一种新型烟气加热通风蓄热式建筑表皮结构的制作方法

本发明属于烟气余热利用技术领域，涉及一种新型烟气加热通风蓄热式建筑表皮结构。

背景技术：

生物质能源是我国农村地区应用最多和最丰富的能源，利用燃烧的生物质能源产生的余热通过热质材料来蓄热的方法是广大农村地区利用此类能源的常用方式，比如北方地区传统的火炕。近年来，利用炊事余热的含义有了更深层的变化，在适应自然环境的同时能最大限度地利用自然环境的潜能，并将其与建筑外围护结构相结合，其形成的室内环境体现了人与自然和谐相处，并且可以达到了节能减排的目的。因此，对于农村地区余热利用的开发与设计来说，利用余热的一体化蓄热表皮是十分有必要的，其有效均匀的采集，储存，释放热量和与建筑围护结构有机的结合是保障农村地区改善室内热环境和空间品质的有效保证。

就传统的基于火炕的蓄热和通风技术，仍存在许多常见的问题，例如余热利用效率底下，其导热作为主要传热方式的原理决定了室内得热的不均匀和低舒适性以及占用了大量的室内空间。国内外基于火炕的余热利用技术开发，主要关注在火炕的热工性能研究、传热机理和传热的温度波动和数学模型优化的方向上。普遍存在着传热不均匀、烟囱处温度过高和管道复杂占用大量室内空间的问题。但室内的热舒适性不尽人意，这说明这种系统的供暖效果不仅与构件的热工性能有关，还很大程度地受到余热发散方式和蓄热构件分布的影响。如何通过对余热在室内循环和发散利用的控制，使炊事余热更好的输送到室内的各个地方，同时保证烟气不进入室内，以达到更好的室内热舒适环境，是目前利用余热的通风蓄热式构件主要的问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新型烟气加热通风蓄热式建筑表皮结构使建筑物能最大限度地发挥自身的调节功能，收集、传输和储存炊事余热，实现低成本、低环境负荷、高舒适性能地开发利用可再生能源。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种新型烟气加热通风蓄热式建筑表皮结构，包括生物质灶炉、烟气管道模块、建筑楼板、热质墙体与建筑外墙，所述的热质墙体与建筑外墙间隔布置并形成热循环墙体空气层，所述的建筑楼板内具有与所述热循环墙体空气层连通的通风间层，所述的烟气管道模块置于热循环墙体空气层内，其一端连接所述生物质灶炉的烟气出口，另一端接通外部大气，在热质墙体的上部和下部还分别设有接通室内空间与热循环墙体空气层的可开闭式的上风口和下风口。

进一步的，所述热循环墙体空气层内在位于上风口、下风口与通风间层交界位置还布置有循环风机，使得空气可在热循环墙体空气层与通风间层之间流动。

进一步的，所述的烟气管道模块包括并联设置的烟气加热管道和排烟管道，所述烟气加热管道和排烟管道的一端连接所述生物质灶炉的烟气出口，另一端分别连接外部大气，在排烟管道上还设置有烟气阀门。

更进一步的，所述的烟气加热管道以盘管式结构布置在热循环墙体空气层。

进一步的，在建筑外墙的外表面还依次布置有建筑保温层与建筑饰面层。

进一步的，所述的建筑外墙采用混凝土外墙；所述的建筑保温层采用聚苯板保温层。

进一步的，所述的热质墙体采用重质混凝土制成。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明设计安装灵活，适合农村地区建造和使用，可以满足农村不同房屋的建造和运行。

(2)本发明可以在量大面广的新农村住宅建设中应用，这对于改善农村住宅设计的多样化及其环境的舒适性，提高农村住宅能源的利用率具有十分重要推广价值。

(3)由于农村住宅产业化发展空间巨大，本发明所述的一体化通风蓄热表皮，有利于推进低造价且适应于农村的住宅产业化发展，具有良好的应用和发展前景。本发明的实施在建筑热质蓄热技术及火炕技术领域具有非常重要的意义。

附图说明

图1为本发明的整体结构平面图；

图2为图1的a-a方向的剖面示意图；

图3为图1的b-b方向的剖面示意图；

图4为图1的c-c方向的剖面示意图；

图中标记说明：

1-生物质灶炉，2-烟气管道模块，21-烟气加热管道，22-排烟管道，23-烟气阀门，3-热循环墙体空气层，4-通风间层，5-热质墙体，6-上风口，7-下风口，8-循环风机，9-建筑外墙，10-建筑保温层，11-建筑饰面层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种新型烟气加热通风蓄热式建筑表皮结构，参见图1所示，包括生物质灶炉1、烟气管道模块2、建筑楼板、热质墙体5与建筑外墙9，热质墙体5与建筑外墙9间隔布置并形成热循环墙体空气层3，建筑楼板内具有与热循环墙体空气层3连通的通风间层4，烟气管道模块2置于热循环墙体空气层3内，其一端连接生物质灶炉1的烟气出口，另一端接通外部大气，在热质墙体5的上部和下部还分别设有接通室内空间与热循环墙体空气层3的可开闭式的上风口6和下风口7。

为了促进采暖过程中烟气管道模块2与热循环墙体空气层3内的热交换效果，参见图2和图4所示，热循环墙体空气层3内在位于上风口6、下风口7与通风间层4交界位置还布置有循环风机8，使得空气可在热循环墙体空气层3与通风间层4之间流动。

为了适用冬夏不同采暖需求，参见图1和图3所示，烟气管道模块2包括并联设置的烟气加热管道21和排烟管道22，烟气加热管道21和排烟管道22的一端连接生物质灶炉1的烟气出口，另一端分别连接外部大气，在排烟管道22上还设置有烟气阀门23。烟气加热管道21以盘管式结构布置在热循环墙体空气层3，以提高烟气加热管道21与热循环墙体空气层3内的热交换效果。

参见图2所示，在建筑外墙9的外表面还依次布置有建筑保温层10与建筑饰面层11，建筑外墙9采用混凝土外墙；建筑保温层10采用聚苯板保温层，热质墙体5采用重质混凝土制成。

在需要采暖的时间，生物质灶炉1产生的炊事烟气进入烟气加热管道21，关闭烟气阀门23，将热循环墙体空气层3的空气加热，与通过下风口7来自室内的空气混合加热，部分空气通过上风口6进入室内，部分空气在循环风机8的作用下在热循环墙体空气层3和通风间层4之间流动，如此循环。热量被热质墙体5吸收，向室内传递热量，热质墙体5吸收的热量一部分通过对流换热传到室内，另一部分贮存在蓄热体内，在夜间释放热量。

在较为炎热的时间，开启烟气阀门23，可以将烟气通过排烟管道22迅速排出室外，并且关闭上风口6和下风口7，墙体和楼板的间隔形成空气夹层(即热循环墙体空气层3与通风间层4)可以延缓热量向室内的传递。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。