农村住宅太阳能-地板辐射采暖系统经济性研究

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1、农村住宅太阳能/地板福射采暖系统经济性研究【摘要】本文主要研究利用太阳能地板辐射采暖系统代替传统的采暖方式的可行性，促进农村可再生能源联合供给的目的。【关键词】太阳能地板辐射采暖2009年，世界一次能源消费放缓增长，各类化石燃料的消费同时也在放缓增长。2004-2⑻9年，我国能源消费总量增速由16.1%下降到5.2%，下降了10.9个百分点［1］，年均下降2.18个百分点，但以煤炭为主的化石能源结构给中国带来了日益严重的环境问题。可再生能源在全球能源结构中所占的比例虽然很小，但在一些发达国家具有良好的发展速度。全球各地的风能和太阳能装机容量分别增加29.9%

2、和69%,两者均高于过去10年的平均水平，这表明可再生能源的实质性影响正在显露。而农村既是能源消费领域又是能源的生产领域所以搞好农村的节能减排工作，有利于优化能源结构以及缓解能源压力，有利于保护并改善农村地区的生态环境，有利于提高农民的生活质量，对实现我国的可持续发展战略有积极的推动作用。而农村既是能源消费领域又是能源的生产领域，所以搞好农村的节能减排工作，有利于优化能源结构以及缓解能源压力，有利于保护并改善农村地区的生态环境，有利于提高农民的生活质量，对实现我国的可持续发展战略有积极的推动作用。太阳能作为可再生能源，取之不尽、用之不竭，且有其它常规能源所不

3、能替代的优势，即零原料、无污染、可再生、可直接利用等明显优点。随着太阳能应用技术的不断发展以及市场需求的不断增多。1我国农村地区能源现状我国能源面临严峻的形势，其主要矛盾就是消费与生产的矛盾，即需求大于供给，呈现供不应求的现象。我国是农业大国，农村能源是整个国家能源系统的重要部分，其供应与消费必然会影响到我国能源的供求形势。预计在未来15年内农村能源消耗占中国总能耗比例会逐步提高。2005年国家提出了建设社会主义新农村的方针，旨在调整农村的能源结构形式，解决农村的能源问题，保护生态环境，而农村巨大的可再生资源潜力可以为农村经济发展提供有力支持。从近年来从国家

4、出台的一系列政策可以看出，党中央在加快推进新农村建设进程中对农村能源问题给予了高度关注。2太阳能/地板辐射采暖在农村地区的应用将太阳能应用于地板辐射采暖是在新型管材出现后才开始的。近年来，太阳能热利用产品性能日益提高，太阳能供暖逐渐受到人们的重视，众多学者也展开了很多研究。但受经济水平的制约，主动式太阳能供暖系统在我国发展得比较缓慢，太阳能供热、采暖工程应用仍处于起步阶段，与城市建筑中的应用相比较，在农村还很少见。对于农村地区来讲，最主要的问题就是系统的初投资较高，再加上太阳能供暖在应用上存在着季节性及昼夜性的供应与消耗反差，造成了冬季热量不足而夏季系统过热

5、的问题所以该项目的技术在实际应用中还处于未成熟阶段，尚缺少实际的研究与数据，比较集中和有代表性的是北京周边郊区县新民居的太阳能采暖工程。2004年，北京市平谷新农村的示范项目中，采用了太阳能低温热水地板辐射采暖系统，并将集热器与屋面相结合［2］。通过实地测试均可到达预期效果，说明利用太阳能采暖系统对于解决农村冬季采暖问题切实可行，节约了传统能源的同时也改善了农村环境。该项目提供了很多可利用的经验，并促进了太阳能供热采暖技术提升，带动北京其他区县以及其它省份的示范推广，为我国太阳能供热采暖技术推广起到积极作用［3］。3系统原理实验选取某一套农村老式住宅，房间面

6、积21m2,其中地i=raiH积为llm2,土炕面积为10m2,采暖形式为地板辐射采暖，地面装饰材料为光面瓷砖。建筑外墙为370mm的实心粘土砖，墙内加抹灰，窗户为单层木窗。埋管管材为PE-X管，盘管间距100mm，管长100m。其原理图如图1所示。1系统原理系统控制系统为采用自动智能化，运行方式为全自动温差循环，数字显示水温。当白天太阳辐射迗到一定强度的时候，系统进行储热，由集热器收集到的太阳能以热的形式通过循环介质储存到储水箱中，当太阳福射强度低于一定值时系统将关闭循环水泵，储热停止。在用户设定时刻开启供热段循环水泵，同时打开阀门，系统进入供热阶段，当供

7、水温度低于设计温度时，电加热器启动，进行辅助加热。4太阳能采暖系统经济效益分析4.1系统初投资4.1.1太阳能集热器选取实验工程的农村住宅为设计基础，采暖面积为21m2。考虑农村的高大空旷的建筑结构形式以及外墙、屋顶等的保温性相对较差等因素，取面积热指标q=140w/m2,采暖热负荷2520w。根据《太阳能供热采暖工程技术规范》中的公式计算太阳能集热器面积：w/m2(1)式中：-系统集热器面积，m2;-建筑物热负荷，W;-当地集热器采光面积上的平均日太阳辐射量，MJ/(m2•d)，天津地区为15.804MJ/(m2-d)；-太阳能保证率,％，取40%;-基于

8、总面积的集热器平均效率，％，取45%；-管路及贮热装