中国传统火炕非均质设计与性能优化

• 作者: 李洪强 毕名达 阳小华 刘丽芳 周彦 徐峰 张国强
• 来源期刊: 湖南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 农村供暖 乡村振兴 中国传统民居 热舒适性
• 年，卷（期）: 2024,（9）
• 页码范围: 169-179
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2023112

摘要

针对中国传统火炕（Heated Kang）设计不合理导致的炕面温度不均、热舒适性差、热效率低等问题，提出了一种传统火炕的非均质设计方法 .为更好地揭示新型火炕设计原理与分析火炕热均衡性、热舒适性等性能，通过CFD模拟平台建模，研究火炕的竖洞率（竖洞区域占火炕整体区域的比例）、炕板蓄热层厚度以及入口烟气温度、出入口相对位置等关键参数对炕板表面温度均衡度的影响.结果表明，竖洞率为83%，炕板蓄热层厚度为80-50-20 mm（Ⅰ区80 mm，Ⅱ区50 mm，Ⅲ区20 mm），入口烟气温度为275℃，出入口形式为倒卷帘时炕面温度最为均匀，此时炕面温度标准差为5.6℃，而且具有较高的平均温度，为36.4℃.通过采用内部结构非均质设计方法，火炕的表面热均衡性显著提高50%.倒卷帘形式的出入口相对位置在优化炕面温度均匀性的同时，显著提高炕面最低温度9.1℃.该研究结果为传统火炕节能、提高热效率提供新思路，对传统火炕的创新改进具有重要指导意义.