一种适用于间歇式采暖模式的余热回收装置的制造方法
【专利摘要】一种适用于间歇式采暖模式的余热回收装置，包括：第一墙体，所述第一墙体内设置第一气体通道；第二墙体，所述第二墙体呈实体设置，并通过第一热源装置加热，进行热量蓄积；排气装置，所述排气装置选择性的通过设置在所述第一墙体内的第一气体通道，或异于所述第一墙体的第二气体通道与第二热源装置连通，并通过第三气体通路与所述第一热源装置连通。本发明不仅适于间歇式采暖模式，实用性增强，而且热效率高、能耗低，有效避免室内空气污染。
【专利说明】
一种适用于间歇式采暖模式的余热回收装置
技术领域
[0001]本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种适用于间歇式采暖模式的余热回收
目.0
【背景技术】
[0002]目前，中国乡村地区常用的余热回收利用装置包括北方地区的第一墙体11、火炕，以及西南地区火铺等，均为利用生物质或煤炭燃烧产生的高温烟气，将热量蓄积于蓄热性能较好的材料中，再将热量缓慢释放，以提高热舒适。
[0003]但是，目前针对适用于乡村地区的余热回收系统装置主要存在以下几个问题:(I)传统的余热回收利用装置一般热效率较低、能耗较高，且容易造成室内空气污染；(2)针对传统余热回收利用装置的改良研究数量较少，主要包括将相变材料加入蓄热壁体等做法，但对建造成本和施工技法要求较高；(3)此类装置通常涉及炊事设备、蓄热和散热装置及其它采暖设备等，系统性较强，但相应的系统性研究及设计却较为缺乏；(4)此类装置一般用于寒冷及严寒地区，尚未有针对有采暖需求的夏热冬冷地区的设计改良。
[0004]故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明一种适用于间歇式采暖模式的余热回收装置。
【发明内容】
[0005]本发明是针对现有技术中，传统的余热回收装置热效率低、能耗高，容易造成室内空气污染，且改良研究较少，建造成本和施工技法要求较高，以及系统性欠佳，普适性不强等缺陷提供一种适用于间歇式采暖模式的余热回收装置。
[0006]为实现本发明之目的，本发明提供一种适用于间歇式采暖模式的余热回收装置，所述适用于间歇式采暖模式的余热回收装置，包括:第一墙体，所述第一墙体内设置第一气体通道;第二墙体，所述第二墙体呈实体设置，并通过第一热源装置加热，进行热量蓄积;排气装置，所述排气装置选择性的通过设置在所述第一墙体内的第一气体通道，或异于所述第一墙体的第二气体通道与第二热源装置连通，并通过第三气体通路与所述第一热源装置连通。
[0007]可选地，在采暖季时，所述排气装置通过设置在所述第一墙体内的第一气体通道与第二热源装置连通;在非采暖季时，所述排气装置通过异于所述第一墙体的第二气体通道与第二热源装置连通。
[0008]可选地，在采暖季时，所述第一热源装置开启；在非采暖季时，所述第一热源装置关闭。
[0009]可选地，所述第一热源装置为壁炉，所述第二热源装置为柴灶或燃烧炉的至少其中之一。
[0010]可选地，所述第一墙体为厨房和餐厅的分隔墙，所述第二墙体为起居空间和卧室的分隔墙。
[0011]可选地，所述第一墙体内设置的第一气体通道呈蛇形布置。
[0012]综上所述，本发明适用于间歇式采暖模式的余热回收装置通过设置具有第一气体通道的第一墙体，通过第一热源装置直接加热进行蓄热的第二墙体，且用于排烟气之排气装置选择性的通过设置在所述第一墙体内的第一气体通道，或异于所述第一墙体的第二气体通道与第二热源装置连通，并通过第三气体通路与所述第一热源装置连通，不仅适于间歇式采暖模式，实用性增强，而且热效率高、能耗低，有效避免室内空气污染。
【附图说明】
[0013]图1所示为本发明适用于间歇式采暖模式的余热回收装置之立体图；
[0014]图2(a)所示为适用于间歇式采暖模式的余热回收装置之俯视图；
[0015]图2(b)所示为适用于间歇式采暖模式的余热回收装置沿A-A轴剖视图；
[0016]图2(c)所示为适用于间歇式采暖模式的余热回收装置沿B-B轴剖视图；
[0017]图3(a)所示为适用于间歇式采暖模式的余热回收装置在采暖季进行炊事工作原理图；
[0018]图3(b)所示为适用于间歇式采暖模式的余热回收装置在采暖季进行采暖工作原理图；
[0019]图3(c)所示为适用于间歇式采暖模式的余热回收装置在非采暖季进行炊事工作原理图。
【具体实施方式】
[0020]为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
[0021]目前，中国乡村地区常用的余热回收利用装置包括北方地区的第一墙体11、火炕，以及西南地区火铺等，均为利用生物质或煤炭燃烧产生的高温烟气，将热量蓄积于蓄热性能较好的材料中，再将热量缓慢释放，以提高热舒适。
[0022]但是，目前针对适用于乡村地区的余热回收系统装置主要存在以下几个问题:(I)传统的余热回收利用装置一般热效率较低、能耗较高，且容易造成室内空气污染；(2)针对传统余热回收利用装置的改良研究数量较少，主要包括将相变材料加入蓄热壁体等做法，但对建造成本和施工技法要求较高；(3)此类装置通常涉及炊事设备、蓄热和散热装置及其它采暖设备等，系统性较强，但相应的系统性研究及设计却较为缺乏；(4)此类装置一般用于寒冷及严寒地区，尚未有针对有采暖需求的夏热冬冷地区的设计改良。
[0023]请参阅图1、图2(a)?2(c)、图3(a)?3(c)，图1所示为本发明适用于间歇式采暖模式的余热回收装置之立体图。图2(a)所示为适用于间歇式采暖模式的余热回收装置之俯视图。图2(b)所示为适用于间歇式采暖模式的余热回收装置沿A-A轴之剖视图。图2(c)所示为适用于间歇式采暖模式的余热回收装置沿B-B轴之剖视图。图3(a)所示为适用于间歇式采暖模式的余热回收装置在采暖季进行炊事工作原理图。图3(b)所示为适用于间歇式采暖模式的余热回收装置在采暖季进行采暖工作原理图。图3(c)所示为适用于间歇式采暖模式的余热回收装置在非采暖季进行炊事工作原理图。
[0024]请参阅图1、图2(a)?2(c)、图3(a)?3(c)，所述适用于间歇式采暖模式的余热回收装置I，包括:第一墙体11，所述第一墙体11内设置第一气体通道12;第二墙体13，所述第二墙体13呈实体设置，并通过第一热源装置14加热，进行热量蓄积;排气装置15，所述排气装置15选择性的通过设置在所述第一墙体11内的第一气体通道12，或异于所述第一墙体11的第二气体通道16与第二热源装置17连通，并通过第三气体通路18与所述第一热源装置14连通。
[0025]为了更直观的揭露本发明之技术方案，凸显本发明之有益效果，现结合【具体实施方式】对本发明适用于间歇式采暖模式的余热回收装置之结构和工作原理进行阐明。在【具体实施方式】中，所述适用于间歇式采暖模式的余热回收装置之具体形式、形状等仅为列举，不应视为对本发明技术方案的限制。
[0026]请继续参阅图1、图2(a)?2(c)、图3(a)?3(c)，所述适用于间歇式采暖模式的余热回收装置I，包括:
[0027]第一墙体11，所述第一墙体11内设置第一气体通道12;更具体地，所述第一墙体11内设置的第一气体通道12呈蛇形布置。
[0028]第二墙体13，所述第二墙体13呈实体设置，并通过第一热源装置14加热，进行热量蓄积;作为具体地实施方式，非限制性地，所述第一热源装置14为壁炉。
[0029]排气装置15，所述排气装置15选择性的通过设置在所述第一墙体11内的第一气体通道12，或异于所述第一墙体11的第二气体通道16与第二热源装置17连通，并通过第三气体通路18与所述第一热源装置14连通。其中，所述第二热源装置17为柴灶或燃烧炉的至少其中之一。
[0030]作为本领域技术人员，容易理解地，在采暖季时，所述排气装置15通过设置在所述第一墙体11内的第一气体通道12与第二热源装置17连通;在非采暖季时，所述排气装置15通过异于所述第一墙体11的第二气体通道18与第二热源装置17直接连通。同时，在采暖季时，所述第一热源装置14开启;在非采暖季时，所述第一热源装置14关闭。
[0031]在采暖季，厨房炊事活动产生的余热用于提高就餐空间的舒适度;傍晚起居空间和卧室处之第一热源装置14直接加热所述第二墙体13，进行热量蓄积，以提高入睡前卧室的热舒适度。故，所述第一墙体11为厨房和餐厅的分隔墙，所述第二墙体12为起居空间和卧室的分隔墙。在非采暖季，炊事烟气通过异于所述第一墙体11的第二气体通道18与第二热源装置17连通，直接由排气装置15排出，减少对室内温度的影响，同时所述排气装置15促进有害烟气的排出，降低室内空气污染。
[0032]为了进一步凸显本发明之有益效果，在搭建具有适用于间歇式采暖模式的余热回收装置之实验房后，研究不同炊事模式下，蓄热壁面温度分布特征和对室内温湿度、梯度、及舒适度的影响。
[0033]测试证明，仅利用炊事及采暖余热，而不额外增加耗柴量的情况下，使用本发明适用于间歇式采暖模式的余热回收装置对提高室内热舒适的作用显著。实验结果显示，连续炊事过程(每日三餐或每日两餐)对提高室内空气温度和热舒适有重要意义:独立炊事模式下(每日一餐)，使用该装置的房间温度平均高于对照房间0.95°C，最大值2°C;而连续炊事模式下(每日三餐或每日两餐)，使用该装置的房间温度平均高于对照房间3.3?3.9°C，最大值达到7.6 °C。
[0034]蓄热壁面一方面通过对流使房间内空气温度略有升高，另一方面在与其距离较近时，通过热辐射直接提高人体舒适度，靠近蓄热壁面处平均辐射温度显著上升，在垂直距离上迅速降低。
[0035]同时，对该装置的第一墙体11和第二热源装置17联动部分进行了具体实施，并设计对比试验测试该装置有效性。测试房间与对比房间几何特征及构造方式一致，例如东西方向面宽3.2米，南北方向进深4.5米，层高2.5米，平屋顶，设有简易吊顶。门窗设在南侧，窗洞尺寸IX lm，门洞尺寸0.9 X 1.9m，其它方向立面均无开口。墙体为24砖墙，现浇混凝土屋面，各围护结构均未设保温层；门窗材料为铝合金门窗框，单层玻璃。第二热源装置17与排气装置15位于第一墙体11房间南侧室外;第一墙体11紧邻西侧隔墙设置，进烟口与出烟口均在南侧。第一墙体11使用烧结砖砌筑，高1.3米，宽2.1米，厚度240mm，两侧壁面各60mm，空腔120mm。内部由一道隔烟板分为两个横洞，第一墙体11为单面散热式。
[0036]测试共分为5次，测试I?2为多次燃烧测试，目的在于考察连续炊事过程下，第一墙体11壁面温度分布特征及其对室内热湿环境的影响。测试I持续一日，采用每日两餐模式;测试2持续两日，第一天采用每日两餐模式，第二天采用每日三餐模式。测试3?5为单次燃烧测试，目的在于考察独立炊事过程下，第一墙体11壁面温度分布特征及其对室内热湿环境及热舒适的影响。测试3?4主要考察不同室外天气过程下第一墙体11对室内温湿度及热舒适的影响，测试5主要考察第一墙体11表面温度与室内环境参数之间的关系。测试I?4单次燃烧薪柴量为7.5kg，测试5无薪柴量定额，持续添柴至进参照点壁面温度达到观测温度(80°C)为止。
[0037]测试期间室外天气条件:测试I?2于十一月进行，室外平均空气温度分别为6.06°(:和3.1l0C,平均相对湿度分别为74.59%和51.32% ;测试3?5于三月末四月初进行，室外平均空气温度10.9?17.32°C，相对湿度35.36?72.56%。
[0038]测试结果显示:独立炊事过程下，使用第一墙体11的房间与无任何采暖措施的对照房间相比，室内空气温度有明显提升，在独立的炊事活动开始至结束的I小时内，可将室内空气温度提高平均约TC，最高可提升2?2.5°C;连续炊事过程与独立炊事过程相比，主要差异体现对燃烧前室内基础温度的提升作用，第一墙体11房间温度平均高于对照房间3.3?3.9°C，最大值达到7.6 °C。第一墙体11一方面通过对流使房间内空气温度略有升高，另一方面在与其距离较近时，通过热辐射直接提高人体舒适度，靠近第一墙体11处平均辐射温度显著上升，在垂直距离上迅速降低。即，距第一墙体110.1m处平均辐射温度最高，平均值为15.7?19.3°C，最高值为18.2?32.3°C。平均辐射温度沿第一墙体11垂直方向迅速降低，0.6m处平均值为13.0?13.7°C，最高值为15.6?17.3°C，1.1m处平均值为11.4?13.7°C，最高值为14.2?14.7°C。
[0039]综上所述，本发明适用于间歇式采暖模式的余热回收装置通过设置具有第一气体通道的第一墙体，通过第一热源装置直接加热进行蓄热的第二墙体，且用于排烟气之排气装置选择性的通过设置在所述第一墙体内的第一气体通道，或异于所述第一墙体的第二气体通道与第二热源装置连通，并通过第三气体通路与所述第一热源装置连通，不仅适于间歇式采暖模式，实用性增强，而且热效率高、能耗低，有效避免室内空气污染。
[0040]本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。
【主权项】
1.一种适用于间歇式采暖模式的余热回收装置，其特征在于，所述适用于间歇式采暖模式的余热回收装置，包括: 第一墙体，所述第一墙体内设置第一气体通道； 第二墙体，所述第二墙体呈实体设置，并通过第一热源装置加热，进行热量蓄积； 排气装置，所述排气装置选择性的通过设置在所述第一墙体内的第一气体通道，或异于所述第一墙体的第二气体通道与第二热源装置连通，并通过第三气体通路与所述第一热源装置连通。2.如权利要求1所述适用于间歇式采暖模式的余热回收装置，其特征在于，在采暖季时，所述排气装置通过设置在所述第一墙体内的第一气体通道与第二热源装置连通;在非采暖季时，所述排气装置通过异于所述第一墙体的第二气体通道与第二热源装置连通。3.如权利要求1所述适用于间歇式采暖模式的余热回收装置，其特征在于，在采暖季时，所述第一热源装置开启;在非采暖季时，所述第一热源装置关闭。4.如权利要求1所述适用于间歇式采暖模式的余热回收装置，其特征在于，所述第一热源装置为壁炉，所述第二热源装置为柴灶或燃烧炉的至少其中之一。5.如权利要求1所述适用于间歇式采暖模式的余热回收装置，其特征在于，所述第一墙体为厨房和餐厅的分隔墙，所述第二墙体为起居空间和卧室的分隔墙。6.如权利要求1所述适用于间歇式采暖模式的余热回收装置，其特征在于，所述第一墙体内设置的第一气体通道呈蛇形布置。
【文档编号】F24D15/00GK105987424SQ201610460431
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】宋晔皓, 郝石盟, 林正豪, 陈晓娟, 孙菁芬, 解丹, 韩冬辰, 丁建华
【申请人】清华大学