火墙式落地炕（王宗山）.pptVIP

火墙式落地炕特性分析 大连理工大学 2009年3月 引言 农村采暖问题 影响北方农村生活及环境质量的三大问题之一 采暖、上下水、厕所 能源消耗 量大面广 用煤量增加 生物质能浪费 炕的广泛应用 华北73% 西北86% 东北96% 农村采暖变化 形式变化趋势： 房间布局变化 炕的能量传递 传统火炕采暖的特点 散热方式 对室内环境：辐射、对流；辐射占很大比重 对人：传导（坐/躺在炕上）、辐射 散热面 炕面（上）、炕底面（下）、炕墙（侧面） 蓄热作用 采暖的需求 满足室内温度需求（空气） 炕上 地下：传统火炕很难满足需求 传统火炕的不足 散热强度低，不能满足室内热负荷需求 按照现在65%标准也很难满足。 炕前墙散热量基本没有 热惰性大、不能满足即热性的要求 炕面温度经过30-60min达到要求，室内温度约1-1.5h之后才能达到最高值 解决散热量问题 上表面： 大小受房间布局因素制约，操作性差 炕面温度受人体舒适性影响。25-40℃为宜 增加下表面散热——吊炕 需使下表面散热能对人体舒适性做出贡献 类似于床的这种形式比较适合 强化侧墙表面散热——火墙 不与人体直接接触，温度可较高 散热强度高、升温快。 辐射散热直接作用在人体 解决炕下冻腿的问题 烟道对炕面温度影响 烟道复杂 蓄热作用增加、排烟温度低热利用率高 阻力大，空气流量低、燃烧情况较差 炕头、炕尾温差大 20-40℃ 烟道简单：单烟道，头脚温差大-烟道不能太宽 炕和火墙的结合 炕的蓄热性 能保证维持全天的温度水平在某个底线之上 保证热舒适情况下尽可能多的做出贡献 火墙的即热性 满足房间人员的应激需求。 来客人、早晨起床，夜晚 综合效率是很高 火墙式落地炕 形式 实验 瓦房店市炮台镇 2008年11月，2009年3月 炕面温度情况 室内热环境情况 房间温度只烧灶工况下室内温度在12℃左右波动，比北墙邻室的温度平均高8℃左右。 有烧炕火墙时，在白天15℃左右波动，室内温度就能达到16℃甚至18℃，比临室高10~14 ℃维持了良好的室内热环境， 地面附近温度较低大约在10℃左右，人脚踝部温度低，不舒适 不采暖临室温度在4~8℃之间波动。 当烧炕火墙时，炕墙向室内的散热百分比会迅速上升 室内空气质量 火开始烧时，室内CO2浓度随着逐渐升高， 当火停一段时间后，室内CO2浓度开始降低（下午CO2浓度降低又上升的原因是测试房内人数由1人增加至3人） 全天CO2浓度最高值也没超过550ppm 烟气炕面温度情况 烟道内部情况 引入炕火墙所需要解决的问题 火墙烧火时，造成局部炕面温度过高 双层面板、中间夹层 火墙烧火时，燃烧点附近侧墙温度高。 侧墙设热水箱变成散热器（未做试验） 烧火墙时，烟气流程短，排烟温度较高。 与火炕设置通气孔、部分高温烟气加热炕道 运行 不能同时烧火 需要进一步研究的内容 炕结构： 烟道的优化设计： 炕体内烟气流动分布特性（CFD模拟） 挡烟板的设置位置、大小 分析落地式火炕土灰层厚度对火炕蓄热性、炕面均匀性及烟气在烟道内流动特性的影响； 分析不同蓄热体（炕面板）对房间所需采暖时间段的影响。 炕面铺面材料对火炕性能的影响 炕运行： 燃料种类及其合理排烟温度的确定 火炕材料的选择： 分析不同材料的对火炕、火墙采暖性能的影响； 炕板选择不同材料和不同炕板厚度对火炕性能的影响 * * 发展和改进 炕相对小 烟道简化 大炕、二连炕 烟道复杂 主要形式 外屋炉子+里屋土暖气/火箱 以煤为主 现在 无（炕设添柴孔）、室内火盆、炉子、火墙 以生物质燃料为主 以前 辅助采暖 人 室外环境 室内空气 火 炕 维护结构 烟囱 锅 （炊事） 炉灶 （燃烧室） 外界 辐射 对流 辐射 对流 对流 传导 辐射 坐、躺在炕上 存在热损失、不做饭可以燃烧室集成到炕内 增加散热面 提高散热面温度 双 烟 道 单独烧灶的红外热线仪图像 单独烧炕火墙的红外热线仪图像 先烧炕火墙再烧灶的红外热线仪图像 温度范围均设定为10/60℃ 停火90min后的红外热线仪图像 炕面逐时散流分布 炕墙逐时热流分布 炕面、炕墙散热量所占百分比 炕进口烟气：200~400℃ 炕出口烟气：100~150℃ 房出口温度：50~100℃ 火炕出口烟温有点高， 后面设一个挡烟板 g f * * ℉ *