CN102620340A - 架空地板型燃池辐射采暖系统 - Google Patents

Abstract

一种架空地板型燃池辐射采暖系统，属于生物质能利用和建筑节能技术领域。其特征是该发明主要以空气为热传输介质，高效利用燃池内部燃料产生的热量，通过燃池盖板和薄层金属材料的辐射、导热作用将其上方架空地板层内的空气加热，最终通过空气的对流传热方式将热量均匀传递到整栋建筑的地板架空层内，实现对整栋住宅进行地板辐射采暖的目的。本发明的效果和益处是解决了住宅空间温度分布不均的问题，减小了住宅室内相邻房间之间的温差，很大程度上改善了农村住宅室内外的空气品质；本发明具有低成本、结构简单、热利用效率高、采暖室内环境舒适、容易与建筑集成一体化设计等优点，适合于大面积推广。

Description

架空地板型燃池辐射采暖系统

技术领域

本发明属于生物质能利用和建筑节能技术领域，涉及通过燃池盖板的辐射传热、地板架空层内薄层金属材料沿热量传递方向的导热和空气介质的对流换热作用，将燃池内部燃料阴燃产生的热量进行利用与分配，形成架空地板型燃池辐射采暖系统。

背景技术

随着新农村建设的展开，以燃煤为主的商品能源消耗量急剧增加，在我国，北方村镇采暖能耗占全国建筑总能耗的三分之一，为建筑能源消耗的最大组成部分。冬季，北方寒冷地区住宅室内外温差较大，采暖费用较高，主要使用单体火炕或土暖气等间歇式采暖方式，住宅室内空间温度分布极不均匀，室内空气品质差，存在诸多实际问题。同时，北方农村地区每年因大量秸秆、薪柴等燃料的大量剩余无法安置而被焚烧；露天焚烧使大气中的二氧化硫、二氧化氮及可吸入颗粒物的浓度明显高于平时浓度，造成环境污染；不仅破坏土壤结构，而且使农田收益下降，焚烧秸秆还易引发火灾和交通事故等。

应用传统燃池采暖，燃料可以选用秸秆、玉米芯、枯枝树叶等农作物废弃物，大量利用了可再生能源，成本低，属于连续型采暖方式，采暖室内平均温度比利用火炕或土暖气采暖高出3℃～5℃；但是根据实测调查发现仍存在一些实际应用问题：(1)传统燃池采暖地面的温度高达35℃，局部地面温度过高，产生不舒适感；(2)热效率低，仅为25％-30％，燃池热损失严重；(3)仅供一个房间采暖，整栋建筑内相邻房间的温度高低显著；(4)燃池修建在采暖房间下方，高温烟气直接烘烤地面易出现裂缝，造成有害气体泄漏进入室内，严重影响室内空气品质。因此，优化燃池结构设计，提升燃池建造技术是关键。

经检索发现：申请号200420070368.7公开了一种日光温室燃池地中热交换供暖装置，通过燃池加热其两侧的风室，利用小型风机将热空气送入到土壤的导热管中，解决了温室作物对地表温度的需求，属于燃池与日光温室结合的设计，专利号02210130.6公开了一种节能型日光温室燃池供暖装置，底板和盖板呈T形，并在燃池内部设置了保温衬，该构件在燃池的形式上进行了改进，并主要用于日光温室内提供农作物正常生长所需的温度环境。专利号ZL200620021631.2公开了一种防水型地下燃池，该专利能有效的避免燃池外灌水和地下水渗入池内的特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种架空地板型燃池辐射采暖系统，其主要以空气为热传输介质，高效利用燃池内部燃料阴燃产生的热量，通过燃池盖板和薄层金属材料层的辐射、导热作用将其上方架空地板层内的空气加热，最终通过空气的对流传热方式将热量均匀传递到整栋建筑的地板架空层内，实现对整栋住宅进行地板辐射采暖的目的。解决了热利用效率低、室内空气品质差、整体建筑空间温度分布不均的实际问题。

本发明是通过以下技术方案实现的，主要由燃池主体、地板架空层、进气量调控阀、烟道内部烟气净化和流量调节装置等组成。其中燃池主体部分是本发明的热量来源，其主体完全由铁板密封，与建筑结构层绝缘，防止有害气体渗入室内，提高采暖期间的室内空气品质；燃池主体周围加岩棉保温层，很大程度上减小了燃池的热量损失。本发明中地板架空层的主要作用是实现热量的传输与分配，其结构层主要包括：1.8mm厚钢板12，50mm厚空气层内支柱11，薄层金属材料层10，50mm厚岩棉隔热层9和面层结构层。通过薄层金属材料层10的辐射、对流传热作用，提高热量的传递速度。该架空层用支柱砖11支撑形成空气流通通道，通过空气的对流换热作用，使热量分配更加均匀。燃池盖板上方增加50mm厚岩棉隔热层9，防止燃池正上方的地面温度过高。燃池底部的进气量调控阀是本发明的调控装置，通过调节阀调节进入燃池内部的空气量，使燃池内部燃料处于阴燃状态，防止燃料出现明火燃烧。烟气通过烟道内部的烟气净化装置，降低烟气的污染物浓度，减小大气污染。调节烟道上部的烟气流量调节阀，降低烟气流速，减小排烟热损失。

本发明的效果和益处是：解决了住宅空间温度分布不均的问题，减小了住宅室内相邻房间之间的温差，室内平均温度能够维持在18℃～22℃之间，很大程度上改善了农村住宅室内外的空气品质；高效利用燃池内部燃料阴燃产生的热量，热效率提高到60％；本发明具有低成本、结构简单、热利用效率高、采暖室内环境舒适、能够灵活地与各种形式的建筑相结合等优点，适合于大面积推广。本发明的实施对于农村资源再利用、改善采暖地区农民的生活质量等具有非常重要的现实意义。

附图说明

图1是架空地板型燃池辐射采暖系统的示意图。

图2是燃池主体及架空地板结构的示意图。

图3是燃池主体进气量调控装置的示意图。

图4是烟气净化及流量调节装置的示意图。

图中：1燃池主体；2架空地板层；3进气量调控阀；4烟囱；5回填土；620mm厚1∶2.5水泥砂浆找平层；7100mm厚聚合物保温砂浆；8200mm厚钢筋混凝土板；950mm厚岩棉隔热层；10薄层金属材料层；1150mm厚空气层内支柱；121.8mm厚钢板；1360mm厚耐火砖；14100mm厚岩棉；15240mm厚多孔砖墙；1620mm厚1∶2.5水泥砂浆找平层；17基层处理剂一道；18水泥基防水涂料；19聚苯板；20填料口；21进气口；22排烟口；23烟气净化装置；24烟气流量调节阀。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。

实施例1：

如图1～2所示，架空地板型燃池辐射采暖系统主要由燃池主体1，架空地板层2，进气调控装置3，烟囱4等部分组成，燃池主体1为圆型或矩型，深度为1.5米，填料口20位于燃池主体1的正立面中心处，填料口20的高度为燃池高度的2/3，燃池外侧设计成地下储物间，方便燃池检修与填料。燃池填料口处由混凝土预制板或者砖块砌筑密封，并可自由启闭。

实施例2：

如图1～2所示，架空地板层结构及燃池围护结构的材料层已经详细的给出，燃池周围壁面材料层中使用了耐火砖13并在外层增加了100mm厚岩棉14，降低燃池的热量损失。燃池盖板上方增加50mm厚的岩棉隔热层9，防止燃池正上方的地面温度过高；地板架空层中间水平位置增加薄层金属材料层10，沿热量传递方向将其与燃池盖板的辐射得热量传递到地板下空间内，通过空气介质的流动与薄层金属材料层发生对流换热，使地板架空层内的热量分布更加均匀，最终以辐射的形式向室内供暖。

实施例3：

如图2～3所示，燃池主体的进气调控装置主要包括进气调节阀3，进气口21。进气调控阀3主要包括三个调节档位。当烟囱4的末端排出的烟气量较大，采暖地面温度较高时，将进气量调控阀3调节到低档，减小进气量，防止燃料由阴燃转化成明燃，降低地面辐射温度；当烟囱4的末端烟气流量小、地面温度低于辐射采暖温度时，将进气量调控阀3调节到高档，以保证燃料阴燃的进行，并保证室内的舒适温度。

实施例4：

如图2～图4所示，燃池主体1内的燃料秸秆、木屑、玉米芯等生物质燃料以阴燃的方式燃烧后，由于风压和热压的作用使得产生的烟气流量较大，在不调节进气阀3的情况下，方便地调节烟囱4上的烟气流量调节阀24，减小烟气流量，降低热量损失，避免燃料发生明火燃烧，有效降低燃料的燃烧速度。通过烟气净化装置23有效降低排出烟气中所含的污染物浓度，减小对大气的污染。

Claims (5)

1.一种架空地板型燃池辐射采暖系统，主要由燃池主体(1)、地板架空层(2)、进气量调控阀(3)、烟囱(4)等组成；其特征在于：燃池主体与地板架空层连接，形成空气流通空间；燃池主体上安装进气量调控阀；烟气净化装置和烟气流量调节装置均安装在烟囱内部。

2.根据权利要求1所述的一种架空地板型燃池辐射采暖系统，其特征在于：燃池主体(1)完全由铁板密封，与建筑结构层绝缘；燃池主体周围壁面材料层包括：60mm厚耐火砖(13)，100mm厚岩棉(14)，240mm厚多孔砖墙(15)，20mm厚1∶2.5水泥砂浆找平层(16)，基层处理剂一道(17)，水泥基防水涂料(18)，聚苯板(19)。

3.根据权利要求1所述的一种架空地板型燃池辐射采暖系统，其特征在于：地板架空层的结构主要包括：1.8mm厚钢板(12)，50mm厚空气层内支柱(11)，薄层金属材料层(10)，50mm厚岩棉隔热层(9)，200mm厚钢筋混凝土板(8)，100mm厚聚合物保温砂浆(7)，20mm厚1∶2.5水泥砂浆找平层(6)；地板架空层内形成空气流通通道。

4.根据权利要求1所述的一种架空地板型燃池辐射采暖系统，其特征在于：燃池主体下部的进气量调控阀(3)含有3个档位，分别为：低、中、高；其中进气口(21)将燃池主体与进气量调控阀连接。

5.根据权利要求1所述的一种架空地板型燃池辐射采暖系统，其特征在于：旋转型烟气流量调节阀(24)安装于烟囱(4)的中间部位，烟气净化装置(23)安装于排烟口(22)的后面。

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