火墙式落地炕（王宗山）

1、火墙式落地炕特性分析大连理工大学 2009年3月引言n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n量大面广n用煤量增加n生物质能浪费炕的广泛应用n华北73%n西北86%n东北96%发展和改进发展和改进n形式变化趋势：n房间布局变化农村采暖变化主要形式辅助采暖以前大炕、二连炕烟道复杂烟道复杂无（炕设添柴孔）、室内室内火盆、炉子、火墙以生物质燃料为主以生物质燃料为主现在炕相对小烟道简化烟道简化外屋炉子+里屋土暖气/火箱以煤为主以煤为主炕的能量传递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、

2、不做饭可以燃烧室集成到炕内存在热损失、不做饭可以燃烧室集成到炕内传统火炕采暖的特点n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n散热面炕面（上）炕面（上）、炕底面（下）、炕墙（侧面）n蓄热作用n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n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n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增加散热面提高散热面温度解决散热量问题n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

3、适性影响。25-40为宜n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n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n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 20-40n烟道简单：单烟道，头脚温差大-烟道不能太宽双双烟烟道道炕和火墙的结合n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n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n形式n实验瓦房店市炮台镇2008

4、年11月，2009年3月火墙式落地炕单独烧灶的红外热线仪图像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先烧炕火墙再烧灶的红外热线仪图像 温度范围均设定为温度范围均设定为10/6010/60停火停火90min90min后的红外热线仪图像后的红外热线仪图像 炕面温度情况室内热环境情况n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。n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1014 维持了良好的室内热环境，n地面附近温度较低大约在10左右，人脚踝部温度低，不舒适n不采

5、暖临室温度在48之间波动。炕面逐时散流分布炕面逐时散流分布 炕墙逐时热流分布炕墙逐时热流分布 n当烧炕火墙时，炕墙向室内的散热百分比会迅速上升炕面、炕墙散热量所占百分比炕面、炕墙散热量所占百分比 室内空气质量n火开始烧时，室内CO2浓度随着逐渐升高，n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）n全天CO2浓度最高值也没超过550ppm炕进口烟气：200400炕出口烟气：100150房出口温度：50100烟气炕面温度情况火炕出口烟温有点高，后面设一个挡烟板 烟道内部情况g f引入炕火墙所需要解决的问题n火墙烧火时，造成局部炕面温度过高双层面板、中间夹层n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）n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n运行不能同时烧火需要进一步研究的内容n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n炕运行：燃料种类及其合理排烟温度的确定 n 火炕材料的选择：分析不同材料的对火炕、火