北方村鎮(zhèn)火墻式火炕采暖系統(tǒng)熱性能研究.pdf

1、火炕在我國北方農(nóng)村地區(qū)被廣泛使用，是人們度過嚴(yán)冬不可缺少的重要采暖設(shè)施，是目前解決我國北方農(nóng)村建筑采暖問題、改善室內(nèi)熱環(huán)境極為有效的分散采暖方式。但迄今為止，火炕主要依照民間的經(jīng)驗進(jìn)行設(shè)計和搭建，形式多樣且熱工性能優(yōu)劣不一?，F(xiàn)有火炕存在的采暖效果差、炕面溫度不均勻和燃料利用率低等問題，導(dǎo)致火炕有逐漸被消耗商品能源的采暖設(shè)施(如土暖氣、家用鍋爐、火箱等)替代的趨勢，使得農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)中商品能源比例增大，長期下去將加重國家能源供應(yīng)負(fù)擔(dān)。因此，

2、如何評價和提高火炕的熱工性能，對其進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新是解決我國北方農(nóng)村采暖問題的關(guān)鍵。
　　 本文從流體力學(xué)和傳熱學(xué)分析了火炕的熱工性能，提出了一些新的評價指標(biāo)，如炕面溫度標(biāo)準(zhǔn)差、火炕蓄熱性及火炕系統(tǒng)綜合阻力系數(shù)等，形成比較全面、系統(tǒng)的評價火炕熱工性能指標(biāo)，同時提出了火炕的測試方法。通過現(xiàn)場實驗，驗證了火炕熱工性能評價指標(biāo)和測試方法的可行性和有效性。
　　 選擇火墻式火炕為主要研究對象，通過實驗科學(xué)地分析和認(rèn)識了其熱工性能，

3、系統(tǒng)地分析了火墻式火炕炕體傳熱和煙氣流速特性，為火炕結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和設(shè)計提供了詳實的數(shù)據(jù)。研究表明：①主要熱工性能：火炕結(jié)構(gòu)的改變，改善了炕面的炕面均勻性，大大提高了火炕的即熱性，使得火炕的供熱能力增強，由原來的17.OklWh達(dá)到33.3kWh?；鹂坏纳岱绞街饕暂椛錇橹?，占總散熱量的65％左右；火墻式火炕能使室內(nèi)溫度維持在15℃基準(zhǔn)線以上，比沒有采暖的室內(nèi)溫度高13℃，比室外溫度高20℃左右，改善了農(nóng)村建筑室內(nèi)的熱環(huán)境，實現(xiàn)了沒有消耗

4、商品能源的輔助設(shè)備情況下，滿足室內(nèi)采暖的需求。②炕體傳熱特性和煙氣流動特性：使用玉米芯做為燃料時，火炕進(jìn)口煙氣溫度在250～400℃之間波動，火炕內(nèi)部的煙氣溫度主要分為上、下兩層；燒炕火墻時煙氣質(zhì)量流速比只燒灶時的大；土灰層能夠阻止熱量向室外的傳播，起一定的保溫作用。
　　 針對原始火墻式火炕排煙溫度較高的問題，采取了拆除炕火墻煙道內(nèi)的擋灰跺、在炕煙道內(nèi)部加設(shè)后置擋板等措施。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)的改進(jìn)使得煙氣排煙溫度降低近30℃，炕墻