烟阻塞了通过炉子管道或烟囱的气流时，烟雾就会在炉子管道和房子里积聚起来。
通过减少空气供应来控制燃烧的基本原理意味着炉内经常存在还原区/还原条件。这意味着二氧化碳经常被“还原”为剧毒的一氧化碳，绝不能泄漏到家中。如果炉子或烟囱没有清洁或通风不足，就会发生这种情况。在使用柴火炉的地方，应始终根据制造商的建议安装一氧化碳探测器或警报器。并非所有的烟雾探测器都能探测到一氧化碳。
煤、油脂、机油、汽油、煤油、塑料等燃料助燃剂也绝不能添加到木柴炉的柴火中，因为产生的火焰很容易淹没木隔间和炉子管道，造成房屋起火。
=== 英国烟雾控制区 ===
根据英国的《清洁空气法》 ，地方当局可以宣布该当局的整个或部分地区为烟雾控制区。如果位于指定的烟雾控制区内，从建筑物的烟囱、火炉或任何固定的锅炉中排放烟雾是一种犯罪。在烟雾控制区内获取 "未经许可的燃料 "使用也是一种犯罪，除非该燃料用于 "豁免 "设备（"豁免 "一般适用于烟雾控制区的控制）。目前，每项罪行的最高罚款额度为1000英镑。
为了遵守 "烟雾控制区 "的《清洁空气法》，必须使用豁免设备或燃料。
=== 美国污染控制要求 ===
美国《清洁空气法》要求柴火炉必须获得美国环境保护署(EPA) 的认证。
然而，EPA对颗粒炉、室内或室外木材锅炉、砖石炉和某些类型的免于EPA监管的木材炉没有强制性排放限制。美国环保署制定了新法规，于2015年开始生效，对几乎所有燃木电器(壁炉、烟囱和其他一些特殊电器仍将豁免)设定强制性排放限值。
2019年，根据修订的木材燃烧房间加热器性能标准的第1步，EPA对2019年木炉的强制性烟雾排放限制为4.5克/小时(g/h)。  华盛顿州也有每小时4.5克的最高摄入量要求。
2020年5月15日，烟尘标准将降至2.0 g/h。使用可选的绳木测试方法的加热器必须满足2.5 g/h的标准。
=== Justa 炉灶、火箭炉和干草炉 ===
在加勒比、中美洲和南美洲等一些地方，许多房屋都有在室内使用的燃木炉，没有任何适当的通风设备。烟雾留在房子里，被居民吸入，危害他们的健康。根据世界卫生组织(WHO) 的数据，每年有近200万人死于明火烹饪引起的室内空气污染，其中大多数是妇女和儿童。大量砍柴也危及当地的森林和生态系统。
国际扶轮社等非政府组织(NGO) 正在积极协助房主建造更省油和更安全的燃木炉。一种设计被称为Justa炉子，Just炉子，生态炉子，或La Estufa Justa。Justa炉子由土坯、水泥和浮石等材料制成，带有烟囱。其他类型的燃木炉也被引入这些社区，如火箭炉和干草箱炉。火箭炉比Justa炉省油30%，但小型便携式火箭炉(做饭用)没有烟囱，只适合户外使用。较大的火箭炉连接到烟囱或烟道排气管。干草箱炉是另一种室外燃木炉。草箱炉使用稻草、羊毛或泡沫作为绝缘体，可减少高达70%的燃料使用。
== 在欧洲使用 ==
意大利是欧洲最大的颗粒燃烧炉市场之一，约30%的家庭使用木材取暖。这意味着大约有500万家庭拥有以木材为燃料的炉子或炊具。
在英国，家庭木材燃烧已成为空气中微小颗粒污染的最大单一来源。
== 类型 ==
* 富兰克林炉，最初由本杰明·富兰克林发明，是一种更高效的燃木壁炉。它很挑剔，从来没有流行起来，但许多炉子继续被称为“富兰克林”炉子。
* 据报道，卡尔·约翰·克朗斯泰特在18世纪中期将燃木炉的效率提高了8倍。
* Wolfgang Schroeter发明了第一个用铸铁框架和玻璃门燃烧木材的炉子。这样用户就能看到炉子里的火在燃烧。
* 壁炉嵌件将燃木壁炉转变为燃木火炉。壁炉嵌件是一个独立的单元，位于现有的壁炉和烟囱内。与传统壁炉相比，它们产生的烟雾更少，需要的木材也更少。壁炉嵌件有大小不同的尺寸，适合大房子或小房子。
* 下吸式或横吸式气化炉，即Dunsley Yorkshire、Welkom 600、Avalon Arbor™ 柴火炉、XEOOS。
* 锅炉提供热水和空间供暖。后锅炉可以是一个可选的插入到火箱的后面，或一个环绕水套，是一个整体的炉子的结构。这一选择决定了炉子的输出有多少用于空间供暖，而不是加热水。
* 火箭加热器是一种节油炉，在20世纪70年代被命名，但在概念上可以追溯到几千年前。火焰上方的超热烟囱将火焰向侧面和向上牵引，将热燃料和空气混合成一种快速、热、燃烧干净的火，这种火消耗的木材少，残留物少，用途广泛。