基于燃池熱利用的火炕系統(tǒng)改進及熱性能分析.pdf

1、目前我國農(nóng)宅的商品能耗為1.77億tce，占建筑總能耗的26.1％，農(nóng)宅采暖能耗達到3.155億tce，是城鎮(zhèn)住宅的1.93倍，因此我國農(nóng)村地區(qū)的能源形勢不容樂觀。農(nóng)村冬季供暖通常為炕、火墻、燃池等，而這些供暖方式存在熱能利用率低、室內(nèi)空氣品質(zhì)差、夜間炕面溫度熱穩(wěn)定性差、炕面局部過熱等問題，其中單獨燃池供暖無法滿足北方農(nóng)戶常年習慣的火炕生活方式。為解決上述問題，本文以燃池熱利用為基礎，開展了農(nóng)村地區(qū)的實測調(diào)查研究，形成了以滿足北方農(nóng)戶生

2、活方式及熱舒適為前提的供暖系統(tǒng)的研究思路。
　　首先，以傳統(tǒng)燃池供暖系統(tǒng)為基礎，對其進行全面的熱性能分析，得該系統(tǒng)中地板溫度分布均勻，變化范圍為21～29.3℃，室內(nèi)溫度滿足農(nóng)村室內(nèi)的舒適范圍12～16℃。在實驗測試基礎上得燃池熱效率為37.9％。同時，從定量角度分析了燃池采暖房的熱環(huán)境穩(wěn)定性，并根據(jù)室內(nèi)熱穩(wěn)定性的評價指標得到室內(nèi)外溫度波動比率η燃池=0.21＜η炕=0.82，綜合溫度的波幅A0燃池=3.03＜A0炕=7.82℃，

3、以定量結果表明燃池房室內(nèi)熱環(huán)境更穩(wěn)定。提出了傳統(tǒng)燃池供暖系統(tǒng)存在的實際應用問題。
　　其次，根據(jù)傳統(tǒng)燃池供暖系統(tǒng)存在的問題，在以火炕為供暖方式的基礎上對民工巧匠設計的基于燃池與柴灶為耦合熱源的灶連炕系統(tǒng)進行了性能測試。針對該系統(tǒng)進行不同工況下的熱源特性和炕體熱性能的實驗和理論分析，結果表明基于燃池與柴灶為耦合熱源的灶連炕系統(tǒng)的炕面溫度在夜間可始終保持25℃以上，其炕面溫度熱穩(wěn)定性優(yōu)于傳統(tǒng)灶連炕?？幻嫔崃坑?8.1％的時刻滿足房間

4、熱負荷，大于傳統(tǒng)灶連炕系統(tǒng)，有效改善夜間炕面溫度，但存在炕面局部過熱的現(xiàn)象，并無法滿足持續(xù)供熱，具有間歇性。
　　最后，以傳統(tǒng)燃池及基于燃池與柴灶為耦合熱源的灶連炕系統(tǒng)研究存在問題為基礎，提出了燃池能量梯級利用及進一步改善炕面熱舒適的燃池-盤管-炕耦合供暖系統(tǒng)，利用人體生理規(guī)律“溫足而涼頂”的原理設計并搭建了該系統(tǒng)。通過實驗和理論分析表明該系統(tǒng)可實現(xiàn)燃池內(nèi)部能量的梯級利用，進入炕體內(nèi)的供水溫度有75.2％滿足地板輻射供暖的35℃～