海口天海花园:北方农村燃池取暖砌筑技术的研究（一）

北方农村燃池取暖砌筑技术的研究(一)

北方农村燃池取暖也称为北方农村地炕取暖。

(1)    什么是燃池取暖

燃池取暖就是将植物的碎根、茎、叶及锯末子、苇花、稻壳、格挠放在地下池里面阴燃产生热量，经散热面通过传导、幅射和对流方式，提高室内温度的一种取暖方法。

(2)    燃池的建筑材料与使用的燃料

燃池的建筑材料包括：红砖、水泥、中砂、河卵石、钢筋、铁线等。

燃池使用的燃料包括：凡植物秸秆及碎末都可做燃料。比较起来，以碎末为佳。实践证明，锯末子、稻壳、格挠、牛马粪类、篦麻子壳、亚麻屑子、树叶子，麦余子、各种植物根茎、各种仔粒、外壳，一次填充管理得法可供热两个月以上。这些原料农村可以就地取材，多得很，有的不需花钱，同时还有利于农村的环境卫生。

(3)    燃池的结构与砌筑技术要求

①          燃池结构

燃池结构包括：池体、顶部散热板、进(出)料口、通风孔、调温板、注水管七个部分。

②砌筑施工技术要求

1)          燃池尺寸的确定

确定燃池的具体尺寸，一般根据房屋内面积与室内燃池面积之比6：1为最佳效果。

2)          挖坑要求

在确定好室内燃池供暖面积的前提下，可将池型设计成长方形、正方形、圆形都可。在挖坑时要求池壁土层垂直、底面平整夯实。一般要求燃池深可保持在1.2-1.4米之间为宜。

3)          燃池的地面处理

燃池的地面处理要根据两种情况进行考虑，一是水位低的地区可在池底上用红砖铺池底。二是水位高的地区，要用水泥混凝土处理池底，还要处理好防水，以免池底上水、造成熄火。这样处理池底清灰也方便。

4)          砌池壁围墙

池壁围墙砌筑时可分为两种方式：一种是采用水泥混凝土捣制而成，墙宽为80-100mm。第二种是用红砖粘土砂浆砌筑而成，墙宽为240mm。
5)浇筑燃池顶板

燃池顶板的处理，可采用两种做法：①用200号钢筋混凝土整个浇筑燃池顶板面，厚度为80mm。②也可采用预先打好的水泥钢筋混凝土板搭成，厚度为80-100mm。但不管哪种形式，都要在顶板面上留出进(出)料口。

5)          进(出)料口的位置与盖板形式

进(出)料口的位置，应设在烟对角的那端里侧留进(出)料口，大小以人能进出方便为准。一般选用尺寸为上口520×520mm，下口500×500mm，呈上大下小的口形。

盖板形式分为水泥混凝土预制板和双层厚铁板两种。水泥混凝土预制板尺寸要求与进(出)料口上下口尺寸各小5mm，留出密封处理缝隙，并在中心两侧要分别留出两个与板面一平的手拉，用来起放盖板作用。铁板盖板要求在设计进(出)料口时为垂直口形，同时，底口四边还要求内出沿20mm。然后选用5mm以上的铁板，做出与进料口相同尺寸的盖板两块，使用时先放底层铁板，然后上面用干土面或细砂做密封处理，最后再放上层铁板，上层铁板要求放至与地面一平。

7)通风孔

通风孔是用来起助燃作用的。当池内燃料开始点燃后，如果不设通风孔，就很容易会出现焖火或熄火。所以要求初点火时，通风孔可全部打开，燃烧正常后再根据室内温度和池内阴燃情况调整通风孔。通风孔要求设在进料口的一侧，可采用6分铁管由池内一直引到室外，如低于外侧地面时，可引至超出外侧地面，以防雨天进水。

8)烟道尺寸与盖板处理形式

燃池与烟囱之间要砌一条烟道，使它们连接起来。烟道的横截面积可选择240×240mm。上面盖板可采用水泥混凝土板或红砖水泥结块板做上层面板。

9)调温插板

在烟囱的里侧或外侧适当方便部位设调温插板(与火炕连接用一个烟囱的燃池，插板也可设在不影响走路的地面上)大小尺寸根据烟囱大小自行选定。调温插板与烟囱内壁要求密封要好，使用要灵活。日常可根据天气变化和室内温度需要，随时调解调温板来控制燃池内燃料的阴燃情况。

10)池内注水处理

池内注水是防止池内燃料过快过量燃烧，控制延长池内燃料阴燃时间的一项有效措施，当池内温度过高或燃池上面板过热时，就要给池内适量注水。可采用6分铁管，并将设在燃池内的铁管在左、右下三面，分别在管壁上钻上一些小孔，开头稀并要逐渐增多直至到头，并堵塞这头管口。开头燃池外的铁管要引至适当位置。当需要加水时，可用塑料或胶皮管随时连接给燃池内喷水。

11)燃池密封要求

燃池各部位密封效果好坏是个关键问题，如散热顶面、进(出)料口盖板、烟道部分密封效果不好，一是可以加快池内燃料的燃烧，使通风孔和调温插板控制池内燃料燃烧失调。二是会使室内空气污染，造成一氧化碳中毒。所以，要求在施工当中一定要把住燃池顶面板、进(出)料口盖板和连接烟道的密封质量关。

(4)    燃池使用技术要求

①          燃料要求

装入燃池内的燃料入池时要预先进行处理，尽量做到细碎，燃料种类多的要混合均匀，并且要保持一定的湿度、水份含量可保持在20-40%之间，装料时，如能做到池内的燃料离烟囱近的水份含量可加大到40%，中间部分水份含量为30%，进料口处水份含量为20%，这是最佳的装料处理。

②使用技术要求

1)投料：打开入料口，把燃料装入池内，要求一层一层楦实。

2)点火：全部打开通风孔和调温插板，在入料口下面装入3-4捆毛草，然后点燃，并封严进料口盖板。待炕面热至30-40%面积时，可调整通风孔和烟道调温插板，使池内燃料燃烧进入正常的阴燃状态。

3)烟插板的调整：用户日常应根据外界风力情况及使用要求，随时开大或关小调温插板。但调温插板顶端与烟囱内壁之间的距离不要小于5mm。正常运转后，根据室内温度定好插板缝隙，一般室温应保持在15-18℃之间为宜。

(5)燃池的燃烧和供热过程

燃池的正常燃烧过程是阴燃。阴燃是一种无火焰的、低温、低速的燃烧过程。阴燃包括加热干燥、降解和残炭氧化三个过程。

加热干燥是吸热过程。燃料除内部水份外还含有大量的自由水份，所以这一过程吸热强烈。降解过程既包含吸热过程又包含放热过程。在缺氧的条件下燃料吸热裂解，释放出挥发性水分，留下重量轻、形状基本不变的多孔残炭，这是吸热过程。这一过程又叫热解。在温度适宜条件下，挥发性气体遇到氧，发生放热的氧化反应。氧也可以参加降解过程，直接与固体燃料发生氧化反应。在有足够氧存在的条件下，降解过程也可以是净放热的。残炭的氧化是放热过程，阴燃过程的残炭并非纯碳，它比纯碳更易与氧反应。以上三个过程的放热和吸热的强烈程度和燃料的种类关系很大。适于燃料的种类很多。燃池的燃料以采用混合燃料为好，这样各种燃料在阴燃过程中相互补益、阴燃速度适中、放热均匀。

阴燃的传播速度主要取决于氧的供应和温度。氧的供应和燃料充填的密实程度有关。为了减缓燃烧速度，燃池中的燃料总是填得很实。另外，氧的供应还与颗粒大小有关，如果颗粒过大，氧不能扩散到颗粒的内部，阴燃可能会停止，所以，燃籽的燃料最好经过粉碎，以提高颗粒的比表面积，有利于氧的扩散。温度取决于氧化放热和传热的情况，氧化放热越快温度越高，温度越高氧化放热也越快。燃池投入的燃料含水量高达40-50%，有时还需注水管注入水滴，燃料主要靠水份蒸发吸收大量的热来抑制反应速度。

燃池向室内供热是通过燃池盖板以导热对流和辐射传热进行的，从采暖的特点看，燃池采暖是直接利用房间围护结构的一部分(盖板导热)作散热面，然后通过盖板辐射采暖；从室内空气温度与围护表面平均温度比较而言，它介于辐射采暖和对流采暖之间。一般认为当房间围护结构表面平均温度高于室内温度时为辐射采暖，反之为对流采暖。据测定，燃池采暖房间的围护结构表面平均温度与空气温度比较接近。当房间处于端部有三面冷墙时，围护表面平均温度低于空气温度，而在中部房间或围护结构隔热条件好时，特别是被动太阳房，围护表面平均温度高于空气温度。在寒冷地区，适当提高围护表面温度，减少人体向周围表面的辐射散热，同时适当降低空气温度，增加人体的对流散热，给人以更舒适的感觉。所以，燃池采暖比一般对流式采暖使人感到更舒适。

燃池采暖，由于散热面积大，表面温度低(40℃以下)比散热面积小、表面温度高的火炉采暖，辐射给冷壁然后传到室外的热量少得多。并且火炉表面温度高，向人体辐射强烈，使人不舒适。由此可见燃池采暖比火炉有明显的长处。