一種適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置的制造方法
【專利摘要】一種適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置，包括：第一墻體，所述第一墻體內(nèi)設(shè)置第一氣體通道；第二墻體，所述第二墻體呈實(shí)體設(shè)置，并通過第一熱源裝置加熱，進(jìn)行熱量蓄積；排氣裝置，所述排氣裝置選擇性的通過設(shè)置在所述第一墻體內(nèi)的第一氣體通道，或異于所述第一墻體的第二氣體通道與第二熱源裝置連通，并通過第三氣體通路與所述第一熱源裝置連通。本發(fā)明不僅適于間歇式采暖模式，實(shí)用性增強(qiáng)，而且熱效率高、能耗低，有效避免室內(nèi)空氣污染。
【專利說明】
一種適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于間歇式采暖模式的余熱回收
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]目前，中國鄉(xiāng)村地區(qū)常用的余熱回收利用裝置包括北方地區(qū)的第一墻體11、火炕，以及西南地區(qū)火鋪等，均為利用生物質(zhì)或煤炭燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，將熱量蓄積于蓄熱性能較好的材料中，再將熱量緩慢釋放，以提高熱舒適。
[0003]但是，目前針對(duì)適用于鄉(xiāng)村地區(qū)的余熱回收系統(tǒng)裝置主要存在以下幾個(gè)問題:(I)傳統(tǒng)的余熱回收利用裝置一般熱效率較低、能耗較高，且容易造成室內(nèi)空氣污染；(2)針對(duì)傳統(tǒng)余熱回收利用裝置的改良研究數(shù)量較少，主要包括將相變材料加入蓄熱壁體等做法，但對(duì)建造成本和施工技法要求較高；(3)此類裝置通常涉及炊事設(shè)備、蓄熱和散熱裝置及其它采暖設(shè)備等，系統(tǒng)性較強(qiáng)，但相應(yīng)的系統(tǒng)性研究及設(shè)計(jì)卻較為缺乏；(4)此類裝置一般用于寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)，尚未有針對(duì)有采暖需求的夏熱冬冷地區(qū)的設(shè)計(jì)改良。
[0004]故針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本案設(shè)計(jì)人憑借從事此行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)，積極研究改良，于是有了本發(fā)明一種適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的余熱回收裝置熱效率低、能耗高，容易造成室內(nèi)空氣污染，且改良研究較少，建造成本和施工技法要求較高，以及系統(tǒng)性欠佳，普適性不強(qiáng)等缺陷提供一種適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，本發(fā)明提供一種適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置，所述適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置，包括:第一墻體，所述第一墻體內(nèi)設(shè)置第一氣體通道;第二墻體，所述第二墻體呈實(shí)體設(shè)置，并通過第一熱源裝置加熱，進(jìn)行熱量蓄積;排氣裝置，所述排氣裝置選擇性的通過設(shè)置在所述第一墻體內(nèi)的第一氣體通道，或異于所述第一墻體的第二氣體通道與第二熱源裝置連通，并通過第三氣體通路與所述第一熱源裝置連通。
[0007]可選地，在采暖季時(shí)，所述排氣裝置通過設(shè)置在所述第一墻體內(nèi)的第一氣體通道與第二熱源裝置連通;在非采暖季時(shí)，所述排氣裝置通過異于所述第一墻體的第二氣體通道與第二熱源裝置連通。
[0008]可選地，在采暖季時(shí)，所述第一熱源裝置開啟；在非采暖季時(shí)，所述第一熱源裝置關(guān)閉。
[0009]可選地，所述第一熱源裝置為壁爐，所述第二熱源裝置為柴灶或燃燒爐的至少其中之一。
[0010]可選地，所述第一墻體為廚房和餐廳的分隔墻，所述第二墻體為起居空間和臥室的分隔墻。
[0011]可選地，所述第一墻體內(nèi)設(shè)置的第一氣體通道呈蛇形布置。
[0012]綜上所述，本發(fā)明適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置通過設(shè)置具有第一氣體通道的第一墻體，通過第一熱源裝置直接加熱進(jìn)行蓄熱的第二墻體，且用于排煙氣之排氣裝置選擇性的通過設(shè)置在所述第一墻體內(nèi)的第一氣體通道，或異于所述第一墻體的第二氣體通道與第二熱源裝置連通，并通過第三氣體通路與所述第一熱源裝置連通，不僅適于間歇式采暖模式，實(shí)用性增強(qiáng)，而且熱效率高、能耗低，有效避免室內(nèi)空氣污染。
【附圖說明】
[0013]圖1所示為本發(fā)明適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置之立體圖；
[0014]圖2(a)所示為適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置之俯視圖；
[0015]圖2(b)所示為適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置沿A-A軸剖視圖；
[0016]圖2(c)所示為適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置沿B-B軸剖視圖；
[0017]圖3(a)所示為適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置在采暖季進(jìn)行炊事工作原理圖；
[0018]圖3(b)所示為適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置在采暖季進(jìn)行采暖工作原理圖；
[0019]圖3(c)所示為適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置在非采暖季進(jìn)行炊事工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。
[0021]目前，中國鄉(xiāng)村地區(qū)常用的余熱回收利用裝置包括北方地區(qū)的第一墻體11、火炕，以及西南地區(qū)火鋪等，均為利用生物質(zhì)或煤炭燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，將熱量蓄積于蓄熱性能較好的材料中，再將熱量緩慢釋放，以提高熱舒適。
[0022]但是，目前針對(duì)適用于鄉(xiāng)村地區(qū)的余熱回收系統(tǒng)裝置主要存在以下幾個(gè)問題:(I)傳統(tǒng)的余熱回收利用裝置一般熱效率較低、能耗較高，且容易造成室內(nèi)空氣污染；(2)針對(duì)傳統(tǒng)余熱回收利用裝置的改良研究數(shù)量較少，主要包括將相變材料加入蓄熱壁體等做法，但對(duì)建造成本和施工技法要求較高；(3)此類裝置通常涉及炊事設(shè)備、蓄熱和散熱裝置及其它采暖設(shè)備等，系統(tǒng)性較強(qiáng)，但相應(yīng)的系統(tǒng)性研究及設(shè)計(jì)卻較為缺乏；(4)此類裝置一般用于寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)，尚未有針對(duì)有采暖需求的夏熱冬冷地區(qū)的設(shè)計(jì)改良。
[0023]請(qǐng)參閱圖1、圖2(a)?2(c)、圖3(a)?3(c)，圖1所示為本發(fā)明適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置之立體圖。圖2(a)所示為適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置之俯視圖。圖2(b)所示為適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置沿A-A軸之剖視圖。圖2(c)所示為適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置沿B-B軸之剖視圖。圖3(a)所示為適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置在采暖季進(jìn)行炊事工作原理圖。圖3(b)所示為適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置在采暖季進(jìn)行采暖工作原理圖。圖3(c)所示為適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置在非采暖季進(jìn)行炊事工作原理圖。
[0024]請(qǐng)參閱圖1、圖2(a)?2(c)、圖3(a)?3(c)，所述適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置I，包括:第一墻體11，所述第一墻體11內(nèi)設(shè)置第一氣體通道12;第二墻體13，所述第二墻體13呈實(shí)體設(shè)置，并通過第一熱源裝置14加熱，進(jìn)行熱量蓄積;排氣裝置15，所述排氣裝置15選擇性的通過設(shè)置在所述第一墻體11內(nèi)的第一氣體通道12，或異于所述第一墻體11的第二氣體通道16與第二熱源裝置17連通，并通過第三氣體通路18與所述第一熱源裝置14連通。
[0025]為了更直觀的揭露本發(fā)明之技術(shù)方案，凸顯本發(fā)明之有益效果，現(xiàn)結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置之結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行闡明。在【具體實(shí)施方式】中，所述適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置之具體形式、形狀等僅為列舉，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
[0026]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1、圖2(a)?2(c)、圖3(a)?3(c)，所述適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置I，包括:
[0027]第一墻體11，所述第一墻體11內(nèi)設(shè)置第一氣體通道12;更具體地，所述第一墻體11內(nèi)設(shè)置的第一氣體通道12呈蛇形布置。
[0028]第二墻體13，所述第二墻體13呈實(shí)體設(shè)置，并通過第一熱源裝置14加熱，進(jìn)行熱量蓄積;作為具體地實(shí)施方式，非限制性地，所述第一熱源裝置14為壁爐。
[0029]排氣裝置15，所述排氣裝置15選擇性的通過設(shè)置在所述第一墻體11內(nèi)的第一氣體通道12，或異于所述第一墻體11的第二氣體通道16與第二熱源裝置17連通，并通過第三氣體通路18與所述第一熱源裝置14連通。其中，所述第二熱源裝置17為柴灶或燃燒爐的至少其中之一。
[0030]作為本領(lǐng)域技術(shù)人員，容易理解地，在采暖季時(shí)，所述排氣裝置15通過設(shè)置在所述第一墻體11內(nèi)的第一氣體通道12與第二熱源裝置17連通;在非采暖季時(shí)，所述排氣裝置15通過異于所述第一墻體11的第二氣體通道18與第二熱源裝置17直接連通。同時(shí)，在采暖季時(shí)，所述第一熱源裝置14開啟;在非采暖季時(shí)，所述第一熱源裝置14關(guān)閉。
[0031]在采暖季，廚房炊事活動(dòng)產(chǎn)生的余熱用于提高就餐空間的舒適度;傍晚起居空間和臥室處之第一熱源裝置14直接加熱所述第二墻體13，進(jìn)行熱量蓄積，以提高入睡前臥室的熱舒適度。故，所述第一墻體11為廚房和餐廳的分隔墻，所述第二墻體12為起居空間和臥室的分隔墻。在非采暖季，炊事煙氣通過異于所述第一墻體11的第二氣體通道18與第二熱源裝置17連通，直接由排氣裝置15排出，減少對(duì)室內(nèi)溫度的影響，同時(shí)所述排氣裝置15促進(jìn)有害煙氣的排出，降低室內(nèi)空氣污染。
[0032]為了進(jìn)一步凸顯本發(fā)明之有益效果，在搭建具有適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置之實(shí)驗(yàn)房后，研究不同炊事模式下，蓄熱壁面溫度分布特征和對(duì)室內(nèi)溫濕度、梯度、及舒適度的影響。
[0033]測(cè)試證明，僅利用炊事及采暖余熱，而不額外增加耗柴量的情況下，使用本發(fā)明適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置對(duì)提高室內(nèi)熱舒適的作用顯著。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，連續(xù)炊事過程(每日三餐或每日兩餐)對(duì)提高室內(nèi)空氣溫度和熱舒適有重要意義:獨(dú)立炊事模式下(每日一餐)，使用該裝置的房間溫度平均高于對(duì)照房間0.95°C，最大值2°C;而連續(xù)炊事模式下(每日三餐或每日兩餐)，使用該裝置的房間溫度平均高于對(duì)照房間3.3?3.9°C，最大值達(dá)到7.6 °C。
[0034]蓄熱壁面一方面通過對(duì)流使房間內(nèi)空氣溫度略有升高，另一方面在與其距離較近時(shí)，通過熱輻射直接提高人體舒適度，靠近蓄熱壁面處平均輻射溫度顯著上升，在垂直距離上迅速降低。
[0035]同時(shí)，對(duì)該裝置的第一墻體11和第二熱源裝置17聯(lián)動(dòng)部分進(jìn)行了具體實(shí)施，并設(shè)計(jì)對(duì)比試驗(yàn)測(cè)試該裝置有效性。測(cè)試房間與對(duì)比房間幾何特征及構(gòu)造方式一致，例如東西方向面寬3.2米，南北方向進(jìn)深4.5米，層高2.5米，平屋頂，設(shè)有簡(jiǎn)易吊頂。門窗設(shè)在南側(cè)，窗洞尺寸IX lm，門洞尺寸0.9 X 1.9m，其它方向立面均無開口。墻體為24磚墻，現(xiàn)澆混凝土屋面，各圍護(hù)結(jié)構(gòu)均未設(shè)保溫層；門窗材料為鋁合金門窗框，單層玻璃。第二熱源裝置17與排氣裝置15位于第一墻體11房間南側(cè)室外;第一墻體11緊鄰西側(cè)隔墻設(shè)置，進(jìn)煙口與出煙口均在南側(cè)。第一墻體11使用燒結(jié)磚砌筑，高1.3米，寬2.1米，厚度240mm，兩側(cè)壁面各60mm，空腔120mm。內(nèi)部由一道隔煙板分為兩個(gè)橫洞，第一墻體11為單面散熱式。
[0036]測(cè)試共分為5次，測(cè)試I?2為多次燃燒測(cè)試，目的在于考察連續(xù)炊事過程下，第一墻體11壁面溫度分布特征及其對(duì)室內(nèi)熱濕環(huán)境的影響。測(cè)試I持續(xù)一日，采用每日兩餐模式;測(cè)試2持續(xù)兩日，第一天采用每日兩餐模式，第二天采用每日三餐模式。測(cè)試3?5為單次燃燒測(cè)試，目的在于考察獨(dú)立炊事過程下，第一墻體11壁面溫度分布特征及其對(duì)室內(nèi)熱濕環(huán)境及熱舒適的影響。測(cè)試3?4主要考察不同室外天氣過程下第一墻體11對(duì)室內(nèi)溫濕度及熱舒適的影響，測(cè)試5主要考察第一墻體11表面溫度與室內(nèi)環(huán)境參數(shù)之間的關(guān)系。測(cè)試I?4單次燃燒薪柴量為7.5kg，測(cè)試5無薪柴量定額，持續(xù)添柴至進(jìn)參照點(diǎn)壁面溫度達(dá)到觀測(cè)溫度(80°C)為止。
[0037]測(cè)試期間室外天氣條件:測(cè)試I?2于十一月進(jìn)行，室外平均空氣溫度分別為6.06°(:和3.1l0C,平均相對(duì)濕度分別為74.59%和51.32% ;測(cè)試3?5于三月末四月初進(jìn)行，室外平均空氣溫度10.9?17.32°C，相對(duì)濕度35.36?72.56%。
[0038]測(cè)試結(jié)果顯示:獨(dú)立炊事過程下，使用第一墻體11的房間與無任何采暖措施的對(duì)照房間相比，室內(nèi)空氣溫度有明顯提升，在獨(dú)立的炊事活動(dòng)開始至結(jié)束的I小時(shí)內(nèi)，可將室內(nèi)空氣溫度提高平均約TC，最高可提升2?2.5°C;連續(xù)炊事過程與獨(dú)立炊事過程相比，主要差異體現(xiàn)對(duì)燃燒前室內(nèi)基礎(chǔ)溫度的提升作用，第一墻體11房間溫度平均高于對(duì)照房間3.3?3.9°C，最大值達(dá)到7.6 °C。第一墻體11一方面通過對(duì)流使房間內(nèi)空氣溫度略有升高，另一方面在與其距離較近時(shí)，通過熱輻射直接提高人體舒適度，靠近第一墻體11處平均輻射溫度顯著上升，在垂直距離上迅速降低。即，距第一墻體110.1m處平均輻射溫度最高，平均值為15.7?19.3°C，最高值為18.2?32.3°C。平均輻射溫度沿第一墻體11垂直方向迅速降低，0.6m處平均值為13.0?13.7°C，最高值為15.6?17.3°C，1.1m處平均值為11.4?13.7°C，最高值為14.2?14.7°C。
[0039]綜上所述，本發(fā)明適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置通過設(shè)置具有第一氣體通道的第一墻體，通過第一熱源裝置直接加熱進(jìn)行蓄熱的第二墻體，且用于排煙氣之排氣裝置選擇性的通過設(shè)置在所述第一墻體內(nèi)的第一氣體通道，或異于所述第一墻體的第二氣體通道與第二熱源裝置連通，并通過第三氣體通路與所述第一熱源裝置連通，不僅適于間歇式采暖模式，實(shí)用性增強(qiáng)，而且熱效率高、能耗低，有效避免室內(nèi)空氣污染。
[0040]本領(lǐng)域技術(shù)人員均應(yīng)了解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變型。因而，如果任何修改或變型落入所附權(quán)利要求書及等同物的保護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，認(rèn)為本發(fā)明涵蓋這些修改和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置，其特征在于，所述適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置，包括: 第一墻體，所述第一墻體內(nèi)設(shè)置第一氣體通道； 第二墻體，所述第二墻體呈實(shí)體設(shè)置，并通過第一熱源裝置加熱，進(jìn)行熱量蓄積； 排氣裝置，所述排氣裝置選擇性的通過設(shè)置在所述第一墻體內(nèi)的第一氣體通道，或異于所述第一墻體的第二氣體通道與第二熱源裝置連通，并通過第三氣體通路與所述第一熱源裝置連通。2.如權(quán)利要求1所述適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置，其特征在于，在采暖季時(shí)，所述排氣裝置通過設(shè)置在所述第一墻體內(nèi)的第一氣體通道與第二熱源裝置連通;在非采暖季時(shí)，所述排氣裝置通過異于所述第一墻體的第二氣體通道與第二熱源裝置連通。3.如權(quán)利要求1所述適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置，其特征在于，在采暖季時(shí)，所述第一熱源裝置開啟;在非采暖季時(shí)，所述第一熱源裝置關(guān)閉。4.如權(quán)利要求1所述適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置，其特征在于，所述第一熱源裝置為壁爐，所述第二熱源裝置為柴灶或燃燒爐的至少其中之一。5.如權(quán)利要求1所述適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置，其特征在于，所述第一墻體為廚房和餐廳的分隔墻，所述第二墻體為起居空間和臥室的分隔墻。6.如權(quán)利要求1所述適用于間歇式采暖模式的余熱回收裝置，其特征在于，所述第一墻體內(nèi)設(shè)置的第一氣體通道呈蛇形布置。
【文檔編號(hào)】F24D15/00GK105987424SQ201610460431
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】宋曄皓, 郝石盟, 林正豪, 陳曉娟, 孫菁芬, 解丹, 韓冬辰, 丁建華
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)