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淺析火炕在我國農村采暖中的應用及節(jié)能改造措施

文檔作者：佘燦明郭金太王齡苗李剛于璽文檔來源：沈陽建筑大學市政與環(huán)境工程學院遼寧省農委后勤服務中心沈陽建筑大學市政與環(huán)境工程學院			點擊數：
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淺析火炕在我國農村采暖中的應用
及節(jié)能改造措施
佘燦明
郭金太
王齡苗
李剛
于璽
沈陽建筑大學市政與環(huán)境工程學院
遼寧省農委后勤服務中心
沈陽建筑大學市政與環(huán)境工程學院
摘要：在寒冷的北方農村地區(qū)，火炕作為主要的采暖設施，其局部溫度和熱舒適性就顯得尤為重要，但是傳統(tǒng)的火炕存在
著燃燒效率低、燃料消耗大、熱舒適性低以及燃燒污染大等問題，已不能滿足人們對室內熱環(huán)境的需求。本文針對以上傳統(tǒng)火炕
存在優(yōu)勢和不足之處進行了探討，并提出了一種新型的太陽能相變蓄熱火炕，將相變材料的蓄熱性和毛細管網型太陽能采暖兩種
技術同時運用到火炕采暖中，可以有效改善改善室內熱環(huán)境、提高能源利用率、滿足農村居民對熱舒適性的要求，為農村火炕節(jié)能
改造提供了一種有效的途徑。
關鍵詞：農村；火炕；節(jié)能改造
1 引言
火炕的發(fā)展迄今已有兩千多年的歷史，在寒冷的北方地
區(qū)占有非常重要和顯著的地位，是一種很有潛力的采暖方
式。目前我國北方地區(qū)的廣大農村主要靠炕采暖，大約有
85％的農村居民在使用火炕，可見炕已經成為農村住宅采暖最
重要、最有效的措施。然而，傳統(tǒng)的火炕存在著燃燒效率低、
燃料消耗大、熱舒適性低以及燃燒污染大等問題，同廣大農村
居民對生活品質日益增長的要求和國家節(jié)能減排的政策不相
符合，因此對于農村主要采暖方式火炕的技能改造顯得尤為
重要。
2火炕系統(tǒng)結構及工作原理
2．1火炕的系統(tǒng)結構
近年來，我國北方農村廣泛使用的火炕形式是落地炕和
架空吊炕。吊炕的散熱面積比落地炕增加了近一倍，降低了
炕體的熱量損失，并提高了室內的平均溫度，吊炕的使用已成
為一種趨勢，是一種新式炕體，受到廣大農戶的青睞。火炕由
三大部分構成：一是用于炊事并提供熱源的灶臺；二是薪柴燃
燒余煙流經炕內部的煙道，用來提高炕面溫度；三是用來排煙
的煙囪。
2．2火炕的工作原理
炕是我國北方地區(qū)冬季取暖的主要供暖設施?？还┡?
通過高溫煙氣加熱炕維護結構的表面溫度，并與室內環(huán)境形
成對流換熱和輻射換熱，完成供暖。農居每天生火三次，通過
燃燒薪柴所產生的高溫煙氣流經煙道來加熱炕體，向室內供
暖。炕板基本上是由熱容量較大的材料組成，在加熱期間，熱
煙氣通過自然對流和輻射換熱把熱量傳遞給炕板，炕板吸收
大量的熱量并儲存起來，積蓄在炕板里的熱量能夠保證炕板
具有一定的溫度水平，進而把熱量傳遞給室內空間，并可持續(xù)
數小時向室內供熱。
3火炕在我國農村采暖中存在的問題
目前，農村住宅中常用的采暖措施主要有火炕、火墻、土
暖氣、火爐、低溫地板輻射采暖等。其中，火炕是應用最為廣
泛的一種采暖措施。據2004年統(tǒng)計，在中國大約有4364萬戶
農村家庭使用著6685萬鋪火炕。但是，目前我國相關部門對
于農村火炕的發(fā)展重視不夠，國內外有關火炕的研究還處于
起步階段，缺乏深入的研究，嚴重地阻礙了炕的發(fā)展和推廣，
使得火炕的許多弊端和缺陷表現得越來越突出，存在如下幾
方面的問題：
(1)溫度難以控制?；鹂坏牟裥?、燃煤等熱源方式導致炕
面溫度隨時間波動較大、室內溫度分布不均勻，影響熱舒適性。
(2)燃料消耗量大。為了提高室內熱舒適性就要燃燒大量的燃
料，而火炕熱效率較低，僅靠炊事生火加熱火炕，不能滿足農戶
的采暖需求，多消耗的燃料占全年用量的80％左右。(3)熱效率
低。對于傳統(tǒng)火炕系統(tǒng)，結構簡單，燃燒條件受限制，燃燒燃料
時不夠充分，熱效率較低，大部分熱量沒有經過完全的換熱便排
出室外，浪費大量的能源，并且農村住宅保溫設施不完善，供暖
期間熱損失嚴重，致使室內溫度較低，極大地影響了室內熱舒適
度。(4)污染環(huán)境。燃燒燃料產生的煙氣會造成環(huán)境污染?，F有
火炕的燃燒方式已經不能符合世界能源的發(fā)展趨勢，開發(fā)新型、
清潔、可再生能源勢在必行，如太陽能、沼氣、燃氣、電等新型能
源，以便滿足我國節(jié)能環(huán)保的要求。
4火炕的節(jié)能改造措施
火炕通常是利用炊事余熱取暖，灶臺間歇運行，但炕體需
向室內連續(xù)供暖，這是一個矛盾。而相變材料可實現能量的
轉移、延長供暖時間，可有效改善炕面溫度不均勻性。通過相
變材料在物性轉化過程中將熱源提供的熱量蓄存在相變材料
中，當夜間停止熱源供暖后，相變材料將蓄存的熱量放出，環(huán)
境溫度升高，提高室內的舒適度。充分利用加入炕面板中相
變蓄熱材料進行儲能，把多余熱量轉換成熱能儲存起來，使用
少量的材料就可以儲存大量的熱量，這些熱量在炕面板溫度
下降到不能為房間采暖時釋放，實現了能量的轉移，可以起到
削峰填谷的作用，提高了能源的利用率，并改善了室內的居住
環(huán)境。
然而，相變材料的使用，勢必會帶來系統(tǒng)熱慣性的增大，
停火期固然對取暖有利，但在生火期卻延緩了炕面的升溫速
度，因此考慮引入太陽能毛細管網作為冬季供暖的輔助熱源
以維持室內舒適性。將相變材料的蓄熱性和毛細管網型太陽
能采暖兩種技術同時運用到火炕采暖中，提出了一種新型的
太陽能相變蓄熱火炕。由于毛細管網型太陽能供熱系統(tǒng)熱慣
性小，熱反應時間10min～30min，隨時啟動隨時升溫，并可提前
啟動，恰好可以補償相變蓄能材料帶來的弊端，使得整個系統(tǒng)
舒適性更強，使用更靈活。
5結束語
在提倡“綠色環(huán)保、節(jié)能減排”的今天，對農村火炕的改造
顯得尤為重要。將相變材料的蓄熱性和毛細管網型太陽能采
暖兩種技術同時運用到農居火炕采暖系統(tǒng)中，與火炕相結合
既發(fā)揚了傳統(tǒng)火炕采暖的優(yōu)勢又克服了其存在的缺陷，為提
高建筑室內舒適度、降低能耗和改善環(huán)境提供了一種有效的
途徑?？傊捎锰柲芄┡?，在技術、經濟、環(huán)保等方面都已
具有顯著的優(yōu)勢和競爭力，它將迅速的發(fā)展起來，對節(jié)約能
源、提倡社會主義新農村建設都有著十分重要的意義。
參考文獻：
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