一種兼顧局部和空間供暖的炕采暖末端的制作方法
【專利摘要】一種兼顧局部和空間供暖的炕采暖末端，屬于村鎮(zhèn)建筑采暖【技術(shù)領(lǐng)域】?？徊膳┒税峡话?、上炕板承重墻、承重基礎(chǔ)、U形槽底板、風(fēng)道隔板、風(fēng)機(jī)、風(fēng)口和循環(huán)水管；其中，上炕板、上炕板承重墻與U形槽底板圍合而形成風(fēng)道。上炕板內(nèi)預(yù)埋了多根U形循環(huán)水管，U形水管的一側(cè)埋置在上炕板內(nèi)，另一側(cè)裸露在風(fēng)道內(nèi)。熱水流入炕體后，使上炕板溫度升高，滿足炕體表面及附近的局部供暖需求；在風(fēng)機(jī)作用下，空氣與上炕板下表面、裸露水管進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流換熱，溫度升高后送入房間，滿足空間供暖需求。該發(fā)明保留傳統(tǒng)火炕局部采暖優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，強(qiáng)化了空間供熱能力，提升了上炕板溫度的均勻性，還能避免燃燒產(chǎn)生的煙氣泄漏導(dǎo)致的室內(nèi)空氣污染。
【專利說明】一種兼顧局部和空間供暖的炕采暖末端
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種炕采暖末端，屬于村鎮(zhèn)建筑采暖【技術(shù)領(lǐng)域】，特別適用于同時(shí)具有局部和空間供暖需求的北方村鎮(zhèn)住宅。
【背景技術(shù)】
[0002]火炕是我國北方農(nóng)村地區(qū)使用最為普遍的傳統(tǒng)采暖末端。它利用熱容較大的炕板，吸收并存儲(chǔ)柴灶燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵兴鶖y帶的熱量，再通過炕板表面向室內(nèi)散熱，滿足農(nóng)宅的局部采暖需求。據(jù)清華大學(xué)2006-2007年大型農(nóng)村能源環(huán)境調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，在華北、西北和東北農(nóng)村地區(qū)，炕的使用率分別達(dá)到73.3%,86.3和92.2% (清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心，中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告2012.中國建筑工業(yè)出版社，2012年3月.)。
[0003]但是，火炕在使用過程中存在三個(gè)主要問題:1)火炕空間供熱能力不足，房間整體溫度較低；2)炕面溫度分布不均勻，炕頭熱炕尾涼；3)以高溫?zé)煔庾鳛闊嵩?，熱源形式單一，且存在室?nèi)空氣污染隱患；
[0004]針對(duì)火炕存在的不足，已有一些專利技術(shù)對(duì)其整體性能進(jìn)行了改進(jìn)。中國專利文獻(xiàn)ZL200320104951.0中所公開的一種預(yù)制組裝架空灶連炕，通過優(yōu)化火炕內(nèi)外部結(jié)構(gòu)，改善煙氣流動(dòng)和傳熱狀態(tài)，來提高炕體的熱利用效率。中國專利文獻(xiàn)ZL200610025526.0中所公開的低溫?zé)崴P管炕輻射采暖系統(tǒng)，利用熱水作為傳熱循環(huán)介質(zhì)，改善炕體的供熱性能。但以上改進(jìn)措施，仍然難以全面解決火炕存在的三個(gè)主要問題，在一定程度上制約了火炕這種傳統(tǒng)供熱末端的應(yīng)用與發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足與缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種兼顧局部和空間供暖的炕采暖末端，通過強(qiáng)制空氣循環(huán)，穩(wěn)定地向房間提供熱風(fēng)進(jìn)行空間采暖；同時(shí)，保留傳統(tǒng)火炕維持適宜炕面溫度的特點(diǎn)，并改善炕面溫度均勻性，滿足炕面局部采暖需求。
[0006]本發(fā)明的目的和任務(wù)是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]—種兼顧局部和空間供暖的炕采暖末端，該炕采暖末端含有炕面抹灰層、上炕板、上炕板承重墻和承重基礎(chǔ)，其特征在于:炕采暖末端還包括U形槽底板、風(fēng)機(jī)、風(fēng)口和循環(huán)水管；所述的U形槽底板鋪設(shè)在承重基礎(chǔ)上，上炕板承重墻分別砌筑在U形槽底板的兩端；上炕板鋪設(shè)在上炕板承重墻上，并與上炕版承重墻和U形槽底板共同圍合而形成風(fēng)道；所述風(fēng)機(jī)設(shè)置在風(fēng)道的回風(fēng)口處，風(fēng)口設(shè)置在風(fēng)道的送風(fēng)口處；所述的循環(huán)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風(fēng)道內(nèi)，另一端埋置在上炕板內(nèi)。
[0008]本發(fā)明的另一技術(shù)特征是:所述風(fēng)道內(nèi)設(shè)置有風(fēng)道隔板，風(fēng)道隔板的一端與一側(cè)的上炕板承重墻直接相連，另一端與另一側(cè)的上炕板承重墻之間留有缺口，缺口長度為15cm-30cm,將風(fēng)道分隔為“U”字形。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)特征還在于:多根U形水管按照10cm-15cm的間距均勻平行布置，且采用同程式并聯(lián)連接。[0010]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果:
[0011]①穩(wěn)定的空間供暖能力。高溫?zé)崴M(jìn)入炕采暖末端后，使上炕板的溫度和裸露水管的溫度升高。風(fēng)機(jī)開啟后，室內(nèi)低溫空氣被風(fēng)機(jī)抽入風(fēng)道，與上炕板的下表面和裸露水管進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流換熱，溫度升高后再從送風(fēng)口進(jìn)入房間進(jìn)行空間采暖。
[0012]②均勻的上炕板表面溫度。循環(huán)水管包含多根U形水管，U形水管的一端以10cm-15cm的較小間隔均勻的埋置在上炕板內(nèi)。熱水循環(huán)開啟時(shí)，熱量從U形水管均勻的傳遞到上炕板表面，由于間距很小，上炕板的表面溫度分布均勻；關(guān)閉熱水循環(huán)后，利用上炕板儲(chǔ)存的熱量，也能夠在一段時(shí)間內(nèi)維持上炕板適宜的表面溫度，滿足局部熱舒適需求。
[0013]③與熱源良好匹配特性。傳統(tǒng)火炕通過燃燒生物質(zhì)產(chǎn)生的高溫?zé)煔饧訜峥惑w，熱源的選擇受到限制，本發(fā)明采用熱水作為循環(huán)介質(zhì)后，能夠與多種類型的熱源進(jìn)行匹配。
[0014]④避免煙氣泄露對(duì)室內(nèi)空氣造成的污染。煙氣不進(jìn)入炕體內(nèi)換熱，可以避免煙氣泄漏進(jìn)入房間，從而保障良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明提供的一種兼顧局部和空間供暖的炕采暖末端的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0016]圖2為圖1的A-A斷面圖。
[0017]圖3為圖1的B-B斷面圖。
[0018]圖4為圖1的C-C斷面圖。
[0019]圖5為圖1的D-D斷面圖。
[0020]圖中各部件表不:1-坑面抹灰層；2_上坑板；3_上坑板承重墻；4_承重基礎(chǔ)；5_U形槽底板；6-風(fēng)機(jī)；7-風(fēng)口 ；8_循環(huán)水管；9-風(fēng)道；10-風(fēng)道隔板；11_水泵；12-爐灶。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說明。
[0022]圖1為本發(fā)明提供的一種兼顧局部和空間供暖的炕采暖末端的結(jié)構(gòu)原理示意圖，所述炕采暖末端主要由炕面抹灰層1、上炕板2、上炕板承重墻3、承重基礎(chǔ)4、U形槽底板5、風(fēng)道隔板10、風(fēng)機(jī)6、風(fēng)口 7和循環(huán)水管8組成；炕采暖末端又與水泵11、爐灶12連接起來，形成兼顧局部和空間采暖的炕采暖系統(tǒng)。其中，U形槽底板5與兩端的上炕板承重墻3，以及架設(shè)在上炕板承重墻3上的上炕板2共同圍合而形成了風(fēng)道9。具體實(shí)施時(shí)，首先在室內(nèi)搭建承重基礎(chǔ)4，高度約30cm，將U形槽底板5鋪設(shè)在承重基礎(chǔ)上方，U形槽底板的高度一般為20cm-30cm，然后在其兩端搭建上炕板承重墻3，高度比U形槽底板5低3cm-5cm。按圖3將風(fēng)道隔板10布置在風(fēng)道9的中部，風(fēng)道隔板的一端與一側(cè)的上炕板承重墻直接相連，另一端與另一側(cè)的上坑板承重墻之間留有缺口，缺口長度為15cm-30cm,其高度與上坑板承重墻3等高。將風(fēng)機(jī)6布置在U形槽底板5的下板或側(cè)板上，作為風(fēng)道9的回風(fēng)口 ；將風(fēng)口 7布置在U形槽底板5的另一個(gè)側(cè)板上，作為風(fēng)道9的送風(fēng)口。運(yùn)行過程中，由于隔板將風(fēng)道分割為“U”字形，增加了風(fēng)道長度，可以強(qiáng)化風(fēng)道9內(nèi)的循環(huán)空氣與上炕板2和循環(huán)水管8之間的換熱，提高送風(fēng)溫度。同時(shí)，按圖4所示，多根U形水管以較小的間距均勻的埋置在上炕板2內(nèi)，且每根U形水管的另一端裸露在外；將上炕板2鋪設(shè)在上炕板承重墻3上時(shí)，裸露的U形水管置于風(fēng)道9內(nèi)。間距取10cm-15cm最為適宜，既保證了炕面溫度的均勻性，也避免了過于密集的排列增加系統(tǒng)復(fù)雜程度和成本。U形水管的出口和進(jìn)口處分別按照?qǐng)D2和圖3中的方式進(jìn)行同程式并聯(lián)連接，再與水泵11和爐灶12連接形成閉合的循環(huán)水路，這樣可以保證熱水能夠均勻的流入到每一根U形循環(huán)水管內(nèi)，防止水力失調(diào)導(dǎo)致炕面溫度不均。采暖末端上炕板的上表面和側(cè)面需要抹灰，避免出現(xiàn)縫隙導(dǎo)致漏風(fēng)，影響采暖效果。
[0023]本發(fā)明包括二種工作模式，具體如下:
[0024]空間采暖模式:在該模式下，風(fēng)機(jī)、水泵和爐灶均正常工作，一般用于白天的房間采暖。爐灶燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫?zé)崴?，在水泵的?qū)動(dòng)下再進(jìn)入炕采暖末端內(nèi)循環(huán)。高溫水首先流入裸露在風(fēng)道內(nèi)的U形水管，與空氣換熱后再流入預(yù)埋在上炕板內(nèi)的管道內(nèi)，使上炕板溫度逐漸升高，儲(chǔ)存熱量。充分換熱后水溫降低，再流回爐灶進(jìn)行升溫。在風(fēng)機(jī)的作用下，房間里的空氣被抽入風(fēng)道內(nèi)，與被加熱的裸露水管和上炕板下表面進(jìn)行充分換熱，溫度升高后再從送風(fēng)口進(jìn)入房間，進(jìn)行空間采暖。
[0025]局部采暖模式:該模式下，風(fēng)機(jī)、水泵和爐灶均關(guān)閉，一般用于夜間的局部采暖，原理與傳統(tǒng)火炕類似。在空間采暖模式下，上炕板溫度升高后，利用上炕板儲(chǔ)存的熱量即可滿足炕面的局部采暖需求。
[0026]本發(fā)明可用于北方農(nóng)村地區(qū)的單體農(nóng)宅，能夠同時(shí)滿足建筑的局部和局部采暖需求，提高農(nóng)宅的整體熱舒適性，在我國北方地區(qū)具有較好的應(yīng)用基礎(chǔ)。
【權(quán)利要求】
1.一種兼顧局部和空間供暖的炕采暖末端，該炕采暖末端含有炕面抹灰層(1)、上炕板(2)、上炕板承重墻(3)和承重基礎(chǔ)(4)，其特征在于:炕采暖末端還包括U形槽底板(5)、風(fēng)機(jī)(6)、風(fēng)口(7)和循環(huán)水管(8);所述的U形槽底板(5)鋪設(shè)在承重基礎(chǔ)(4)上，上炕板承重墻(3)分別砌筑在U形槽底板(5)的兩端；上炕板(2)鋪設(shè)在上炕板承重墻(3)上，上炕板(2)與上炕版承重墻(3)和U形槽底板(5)共同圍合而形成風(fēng)道(9);所述風(fēng)機(jī)(6)設(shè)置在風(fēng)道(9)的回風(fēng)口處，風(fēng)口(7)設(shè)置在風(fēng)道(9)的送風(fēng)口處；所述的循環(huán)水管⑶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風(fēng)道(9)內(nèi)，另一端埋置在上炕板(2)內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種兼顧局部和空間供暖的炕采暖末端，其特征在于:所述風(fēng)道(9)內(nèi)設(shè)置有風(fēng)道隔板(10)，風(fēng)道隔板(10)的一端與上炕板承重墻(3)的一側(cè)直接相連，另一端與上炕板承重墻⑶的另一側(cè)之間留有缺口，缺口長度為15cm-30cm，將風(fēng)道(9)分隔為“U”字形。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種兼顧局部和空間供暖的炕采暖末端，其特征在于:多根U形水管按照10cm-15cm的間距均勻平行布置，且采用同程式并聯(lián)連接。
【文檔編號(hào)】F24D19/00GK104006439SQ201410253588
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】楊旭東, 王鵬蘇, 單明, 熊帝戰(zhàn) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)