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新农村建设中采暖方式研究

1农村住宅采暖现状

我国农村住宅大多是由农民自己建造的,一般是以村为主要行政单位,居住较为分散。农村住宅房屋结构一般为木结构、石结构、砖混结构或钢筋混凝土结构等,没有经过专门的设计,建筑节能效果差、能耗较高。再加上我国地域辽阔,气候差别大,如东北地区、西北地区寒冷,南方地区冬天气温相对较高,因此采用的供暖方式不尽相同。1.1北方寒冷地区采暖现状。1.1.1利用火炕采暖。在我国东三省、内蒙古自治区、西部地区,火炕是农村住宅的主要采暖方式。火炕是一种用砖石砌成的供暖设施,由砖石搭建炕间墙,炕间墙内是过烟通道,然后用石板或混凝土板搭在炕间墙上形成炕席,以供人休息、睡觉时进行取暖。由于火炕一般与灶台的灶口相连,利用烧火做饭产生的热量传递至炕席上,使炕席温度上升,最后烟气通过烟囱排出室外。该采暖方式制作简单,不必单独烧炕,因而成本低廉。但是,该采暖方式供热效果不佳,室内温度不达标且温度不均。由于火炕布置在房屋的一角,靠近火炕的一侧温度较高,而靠近窗户一侧温度较低。而且不能保证燃料供应的持续性,一天之内部分时间室内的温度达不到正常要求。另外,火炕所使用的燃料一般为作物秸秆、木材及散煤等。使用这些燃料燃烧不够充分,热转换效率低,造成能源浪费;燃烧后产生的烟尘、颗粒物排入大气中,导致污染物浓度增加,造成大气污染,危害人类身体健康[1]。1.1.2利用热水采暖。利用热水的供暖方式一般多见于经济条件较好的农村家庭,俗称“土暖气”[2]。其是由燃煤锅炉、膨胀水箱、热水管道管件、暖气片等组成的。经锅炉加热产生的热水通过管道输送到暖气片,然后由暖气片散发热量达到供暖效果。该供热方式热转换效率高,室内温度上升快,采暖效果好。但是,其成本比火炕要高,管路系统也较为复杂。而且由于使用的燃料为煤,燃烧过程中容易产生烟尘、二氧化硫等大气污染物,影响农村空气质量。1.2南方地区采暖现状。南方地区的采暖区域主要是集中在长江流域。该地区气候特点是夏热冬冷,冬季气温虽然没有北方地区温度低,但是室内温度往往在10℃以下。采用的供暖方式有火炉、火盆、电热毯、电暖气和空调等。采用火炉或火盆的采暖方式,主要集中在江西、湖南、湖北、四川及安徽等省区,该供暖方式采用木材或木炭燃烧取暖,燃烧过程中会释放大量的二氧化碳污染室内环境,应注意供暖时的使用安全。在经济相对发达的江苏、浙江、上海等省区通常采用电暖气、空调等供暖方式。该供暖方式效果好,但在使用过程中需要消耗大量电能,运行成本很高。无论采用哪种供暖方式,与北方采暖方式相比,南方地区采暖时间较短,采暖时间的随意性表现得较为明显。

2农村住宅采暖方式的新发展

2.1低温空气源热泵采暖方式。如前所述,以煤炭、秸秆、木材等作为燃料通过燃烧产生热量的方式进行供暖虽然具有操作简便、成本低廉的优点,但其暴露出的环境污染问题日益严重,特别是北方地区,加大了雾霾天气发生的频率。而低温空气源热泵技术是一种清洁的能源利用技术,可以替代传统的燃料燃烧的供暖方式[3]。空气源热泵以外界大气作为热量摄取来源,不需要燃烧燃料和热水锅炉,安全可靠,无废弃物产生,基本可以实现零污染。低温空气源热泵技术可以实现低温空气的热量交换和传递,大大拓宽了空气源热泵的应用地域和范围,使其从原来的长江流域以南逐步北扩至黄河流域的华北地区,甚至东北地区。低温空气源热泵的采暖方案可以采用热风型低温空气源热泵采暖方案和热水型低温空气源热泵采暖方案,为了提高供热面积,热水型低温空气源热泵采暖具有较大优势,可以实现多个房间热水采暖。2.2新型生物质能利用的采暖方式。我国是一个农业大国,每年产生的生物质秸秆等数量巨大,将秸秆进行加工成为成型燃料并用于替代北方农村地区采暖散煤具有较大的优势[4]。目前,生物质能的利用方式有秸秆发酵产沼气、生物质气化和生物质加工成固体颗粒等。生物质能利用具有较好的经济性和可持续性,而且与替代工业用煤相比,节能减排效果更为显著。但是,在生物质能利用方面面临一些问题及挑战,如运行成本问题、规模小且分散问题、农民认识问题,因此需要进一步加强生物质能的推广与应用。2.3利用太阳能的采暖方式。太阳能作为一种新型能源和可再生能源,取之不尽、用之不竭,而且在利用过程中不会带来环境污染。太阳能采暖是利用太阳能来获取热量,并将热量传递给水形成热水,然后将该热水用于建筑采暖。该系统的主要设备是太阳能集热器,还包括供热管道、散热设备、贮热设备和辅助热源等。太阳能采暖系统按集热系统运行方式可分为直接式与间接式2种,直接式是利用太阳能集热器将水加热后直接供给用户使用;间接式是利用太阳能集热器将水加热后再将该热水作为传热介质,通过换热器将传热介质加热水供给用户使用。太阳能采暖系统出水温度不高,多采用低温地板辐射采暖方式。太阳能采暖系统在我国得到了广泛的应用[5],如北京市平谷区挂甲峪新村太阳能采暖示范项目,在地板采暖供水温度为35~40℃,可保证室内温度18℃以上,而在非采暖期可以解决淋浴等热水供应问题,是一种具有较高社会效益和环境效益的采暖方式。

3结语

随着我国新农村建设的不断深入,良好的生态环境和舒适的居住条件已成为农村居民的正常需求,与之对应的能源需求量也在逐年提升。传统的能源已满足不了农村居民日益增长的能源需求,加之散煤等可枯竭能源的大量使用,造成空气环境污染,雾霾、酸雨等现象频发。因此,在农村住宅采暖方式上需要对供暖能源进行合理、多渠道的选用,除了要保证室内正常的供暖温度需求外,需要重点考虑供暖方式的经济成本、使用的安全性和环保性等,而太阳能采暖系统是一种值得广泛推广的采暖方式。

参考文献

[1]谢卧龙,张怀德,刘鑫,等.山西省农村地区燃煤采暖情况入户调查及排污量估算[J].环境科学研究,2018(4):642-647.

[2]冯瑞军,解国珍,葛海霞.北方农村土灶地热采暖技术及其应用[J].安徽农业科学,2010(26):14787-14788.

[3]庞卫科,吕连宏,罗宏.适用于我国农村地区的低温空气源热泵采暖技术[J].环境工程技术学报,2017(3):382-387.

[4]郭长春,郭敏帅,潘夏.生物质燃料在农村热水采暖中的应用分析[J].节能,2014(10):68-71.

[5]高新宇,范伯元,张红光.太阳能采暖系统在新农村建设中的应用研究[J].太阳能学报,2009(12):1653-1657.

作者:查湘义 单位:辽宁省交通高等专科学校建筑工程系

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