伴隨著我國新農(nóng)村規(guī)劃的持續(xù)推進,農(nóng)村樓房的能源利用率并沒有提升,而城區(qū)建筑的能源利用率每年不斷提升。北方農(nóng)村樓房的火墻、火爐和火炕等采暖方式,能維持基本的室內(nèi)熱環(huán)境要求,但室內(nèi)空氣品質(zhì)差,室外環(huán)境污染嚴重,同時較低的熱效率造成大量能源浪費。因此農(nóng)村樓房急需新型的采暖方式。
太陽能技術應用于農(nóng)村樓房中,已開始引起廣泛的關注。太陽能采暖系統(tǒng)在沈陽市一座典型農(nóng)村建筑進行了實測,實測表明,太陽能采暖系統(tǒng)可節(jié)省燃煤約1.5t。李金平等實驗探討了太陽能采暖系統(tǒng)應用于大西北鄉(xiāng)村某住宅的采暖效果,采暖末端選擇了散熱器和地板輻射,探討結(jié)果表明,地板采暖具有更好的采暖效果。張先生等通過實驗探討了太陽能聯(lián)合沼氣進行農(nóng)村樓房采暖的供熱量,研究表明:聯(lián)合供暖方式比普通供暖系統(tǒng)節(jié)約能量為75.92%。
空氣源熱泵也應用于農(nóng)村樓房采暖。模擬分析了600萬戶農(nóng)戶采用空氣源熱泵供暖的采暖效果以及對電網(wǎng)的影響。趙建康等通過北京農(nóng)村示范建筑測試了空氣源熱泵(末端為散熱器)的采暖效果。張小姐等使用雙級壓縮變頻增焓空氣源熱泵應用于北方農(nóng)村。周瑞辰等實驗探討了太陽能與生物質(zhì)能聯(lián)合應用于鄉(xiāng)村采暖,實驗表明了系統(tǒng)具有良好的熱舒適性及節(jié)能性。
王小姐等等對大西北鄉(xiāng)村各地區(qū)典型建筑的各種采暖熱源進行了比較研究。
文中提出農(nóng)村樓房用太陽能-空氣源熱泵-生物質(zhì)能多能源互補供暖系統(tǒng),末端采用輻射板方式,應用TRNSYS軟件探討并優(yōu)化了系統(tǒng),給出了運行策略。
1 太陽能-空氣源熱泵-生物質(zhì)能多能源互補供暖系統(tǒng)空氣源熱泵和太陽能供暖受環(huán)境限制,生物質(zhì)能具有靈活的特點,多種能源可以發(fā)揮其各自的優(yōu)勢,實現(xiàn)優(yōu)勢互補。農(nóng)村樓房太陽能-空氣源熱泵-生物質(zhì)能多能源互補供暖系統(tǒng)如圖所示。
該系統(tǒng)的運行模式為:太陽能應優(yōu)先運行,并設計儲熱水箱,太陽能不夠時考慮空氣源熱泵,當空氣源熱泵能耗等級較低時,考慮生物質(zhì)能做輔助熱源,該系統(tǒng)可同時在夏季和過渡季節(jié)制備生活熱水。運行模式如下:
(1)太陽能熱水系統(tǒng)能夠滿足用戶供暖需求時,空氣源熱泵系統(tǒng)關閉,燃煤鍋爐不運行,太陽能集熱系統(tǒng)承擔系統(tǒng)全部負荷;
(2)當太陽能不夠時,空氣源熱泵能耗等級高時,采用太陽能和空氣源熱泵聯(lián)合運行,燃煤鍋爐不運行;
(3)當太陽能不夠、空氣源熱泵能耗等級較低時,空氣源熱泵系統(tǒng)開啟,燃煤鍋爐運行。