摘要:我国北方农村现有的火墙是人类最早掌握并使用的生活取暖方式之一。长久以来,众多国内外学者普遍认为火墙、火炕等古老的采暖方式符合可持续发展理念、能以较低的成本和可再生能源的消耗解决众多民众生活的取暖问题。随着“节能减排”呼声的不断高涨,确定火墙内部构造形式对于提高室内采暖效果有着重要的意义。现阶段我国农村居民所使用的火墙、火炕,通常利用墙体储热或在烟道内对空气加热等手段来传递热量,而在间歇采暖时,由于热量产生的不连续性,通常热效率较低,同时造成热量损失等现象。
目前,相变蓄热技术在太阳能热利用、工业余热回收、采暖空调等节能领域中得到了广泛的应用。相变材料(PCM)的突出特点是相变潜热大、相变时温度恒定,这两点优势大大提高了建筑材料的热容,并实现了建筑物的节能保温。目前,相变材料(PCM)有着诱人的应用前景,而且已成为世界范围内的研究热点。以火墙内部的烟气为热源,将相变材料应用于火墙壁面是一种大胆而有新意的设计,能够有效地储存热量,并在需要热量时加以利用。当相变材料在其物相发生变化时,会伴有较大能量的释放或吸收。可对不连续、不稳定的热量进行充分利用,以调整控制工作源或相变材料周围环境的温度,此项技术是一项提高能源利用效率的环境友好技术。
本文研究的火墙是指房间与厨房之间的隔墙火墙,尺寸均为1.8m×0.25m×1.6m。布置在靠门的一侧,以便能够有效阻止室外冷空气的进入,并且此火墙属于双面加热火墙,能够同时对房间和厨房进行辐射采暖。火墙壁面采用具有一定蓄热能力的砖和水泥砂浆作为墙材,比热为1.09 kJ/kg·℃,导热系数为0.87W/ m·k,蓄热系数为33.08kg/ m2·h·℃,壁厚为0.08m。火墙内部的折烟隔板均采用1/4砖厚,且越薄越好。设置隔板的目的是为了使烟气在火墙中行走的路线和停留时间加长,以便充分换热。本文研究的折烟隔板构造形式主要包括如下三种形式(如图1)。进烟口尺寸为0.18m×0.26m×0.16m,出烟口尺寸为0.15m×0.1m×0.12m。

