CN104006439B - 一种兼顾局部和空间供暖的炕采暖末端 - Google Patents

Abstract

一种兼顾局部和空间供暖的炕采暖末端，属于村镇建筑采暖技术领域。炕采暖末端包含上炕板、上炕板承重墙、承重基础、U形槽底板、风道隔板、风机、风口和循环水管；其中，上炕板、上炕板承重墙与U形槽底板围合而形成风道。上炕板内预埋了多根U形循环水管，U形水管的一侧埋置在上炕板内，另一侧裸露在风道内。热水流入炕体后，使上炕板温度升高，满足炕体表面及附近的局部供暖需求；在风机作用下，空气与上炕板下表面、裸露水管进行强制对流换热，温度升高后送入房间，满足空间供暖需求。该发明保留传统火炕局部采暖优点的同时，强化了空间供热能力，提升了上炕板温度的均匀性，还能避免燃烧产生的烟气泄漏导致的室内空气污染。

Description

一种兼顾局部和空间供暖的炕采暖末端

技术领域

本发明涉及一种炕采暖末端，属于村镇建筑采暖技术领域，特别适用于同时具有局部和空间供暖需求的北方村镇住宅。

背景技术

火炕是我国北方农村地区使用最为普遍的传统采暖末端。它利用热容较大的炕板，吸收并存储柴灶燃烧产生的高温烟气中所携带的热量，再通过炕板表面向室内散热，满足农宅的局部采暖需求。据清华大学2006-2007年大型农村能源环境调研数据显示，在华北、西北和东北农村地区，炕的使用率分别达到73.3％、86.3和92.2％(清华大学建筑节能研究中心,中国建筑节能年度发展研究报告2012.中国建筑工业出版社,2012年3月.)。

但是，火炕在使用过程中存在三个主要问题：1)火炕空间供热能力不足，房间整体温度较低；2)炕面温度分布不均匀，炕头热炕尾凉；3)以高温烟气作为热源，热源形式单一，且存在室内空气污染隐患；

针对火炕存在的不足，已有一些专利技术对其整体性能进行了改进。中国专利文献ZL200320104951.0中所公开的一种预制组装架空灶连炕，通过优化火炕内外部结构，改善烟气流动和传热状态，来提高炕体的热利用效率。中国专利文献ZL200610025526.0中所公开的低温热水盘管炕辐射采暖系统，利用热水作为传热循环介质，改善炕体的供热性能。但以上改进措施，仍然难以全面解决火炕存在的三个主要问题，在一定程度上制约了火炕这种传统供热末端的应用与发展。

发明内容

针对现有技术存在的不足与缺陷，本发明的目的是提供一种兼顾局部和空间供暖的炕采暖末端，通过强制空气循环，稳定地向房间提供热风进行空间采暖；同时，保留传统火炕维持适宜炕面温度的特点，并改善炕面温度均匀性，满足炕面局部采暖需求。

本发明的目的和任务是通过如下的技术方案来实现：

一种兼顾局部和空间供暖的炕采暖末端，该炕采暖末端含有炕面抹灰层、上炕板、上炕板承重墙和承重基础，其特征在于：炕采暖末端还包括U形槽底板、风机、风口和循环水管；所述的U形槽底板铺设在承重基础上，上炕板承重墙分别砌筑在U形槽底板的两端；上炕板铺设在上炕板承重墙上，并与上炕版承重墙和U形槽底板共同围合而形成风道；所述风机设置在风道的回风口处，风口设置在风道的送风口处；所述的循环水管采用多根U形水管平行布置，且每根U形水管的一端裸露在风道内，另一端埋置在上炕板内。

本发明的另一技术特征是：所述风道内设置有风道隔板，风道隔板的一端与一侧的上炕板承重墙直接相连，另一端与另一侧的上炕板承重墙之间留有缺口，缺口长度为15cm-30cm，将风道分隔为“U”字形。

本发明的技术特征还在于：多根U形水管按照10cm-15cm的间距均匀平行布置，且采用同程式并联连接。

本发明具有以下优点及突出性效果：

①稳定的空间供暖能力。高温热水进入炕采暖末端后，使上炕板的温度和裸露水管的温度升高。风机开启后，室内低温空气被风机抽入风道，与上炕板的下表面和裸露水管进行强制对流换热，温度升高后再从送风口进入房间进行空间采暖。

②均匀的上炕板表面温度。循环水管包含多根U形水管，U形水管的一端以10cm-15cm的较小间隔均匀的埋置在上炕板内。热水循环开启时，热量从U形水管均匀的传递到上炕板表面，由于间距很小，上炕板的表面温度分布均匀；关闭热水循环后，利用上炕板储存的热量，也能够在一段时间内维持上炕板适宜的表面温度，满足局部热舒适需求。

③与热源良好匹配特性。传统火炕通过燃烧生物质产生的高温烟气加热炕体，热源的选择受到限制，本发明采用热水作为循环介质后，能够与多种类型的热源进行匹配。

④避免烟气泄露对室内空气造成的污染。烟气不进入炕体内换热，可以避免烟气泄漏进入房间，从而保障良好的室内空气品质。

附图说明

图1为本发明提供的一种兼顾局部和空间供暖的炕采暖末端的结构原理示意图。

图2为图1的A-A断面图。

图3为图1的B-B断面图。

图4为图1的C-C断面图。

图5为图1的D-D断面图。

图中各部件表示：1-炕面抹灰层；2-上炕板；3-上炕板承重墙；4-承重基础；5-U形槽底板；6-风机；7-风口；8-循环水管；9-风道；10-风道隔板；11-水泵；12-炉灶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

图1为本发明提供的一种兼顾局部和空间供暖的炕采暖末端的结构原理示意图，所述炕采暖末端主要由炕面抹灰层1、上炕板2、上炕板承重墙3、承重基础4、U形槽底板5、风道隔板10、风机6、风口7和循环水管8组成；炕采暖末端又与水泵11、炉灶12连接起来，形成兼顾局部和空间采暖的炕采暖系统。其中，U形槽底板5与两端的上炕板承重墙3，以及架设在上炕板承重墙3上的上炕板2共同围合而形成了风道9。具体实施时，首先在室内搭建承重基础4，高度约30cm，将U形槽底板5铺设在承重基础上方，U形槽底板的高度一般为20cm-30cm，然后在其两端搭建上炕板承重墙3，高度比U形槽底板5低3cm-5cm。按图3将风道隔板10布置在风道9的中部，风道隔板的一端与一侧的上炕板承重墙直接相连，另一端与另一侧的上炕板承重墙之间留有缺口，缺口长度为15cm-30cm，其高度与上炕板承重墙3等高。将风机6布置在U形槽底板5的下板或侧板上，作为风道9的回风口；将风口7布置在U形槽底板5的另一个侧板上，作为风道9的送风口。运行过程中，由于隔板将风道分割为“U”字形，增加了风道长度，可以强化风道9内的循环空气与上炕板2和循环水管8之间的换热，提高送风温度。同时，按图4所示，多根U形水管以较小的间距均匀的埋置在上炕板2内，且每根U形水管的另一端裸露在外；将上炕板2铺设在上炕板承重墙3上时，裸露的U形水管置于风道9内。间距取10cm-15cm最为适宜，既保证了炕面温度的均匀性，也避免了过于密集的排列增加系统复杂程度和成本。U形水管的出口和进口处分别按照图2和图3中的方式进行同程式并联连接，再与水泵11和炉灶12连接形成闭合的循环水路，这样可以保证热水能够均匀的流入到每一根U形循环水管内，防止水力失调导致炕面温度不均。采暖末端上炕板的上表面和侧面需要抹灰，避免出现缝隙导致漏风，影响采暖效果。

本发明包括二种工作模式，具体如下：

空间采暖模式：在该模式下，风机、水泵和炉灶均正常工作，一般用于白天的房间采暖。炉灶燃烧时产生的高温热水，在水泵的驱动下再进入炕采暖末端内循环。高温水首先流入裸露在风道内的U形水管，与空气换热后再流入预埋在上炕板内的管道内，使上炕板温度逐渐升高，储存热量。充分换热后水温降低，再流回炉灶进行升温。在风机的作用下，房间里的空气被抽入风道内，与被加热的裸露水管和上炕板下表面进行充分换热，温度升高后再从送风口进入房间，进行空间采暖。

局部采暖模式：该模式下，风机、水泵和炉灶均关闭，一般用于夜间的局部采暖，原理与传统火炕类似。在空间采暖模式下，上炕板温度升高后，利用上炕板储存的热量即可满足炕面的局部采暖需求。

本发明可用于北方农村地区的单体农宅，能够同时满足建筑的局部和局部采暖需求，提高农宅的整体热舒适性，在我国北方地区具有较好的应用基础。

Claims (3)

1.一种兼顾局部和空间供暖的炕采暖末端，该炕采暖末端含有炕面抹灰层(1)、上炕板(2)、上炕板承重墙(3)和承重基础(4)，其特征在于：炕采暖末端还包括U形槽底板(5)、风机(6)、风口(7)和循环水管(8)；所述的U形槽底板(5)铺设在承重基础(4)上，上炕板承重墙(3)分别砌筑在U形槽底板(5)的两端；上炕板(2)铺设在上炕板承重墙(3)上，上炕板(2)与上炕版承重墙(3)和U形槽底板(5)共同围合而形成风道(9)；所述风机(6)设置在风道(9)的回风口处，风口(7)设置在风道(9)的送风口处；所述的循环水管(8)采用多根U形水管平行布置，且每根U形水管的一端裸露在风道(9)内，另一端埋置在上炕板(2)内。

2.按照权利要求1所述的一种兼顾局部和空间供暖的炕采暖末端，其特征在于：所述风道(9)内设置有风道隔板(10)，风道隔板(10)的一端与上炕板承重墙(3)的一侧直接相连，另一端与上炕板承重墙(3)的另一侧之间留有缺口，缺口长度为15cm-30cm，将风道(9)分隔为“U”字形。

3.按照权利要求1或2所述的一种兼顾局部和空间供暖的炕采暖末端，其特征在于：多根U形水管按照10cm-15cm的间距均匀平行布置，且采用同程式并联连接。