CN110017527A - 一种连通炕热循环工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农村地区取暖技术，具体为一种连通炕热循环工艺。为高寒山区、居住分散等取暖不便的农村地区提供一种低成本、低能耗、环保卫生、热效率高、保温性好的全屋取暖方式。一种连通炕热循环工艺，包括悬空炕以及设有进/出料口且位于地下的燃池；所述燃池与悬空炕通过连通烟道实现连通；悬空炕通过排烟口连接有烟囱。悬空炕位于室内；整个室内地下布置与燃池相连通的水平烟道。烟囱位于悬空炕的炕梢一侧且烟囱与连通烟道分别位于悬空炕相对的一对对角处。本发明燃池与悬空炕连通，共用一个燃烧室使用同一热源对全屋加热供暖，充分利用生物质燃烧的热量，提高热效率，同时达到节能减排、省工省时、环保卫生的目的。

Description

一种连通炕热循环工艺

技术领域

本发明涉及农村地区取暖技术，具体为一种连通炕热循环工艺。

背景技术

高寒山区、居住分散的农村地区，煤、电、气等能源匮乏，也不宜采用集中供暖的方式，冬季取暖一直是难以突破的瓶颈。传统火炕烧柴、燃煤量大，燃烧不充分，烟熏火燎，对室内外环境造成严重污染，且费工费时，改进后的悬空炕不烧煤，省柴、卫生、热效率高、保温性好。燃池，也叫地炕，以秸秆、树枝树叶、蓄禽粪便等各种生物质为燃料进行阴燃，对屋内加热供暖，促进当地农林生物资源的有效利用，解决当地取暖的能源问题。但是，现有的农村地区采暖方式中，没有同时能将地炕和悬空炕连通，使用同一热源对全屋进行供暖的技术，悬空炕一般连接的是灶台，取暖效果不佳；燃烧室多设在屋内则存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明为高寒山区、居住分散等取暖不便的农村地区提供一种低成本、低能耗、环保卫生、热效率高、保温性好的全屋取暖方式。

本发明是采用以下技术方案实现的：一种连通炕热循环工艺，包括悬空炕以及设有进/出料口且位于地下的燃池；所述燃池与悬空炕通过连通烟道实现连通；悬空炕通过排烟口连接有烟囱。

本发明所解决的技术问题如下：

1、对传统火炕进行升级改造形成悬空炕，减少室内灶的设置，改造后的悬空炕省柴、美观、热气循环合理、保温性好、热利用率提高；

2、悬空炕与燃池（地炕）连通，使用同一热源对全屋加热供暖，避免分别烧火，省柴省工省时。

进一步的，悬空炕位于室内；整个室内地下布置与燃池相连通的水平烟道。

室内地下布置水平烟道，可以将燃池内的热量输送到室内地板下，最大限度的利用整个燃池的热量，并且完全覆盖整个室内地面。水平烟道结合悬空炕，共同对室内起到取暖保温的作用。

进一步的，烟囱位于悬空炕的炕梢一侧且烟囱与连通烟道分别位于悬空炕相对的一对对角处；所述进/出料口与连通烟道分别位于燃池相对的一对对角处且进料口位于室外。

燃池的进/出料口设在室外，避免有害气体泄露，安全性提高。连通烟道和排烟口分别位于悬空炕的一对对角处，这样可使烟气经过的路径更长，热量利用效率更高。进/出料口与连通烟道所设位置，也可以尽量保证燃料燃烧更充分，烟气进入连通烟道路径较长，还可以充分通过水平烟道释放热量。水平烟道和悬空炕构成了多重的散热面，特别是在悬空炕所在的地板处，悬空炕的底板向下散热，水平烟道向上散热，悬空炕的顶板也向上散热，多个散热面保证了室内的温度，且能够有效利用燃料的热量，燃料利用率明显较高。

进一步的，悬空炕内部在靠近炕梢处设置人字形阻烟墙；人字形阻烟墙包括两道与炕梢不平行的第一烟墙和第二烟墙，第一烟墙自靠近排烟口的一角向连通烟道一角方向延伸，然后与第二烟墙相连接，第二烟墙的一端与第一烟墙连接，另一端向炕梢一侧偏折，第一、第二烟墙均与炕梢侧的炕边之间有间隔，第一烟墙和与炕梢连接且靠近烟囱的炕边之间也有间隔；人字形阻烟墙上下连接悬空炕的顶板和底板。

如图2所示，人字形阻烟墙与炕梢有一定间隔，与图中上方的炕边也有一定间隔，烟气进入悬空炕内部之后，遇到人字形阻烟墙，会产生一定的烟气涡流，在多次旋转之后通过人字形阻烟墙与炕梢一侧的间隔以及第一烟墙与图2中上方的炕边的间隔进入排烟口以及烟囱排出，这样加大了烟气在悬空炕内部停留的时间，进一步增大了烟气热量的利用率。

进一步的，所述烟囱紧靠墙体设置；所述炕梢紧贴设有烟囱的墙体。悬空炕内的排烟口处设置能够调节排烟口大小的烟插板。

烟插板能够调节排烟口的大小，进而调节烟气的流量，可以根据室内温度的需要进行调节。烟插板设在悬空炕内部，可打开设在悬空炕上的门板进行调节。

进一步的，燃池的坑深1.5±0.1m，形状为长方形，燃池面积与室内面积之比为1:5，燃池顶部加上水平烟道顶部总厚度不超15厘米。

燃池的尺寸是经过大量实验总结出来的，可以满足大部分家庭的需要。燃池与室内面积比能够保证燃料的热量得到最充分的利用，且室内温度能够满足北方冬季的取暖需求。燃池顶部加上水平烟道顶部的总厚度可以确保热量能够充分利用，且不会影响房屋的质量。

进一步的，搭砌悬空炕底板时，炕梢要高于炕头20—30mm，使整个炕的纵断面形成楔形；炕面抹泥时，炕头抹面厚60mm，炕梢抹面厚40mm，平均厚50mm。

整个炕的纵断面形成楔形，这样有利于炕面温度均匀且不会出现“倒吸烟”“炕不好烧”的现象。

本发明中，燃池（地炕）与悬空炕连通，共用一个燃烧室使用同一热源对全屋加热供暖，充分利用生物质燃烧的热量，提高热效率，同时达到节能减排、省工省时、环保卫生的目的。同时，燃烧室的进出料口设计在室外，增加地炕和悬空炕的安全性。

燃池（地炕）与悬空炕连通的全屋供暖系统使得农村地区居民冬季取暖问题得到很大改善，共用一个燃烧室使用同一热源对全屋加热供暖，使得生物质资源能源化充分利用、室内温度均匀、室内环境改良，农村居民生活质量显著提高，同时解决农村取暖的能源问题。这种供暖系统工艺成本低廉，可促进当地农林生物资源及废弃物的有效利用，一次燃烧可连续供暖1-2个月，省工省时，具有很好的推广前景。

附图说明

图1 本发明主视结构示意图。

图2本发明俯视结构示意图。

1-悬空炕，2-进/出料口，3-燃池，4-连通烟道，5-烟囱，6-水平烟道，7-人字形阻烟墙，8-通风管，9-隔墙，10-采暖地板，11-燃料。

具体实施方式

一种连通炕热循环工艺，包括悬空炕以及设有进/出料口且位于地下的燃池；所述燃池与悬空炕通过连通烟道实现连通；悬空炕通过排烟口连接有烟囱。

悬空炕位于室内；整个室内地下布置与燃池相连通的水平烟道。图1中悬空炕下方可见悬空炕的底板，底板下方有三个支撑柱。热量在底板处由上向下流动。

烟囱位于悬空炕的炕梢一侧且烟囱与连通烟道分别位于悬空炕相对的一对对角处；所述进/出料口与连通烟道分别位于燃池相对的一对对角处且进/出料口位于室外。如图2所示，燃池与连通烟道连接的位置以及与进/出料口的连接位置位于相应的对角上；悬空炕与烟囱连接的位置和悬空炕与连通烟道连接的位置位于相对的对角处。

悬空炕内部在靠近炕梢处设置人字形阻烟墙；人字形阻烟墙包括两道与炕梢不平行的第一烟墙和第二烟墙，第一烟墙自靠近排烟口的一角向连通烟道一角方向延伸，然后与第二烟墙相连接，第二烟墙的一端与第一烟墙连接，另一端向炕梢一侧偏折，第一、第二烟墙均与炕梢侧的炕边之间有间隔，第一烟墙和与炕梢连接且靠近烟囱的炕边之间也有间隔；人字形阻烟墙上下连接悬空炕的顶板和底板。

悬空炕内的排烟口处设置能够调节排烟口大小的烟插板。

图1中可见，烟囱紧靠墙体设置；所述炕梢紧贴设有烟囱的墙体。

燃池的坑深1.5±0.1m，形状为长方形，燃池面积与室内面积之比为1:5，燃池顶部加上水平烟道顶部总厚度不超15厘米。

连通烟道的截面长宽设计为50cm×50cm。这样的尺寸可使燃池烟气热量以及热量的传递达到一个最佳匹配，利于室内的取暖。

搭砌悬空炕底板时，炕梢要高于炕头20—30mm，使整个炕的纵断面形成楔形；炕面抹泥时，炕头抹面厚60mm，炕梢抹面厚40mm，平均厚50mm。

进/出料口处设置有通风管，直径60mm左右的钢管或塑料管，与地下料坑连通，上接弯头和阀门通过控制进气量调节室内温度；通风管管口高于外界地面。

连通炕是通过将生物质燃料在地炕的燃烧室进行阴燃，产生的烟气进入室内地板下的水平烟道散热，并同时通过地炕与悬空炕的连通烟道进入悬空炕，最后经过火墙排出室外，达到对全屋进行供热的目的。连通炕由通风管、室外进（出）料口及密封门、地下料坑（燃池）、水平烟道、连通烟道、悬空炕、烟插板及烟囱组成。

燃池（地炕）技术要点：

1、料坑深1.5m左右，形状一般为长方形，面积可按燃烧室面积与室内面积之比为1:5来确定。

2、严禁在承重墙下挖进料通道，进（出）料口的位置应设在火墙对角的一侧，大小以人进出方便为宜。盖板可采用水泥混凝土预制板和双层厚铁板两种，盖板两侧要设置拉手，以便起放盖板之用。盖板处要做好密封处理。

3、整个室内地下布置水平烟道，地面务必要一次浇筑，确保密封。地面水磨或贴瓷砖，起码要水泥造面，杜绝裂缝，确保不漏烟。料坑顶部、水平烟道顶部包括贴瓷砖、水磨等总厚度不超15厘米，以保证散热效果。燃池顶部和水平烟道的顶部厚度均不超过15cm,也就是说地面的厚度不超过15cm。

4、通风管设置在进（出）料口处，直径60mm左右的钢管或塑料管，与地下料坑连通，上接弯头和阀门，通过控制进气量调节室内温度。管口须高于外界地面，防止雪水进入。

5、连通烟道将地炕与悬空炕连通，地炕燃烧室的烟进入悬空炕后进行散热，连通烟道的长宽设计为50cm×50cm。

悬空炕技术要点：

1、依据取材容易和材料的热性能指标，选择水泥混凝土板，蓄热、导温以及机械强度都优于砖和土坯。

2、悬空炕底部架空，取消垫土，两面散热（图1中箭头所示），增大散热面积。

3、悬空炕采用较大面积炕板，取消炕内部前分烟、小炕洞，减少支撑点，使得烟气与炕板接触面积增加，热交换充分，热利用率提高，同时取消炕洞保证了烟气充满整个炕体，使得炕面温度更趋均匀。

4、搭砌悬空炕底板时，炕梢要略高于炕头20—30mm，使整个炕的纵断面形成楔形，这样有利于炕面温度均匀且不会出现“倒吸烟”“炕不好烧”的现象。

5、炕面抹泥时，炕头抹面厚60mm，炕梢抹面厚40mm，平均50mm，通过抹面厚度调节炕面温度。

6、在炕梢处设置人字形阻烟墙，使炕梢烟气不直接进入烟囱内，延长了炕梢烟气的散热时间，降低了排烟温度，同时消除炕梢上下两个不热的死角。阻烟墙的顶面与炕面接触的部分要用灰浆密封，不得出现跑烟现象。

7、悬空炕排烟口处设置烟插板，关闭烟插板后，可形成一个封闭的热力系统，可通过调节烟插板来调节室温。

8、烟囱可采用立砖砌成的空心短墙，也可采用设置在外墙的水泥管或PVC管，直径为20厘米，烟囱设置在外墙时应做保温和防潮处理。烟囱口高度应高于屋脊。

Claims (10)

1.一种连通炕热循环工艺，其特征在于，包括悬空炕以及设有进/出料口且位于地下的燃池；所述燃池与悬空炕通过连通烟道实现连通；悬空炕通过排烟口连接有烟囱。

2.如权利要求1所述的一种连通炕热循环工艺，其特征在于，悬空炕位于室内；整个室内地下布置与燃池相连通的水平烟道。

3.如权利要求2所述的一种连通炕热循环工艺，其特征在于，烟囱位于悬空炕的炕梢一侧且烟囱与连通烟道分别位于悬空炕相对的一对对角处；所述进/出料口与连通烟道分别位于燃池相对的一对对角处且进/出料口位于室外。

4.如权利要求3所述的一种连通炕热循环工艺，其特征在于，悬空炕内部在靠近炕梢处设置人字形阻烟墙；人字形阻烟墙包括两道与炕梢不平行的第一烟墙和第二烟墙，第一烟墙自靠近排烟口的一角向连通烟道一角方向延伸，然后与第二烟墙相连接，第二墙体的一端与第一烟墙连接，另一端向炕梢一侧偏折，第一、第二烟墙均与炕梢侧的炕边之间有间隔，第一烟墙和与炕梢连接且靠近烟囱的炕边之间也有间隔；人字形阻烟墙上下连接悬空炕的顶板和底板。

5.如权利要求2~4所述的一种连通炕热循环工艺，其特征在于，所述烟囱紧靠墙体设置；所述炕梢紧贴设有烟囱的墙体。

6.如权利要求1~4所述的一种连通炕热循环工艺，其特征在于，悬空炕内的排烟口处设置能够调节排烟口大小的烟插板。

7.如权利要求2~4所述的一种连通炕热循环工艺，其特征在于，燃池的坑深1.5±0.1m，形状为长方形，燃池面积与室内面积之比为1:5，燃池顶部或水平烟道顶部总厚度不超15厘米。

8.如权利要求1~4所述的一种连通炕热循环工艺，其特征在于，连通烟道的截面长宽设计为50cm×50cm。

9.如权利要求1~4所述的一种连通炕热循环工艺，其特征在于，搭砌悬空炕底板时，炕梢要高于炕头20—30mm，使整个炕的纵断面形成楔形；炕面抹泥时，炕头抹面厚60mm，炕梢抹面厚40mm，平均厚50mm。

10.如权利要求1~4所述的一种连通炕热循环工艺，其特征在于，进/出料口处设置有通风管，采用直径60mm的钢管或塑料管，与地下料坑连通，上接弯头和阀门通过控制进气量调节室内温度；通风管管口高于外界地面。