太陽能炕在延安農(nóng)居中應(yīng)用的適用性分析

鄭海　楊紅霞　劉麗君

摘 要：延安地區(qū)農(nóng)居冬季傳統(tǒng)的采暖形式為火坑，但是火坑能耗高、熱效率低，不利于建筑的節(jié)能和環(huán)境的保護(hù)，文章結(jié)合延安地區(qū)實(shí)際情況，從節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性兩個方面分析太陽能炕在延安農(nóng)居中應(yīng)用的可行性。

關(guān)鍵詞：太陽能炕；延安農(nóng)居；節(jié)能性；經(jīng)濟(jì)性

火坑作為延安地區(qū)農(nóng)居中冬季的主要采暖形式，頗受人們的喜愛。但隨著延安地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建筑能耗問題也越來越突出，傳統(tǒng)的火坑已經(jīng)不適應(yīng)新農(nóng)村建設(shè)的要求。因此，為降低延安地區(qū)農(nóng)居中冬季采暖能耗，保護(hù)環(huán)境，利用太陽能炕系統(tǒng)來取代傳統(tǒng)火坑非常必要。本文通過問卷調(diào)查，并結(jié)合延安地區(qū)實(shí)際情況，從節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性兩個方面分析太陽能炕在延安農(nóng)居中應(yīng)用的可行性。

1 太陽能炕

太陽能炕是一種新型的炕，基本原理是將太陽能轉(zhuǎn)化成熱能，為室內(nèi)提供冬季采暖和全年生活需求的熱量。太陽能炕在充分尊重傳統(tǒng)的前提下，繼承了傳統(tǒng)炕的優(yōu)點(diǎn)，并將地板低溫輻射技術(shù)與火傳統(tǒng)火炕結(jié)合，利用太陽能采暖熱水系統(tǒng)蓄熱供暖，蓄熱設(shè)備白天將過剩的太陽能熱量儲存起來，夜間為室內(nèi)提供熱量；在陰雨天時，則啟用電力或沼氣進(jìn)行輔助加熱，將太陽能炕的溫度保持在設(shè)計(jì)值，保證室內(nèi)采暖的需求。

太陽能炕技術(shù)在我國山東省與東北部分地區(qū)的農(nóng)居中已有成熟案例，在經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益上都取得了非常好的成果。延安市與山東省諸城市在氣候分區(qū)上同屬于寒冷地區(qū)，因此太陽能炕在諸城市的成功應(yīng)用是一個很好的借鑒。

2 問卷調(diào)查

在延安南部宜川縣、延安中部安塞縣、延安西北部吳起縣等地，針對使用傳統(tǒng)火坑的使用率、火坑每年消耗燃料量以及太陽能產(chǎn)品的利用率等問題進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研，并對不同年齡階段發(fā)放調(diào)查問卷210份，收回200份。

通過對收回的問卷分析發(fā)現(xiàn)，以煤為主要燃料，每個采暖季經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)較重，同時產(chǎn)生的污染對環(huán)境破壞大，而且延安地區(qū)農(nóng)村居民環(huán)保意識普遍較差，對太陽能產(chǎn)品缺乏認(rèn)識。

調(diào)研過程中開展了太陽能炕原理、特點(diǎn)的宣傳，并就居民對太陽能炕的認(rèn)識及可接受范圍等進(jìn)行了問卷調(diào)查。結(jié)果表明，當(dāng)老百姓了解了太陽能炕的好處，大多數(shù)居民還是愿意使用太陽能炕代替?zhèn)鹘y(tǒng)火坑。

3 節(jié)能性分析

全年太陽能炕采暖系統(tǒng)總節(jié)能量=提供給供暖房間的總熱量-采暖期內(nèi)的總耗電量。

根據(jù)延安地區(qū)實(shí)際的情況，延安地區(qū)一個采暖期為134天，一個采暖期內(nèi)每天平均耗電量約為2度電，則太陽能炕采暖系統(tǒng)在一個采暖期內(nèi)的總耗電量為：

在冬季采暖期內(nèi)，延安地區(qū)大多采用落地式炕灶供暖，大約消耗掉3噸標(biāo)準(zhǔn)煤，落地式炕灶綜合熱效率不足45%，按照每戶有3間供暖房間計(jì)算，每間房需要消耗掉1噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

則在一個采暖期內(nèi)，太陽能炕采暖系統(tǒng)總節(jié)能量為：

若太陽能炕的設(shè)計(jì)使用年限為20年，則在一個壽命周期內(nèi)總節(jié)約的能量△Q為：

△Q=13670.2MJ×20=244000MJ

4 經(jīng)濟(jì)性分析

4.1 計(jì)算全壽命周期內(nèi)總節(jié)省的資金NPV

即太陽能炕采暖系統(tǒng)在全壽命周期內(nèi)總節(jié)省資金約為6075.14元。

4.2 投資回收期

當(dāng)NPV=0時，對應(yīng)的年限Ne的值即為投資回收期，

即太陽能炕在投入使用后，大約6年可回收其成本。

5 結(jié)語

綜上所述，通過對問卷結(jié)果的分析，結(jié)合延安地區(qū)的實(shí)際情況對太陽能炕在延安農(nóng)居的應(yīng)用進(jìn)行了節(jié)能分析和經(jīng)濟(jì)性分析，分析結(jié)果表明在一個采暖期內(nèi)，太陽能炕采暖系統(tǒng)可節(jié)約12206.7MJ能量，在設(shè)計(jì)使用年限20后年，總的節(jié)能量可達(dá)到244000MJ；雖然初始投資需要4800元，但是運(yùn)營后續(xù)費(fèi)用很低，太陽能炕在其壽命周期內(nèi)總節(jié)省資金為6075.14元。因此，太陽炕在延安地區(qū)農(nóng)居中的應(yīng)用既可以為用戶節(jié)約成本，同時也可以降低能耗，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：：鄭海（1987.07- ），男，陜西延安人，延安大學(xué)助教，工學(xué)碩士，主要從事建筑節(jié)能與生態(tài)建筑技術(shù)方面的教學(xué)與研究工作。