新能源利用技术在农村采暖中的推广利用

高海华 管永伟

（河南绿探集团，河南 濮阳 457000）

新能源利用技术在农村采暖中的推广利用

高海华 管永伟

（河南绿探集团，河南 濮阳 457000）

本文针对农村建筑分散、经济落后及能源利用的情况，提出了三种农村采暖模式，为我国农村改造进程中能源的合理开发和充分利用提供参考。这三种模式不仅解决了农村采暖问题，还有效利用了农村过剩的生物质能源，有利于新能源设备在农村的推广和利用。

生物质能源；独立式采暖；集中式供暖；水源热泵

1 前言

中国农村可再生能源储量丰富，太阳能、水能、生物质资源、地热能等资源占能源总量超过60%，但资源分散，收集困难，造成大量浪费。要合理利用这些资源，须借助先进的技术及高性能的设备加以开发。据统计，我国每年产生的农作物秸秆相当于1.84亿吨标煤。随着农村生活水平的提高，大量的农户用煤、液化石油气或电代替传统的秸秆、薪柴等进行炊事和采暖，使农村的化石燃料能耗增加，生物质能源更大程度的浪费，不仅给农户增加了经济负担，也给国家的能源分配带来了影响。如果能用现代技术手段采取就地取材，就地加工的方式，采用压块机等生产规格化的致密燃料，配以高性能的燃烧利用设备（炉具及锅炉等），能有效利用资源，减少环境污染。

近些年来，随着中国经济快速发展及政策对三农产业的大力支持，农村经济得到极大改善，农民的生活舒适性要求也随之提高。随着收入的增加，生活质量的提高，农村家庭已不满足冬季无采暖、夏季无制冷和旧式柴灶烧水做饭的生活方式。住宅的供暖问题在城镇受到重视并日益得到改进，但是农村的冬季供暖问题一直没有解决，特别是对于华北地区的农村来说，城市燃煤集体供暖模式不适用于农村，而且并没有把农村的生物质资源很好地开发利用。现阶段华北、华中等地农户多使用传统煤炉采暖，少数家庭采用电热水器、分体空调、电采暖设备等代替，造成商品能源的极大浪费。在当前经济、能源和环境的三重压力下，发展出一条可持续发展的村镇能源解决途径，有着重要的意义。

2 可再生能源采暖设备推广模式

2.1 独立式生物质能炊事采暖系统。利用农村的生物质资源，还有技术上已十分成熟的生物质压缩成型机，设计生物质成型燃料采暖炉，解决冬季采暖问题。原生物质燃烧速度忽快忽慢，燃烧过程不稳定，压缩成型以后，具有体积小、密度大、储存方便；成型燃料致密，无碎屑飞扬，燃烧过程稳定、效率高，排放气体中的危害成分大大减少。采暖炉的炉体采用内外两层结构组成，最内层采用耐火且导热良好的椭圆形导体材料，第二层采用保温材料，减少介质在夹层内的热量损失。

2012年濮阳市政府和河南绿探集团在周边部分地区大面积推广生物质成型炊事采暖炉，实验效果受到农民的喜爱。以一户面积150平方米的农村住宅采暖（濮阳地区）为例，设计采用炊事采暖炉采暖系统，可使用一台额定功率15Kw的炊事采暖炉，成型秸秆燃烧量4Kg/h，可满足家庭炊事、洗浴和采暖要求。通过表1对比可知，生物质炊事采暖炉初装投资低，系统简单，运行费用少，经济合理。生物质炊事采暖炉的大面积推广，不仅有效利用了农村能源，解决了取暖问题，还创造了很多就业机会。

2.2 集中式生物质能供暖系统。针对不能连接市政采暖管网的学校、小区、农村社区、工厂、医院等，独立式的采暖形式显然不再适用，为配合濮阳市科技惠民的节能采暖推广思想，河南绿探集团研制出生物质能集中供暖系统，首先在华龙区20所无供暖的中小学进行实验推广，现在已有20所中小学的供暖运行正常，运行成本优于燃煤、气、电采暖（如表1），各项烟尘环保指标均能达到环保要求。

图 1 炊事采暖炉装置原理图

表 1 三种采暖方案经济性比较表

河南绿探集团研制的生物质能集中供暖系统，由生物质数控锅炉与水温空调相连接，通过燃烧生物质成型燃料，使燃料热量通过热水传递至室内空气，利用水温空调升温快、热效率高，克服暖气片远冷近热、冷热不均缺陷。水温空调将热空气直吹至人体，减少热量在地面和墙壁的消耗，达到了热舒适的效果。目前生物质专用燃料燃烧装置，根据生物质燃料挥发成分大的特点，综合应用了反烧法、煤制气法悬浮燃烧等多种洁净燃烧技术，使生物质燃料完全燃烧，解决了冒黑烟、粉尘污染等问题。

2.3 水源热泵空调系统。水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源，作为冷、热源进行转换的空调技术。水源热泵技术的工作原理就是：通过消耗少量的高位电能，将低位热源中的热量转移到需要加热或升温的地方。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即夏季建筑物从地下水源中“释放”热量，达到制冷的效果；冬季建筑物从水源中“提取”热量，达到供暖的效果。水源热泵是目前空调系统中能效比最高的制冷、制热方式，理论计算可达到7，实际计算可达到4～6。水源热泵消耗1Kw·h的电量，用户可得到4.3～5.0 Kw·h的热量或5.4～6.2 Kw·h的冷量。与空气源热泵相比，其运行效率要高出20%～60%，运行费用仅为普通中央空调的40%～60%。水源热泵空调可用于宾馆、办公楼、学校等，小型水源热泵更适合别墅、住宅小区的采暖、供冷。很多企业研制出更小、设备更便宜的热泵空调，以在农村推广。

表 2 生物质锅炉与其他锅炉经济效益对比表（以取暖面积8 000平方米的学校为例）

综上所述，河南、山东、河北等地许多农村建筑依然呈分散式布局，这对于推广独立式生物质成型炊事采暖系统有很大意义，这种系统在现阶段不仅能满足农民的采暖需求，安装及使用成本符合农民的消费标准，而且满足国家建设“经济节约型社会、友好型社会”的要求。随着农村城镇化、社区化的进程，城市管网无法全面覆盖，集中供暖或制冷的冷热源将成为亟待解决的问题。生物质能锅炉的推广，可解决一次能源消耗和能源地区分配的问题。受到资源整合成本和运行成本的影响，大多数新能源技术的推广还很困难。所以我们应结合中国农村不同地区的情况，鼓励农民积极利用新能源的产品和技术，并提供经济上的补贴，减少广大农民的经济负担，使农民充分感受到新能源带来的好处。这将极大改善我国能源的利用、分配及环境污染。

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[3]周春风，刘建华，叶瑞芳.几种地下水源热泵的水路连接方式[J].暖通空调，2004（9）：62-64.

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TU83

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1671-0037（2014）07-18-1.5

高海华（1966.10-），男，本科，工程师，研究方向：生物质能源。