我国北方农村太阳能采暖研究.pdf

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1、建筑节能与绿色建筑我国北方农村太阳能采暖研究□山东建筑大学热能工程学院潘晋孟扬摘要随着农村生活水平的提高以及新农村建设的推进,我国北方寒冷地区的农村对冬季采暖的需求日益增长。从简单的茅草和农业废弃物为燃料,发展到煤炭、空调、电采暖器等,如果不加以引导势必出现环境污染、能源骤增等严重局面。本文对各种方案进行比较,优选出太阳能供热方案并加以研究其技术可行性,最后得出值得我们进一步细化和研究的结论。关键词农村;冬季;采暖;太阳能一、研究背景①室内温度:控制在不低于14℃(由于农村室内外进出频1、问题的提出繁,所以略低于城市集中供热的温度);②经济性:经济性主要改革开放以来我国农村发生了极大

2、的变化。首先是农民收入包括一次性投资和运行费用以及维护费用等三个方面。经济性是增加,随之而来建设了大量新的房屋,进而对生活质量有了更高研究方案中最为重要的要素之一,如果符合前面所讲的能源目标要求;其次是我国政府倡导实施的新农村建设,使得出现大规模但是资金投入超出农村实际承受能力的话也是注定无法运行的失搬迁新居,农民不得不改变传统的生活习惯。冬季采暖问题在我败方案。投资:低于或相同于传统采暖方式的投资;运行:运行国北方寒冷地区就显得非常突出。目前长江流域比较富裕的农费用低于或相同于传统采暖方式;操作与维护:操作简单;维护村,尽管冬季并不算寒冷,也没有采暖的传统习惯,但是随着生方便且费用

3、低廉。活水平的提高,冬季增加了许多采暖设施,如空调、电暖器等。(二)、按照目标筛选相比之下,更加寒冷的北方地区农村也开始增加采暖或改变传统1.热能方面的采暖习惯。如果不加以引导,这一庞大的市场需求将会出现新按照一半建筑达到节能50%估算,北方城市冬季供热的热22一轮的能耗暴涨与环境的恶化局面,无疑会给我国的节能减排形能需求,每平方米的供热量大约30w/m,按照160m计算,式带来极其严重的后果。如何从技术层面上做到适应农村的供暖冬季的供热量大约4800w,平均供热天数120天,则供热量方式,这一研究在当前就显得极具意义。4800x120x24x3600==49766400KJ2、目前

4、农村采暖现状我们推定年供热量为49766400KJ,热源的年均能源消耗量长期以来,农村相对比较落后和贫穷,地处寒冷地区的农为:舍采暖属于奢侈需求,基本燃料大都是依靠当地农业秸秆以及拾荒的柴草等,或者购买少量煤炭作为辅助燃料。除了燃料之外,①公式①中,Ba为年均能源消耗量,kg;传统的采暖形式有采暖炉、热炕等。目前,除了少数很富裕的地QA为推定供热量,kJ;y区和农民家庭之外,绝大多数地区和农户仍然维持着传统的采暖Qdw能源的低位发热值,kJ/kg;方式。建筑物内的平均温度大大低于城市集中供热的指标,在室ηy为热源的热效率,%;外-10℃时,室内温度只有8℃左右。ηw为热网的热效率,%

5、。3、农村采暖的特点表1各采暖原材料的低位发热值:天然气电煤生物质太阳能农村房子相对低矮,(为太阳能集热面积提供有利条件);燃料类型32(kJ/m)(kJ/kWh)(kJ/kg)(kJ/kg)(kJ/m)生物质能来源比较方便(考虑生物质能燃料);居住家庭的人口发热值470003600260001200018000002较多;建筑面积相应较大(一般在160m左右)。表2以不同燃料为热源的采暖系统的热效率二、供暖方式的比较热源形式燃气锅炉电锅炉煤锅炉生物质锅炉太阳能热源η(%)859576~7880501、要实现的目标y热网η(%)94~9594~9594~9594~9585~95(1)

6、尽量引导实现减少和避免使用常规能源的消耗,能够采w用绿色能源(可再生能源并且是清洁能源);适合农村的简单的由公式①,可得出不同组合的年均能源消耗量,计算如下:操作模式和宽泛的运行管理方式;使得农村冬季家庭供暖卫生健燃气锅炉:康;整体经济性好,以适宜于目前大多数农村的经济状况。(2)具体要求指标DOI:10.16116/j.cnki.jskj.2015.06.01676建筑节能与绿色建筑以看出,综合考虑农民的采暖方式宜采取太阳能电锅炉:三、太阳能供暖研究煤锅炉:1、几种集热形式目前市场上的集热器种类较多,主要有真空管集热器、平生物质锅炉:板集热器、陶瓷集热器、塑料集热器等。其中集热效率

7、较高的是真空管集热器和陶瓷板集热器,由于前者排布不能象后者那么密太阳能集热器:集,所以集热效率(单位面积的得热量)略低于陶瓷。另外在价格和寿命方面陶瓷在所有的集热器形式中占有明显的优势,所以(2)资源合理性方面在农村应用具有更好的适应性。塑料太阳能是近期刚刚面世的新生物质来源广泛,贮存方便;而天然气,煤都是不可再生产品,从其产品设计以及整体性能的测试结果来看,该产品也是的能源同时污染环境。电是一种高品位能量,成本高不经济。所未来太阳能发展的一个较好的产品,

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