不同模式的取暖炕供暖效果及性能對比研究

呼延欽 胡鳳巧

（1 寧夏鹽池縣村級發展互助資金管理中心 寧夏鹽池 751500 2 寧夏鹽池縣農牧科學研究所 寧夏鹽池 751500）

生態文明建設是當今社會發展進步的重要組成部分，減少環境污染是生態文明建設的重點。在污染源中，來自人類日常生活的污染是重要的組成部分。人類日常生活帶來的大氣污染和碳排放主要來自炊事和采暖。對于西北地區來說，采暖模式逐漸多樣化，但都仍然存在著不同程度的污染，因此，探索一種高效采暖、污染程度小的節能采暖模式是對生態文明建設的一大貢獻。

1 研究區域概況

寧夏鹽池縣位于寧夏東部，地處鄂爾多斯臺地向黃土高原過度地帶，毛烏素沙漠的南緣，南部為黃土高原區，中部為緩坡丘陵區，北部為典型沙漠區。屬溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫7.8 ℃，冬夏兩季平均溫差28 ℃，無霜期155 d。鹽池縣總土地面積是8 522.2 km2，地勢南高北低，南北長，東西窄。

鹽池縣的冬季采暖時間至少6 個月，土炕是這里的主要采暖設施。土炕使用的燃料以煤炭、薪柴、秸稈和玉米芯為主，這種采暖方式的熱量使用效率僅在40%左右［1］，碳排放量也在增加，同時也增加了一些家庭的生活成本。為了改變這種現狀，人們也做了多種嘗試。筆者在調查中發現，鹽池縣炕的演變也經歷了從老式煨炕到節能土炕、暖氣炕、水暖炕的發展過程，同時還存在使用電熱毯、水暖毯等取暖的情況。袁鵬麗等［2］研究認為，單獨的吊炕（鹽池這邊叫節能炕）取暖的模式只能使室溫維持在10 ℃，因此，在鹽池縣，同一房間內，取暖主要有兩種設施或設備進行互補取暖，一個是炕，一個是火爐，這兩個同時發揮作用，才能達到家庭取暖的效果。有的家庭已經安裝了土暖氣，其實土暖氣是火爐的替代品或跟進品，炕仍然在使用中。

鹽池縣目前存在不同類型的取暖炕，他們各自有哪些優缺點和值得推廣的方面？我們在這里開展了相關研究工作。

2 研究對象與方法

本研究共選擇了6 種采暖模式，在18 個農戶中進行試驗，農戶的選擇按照鹽池縣的南部山區、中部丘陵區和北部典型沙漠區三個類型分別進行。以觀測同一設備在三個不同區域的表現，以及不同設備的取暖效果和性能比較，觀測每個設備的碳排放量、人工投入、資金使用量、安全程度、方便程度、衛生狀況等，再對這些指標進行比較。通過比較，得出最佳取暖模式或方案，向政府或能源部門進行建議。

3 研究過程

3.1 試驗戶選擇

試驗戶分布在黃土高原山區的麻黃山鄉，平原區的馮記溝鄉和王樂井鄉，沙漠區的花馬池鎮和高沙鎮共18 戶。觀測類型包括老式煨炕、節能炕、水暖炕、水暖毯和電熱毯5 種。平原區新增1 個暖氣炕。在試驗中，山區和沙漠區沒有找到這樣的農戶，加之安裝暖氣炕操作復雜，不方便配置這樣的試驗戶，所以山區和沙漠區就沒選擇暖氣炕的試驗戶，平原區的1戶僅作為參考進行比較。

3.2 觀測時間

觀測時間為2020 年11 月至12 月，每個農戶分別以每晚18∶00 開始取暖到第二天上午6∶00 為一個觀測時間段，共12 h，炕的面積都折算成6 m2，最后的費用和碳排放量都以6 m2為單位。本次研究中，對試驗戶的室內溫度不做具體測量，而是由試驗戶以日常體感和適宜溫度為準，在此條件下再做其他方面的觀測。其中老式煨炕和節能炕要記錄使用燃料類型、數量、價格、勞動時間等。水暖炕、水暖毯和電熱毯利用單獨的電表測量用電量、電價等。以上5 種設施、設備都要觀測直觀感覺、舒適度、安全性、簡便程度、性價比等。暖氣炕由于是和土暖直接相連，一些性能無法通過直接獲得，所以只做直觀感覺測量。

4 結果分析

4.1 消耗能源分析

（1）老式煨炕和節能炕所使用的能源有煤炭、薪柴、玉米芯，其試驗結果如表1、表2 所示。

表1 老式煨炕取暖效果觀測

表2 節能炕取暖效果觀測

老式煨炕和節能炕所使用的取暖材料一樣，只是炕的內部構造不同，取暖材料的用量不同。沙漠區由于沒有水澆地，所以作物秸稈少，取暖以當地的黑沙蒿、沙柳為主，所以碳排放量相對偏高，費用也最高。平原區有水澆地，水澆地以種玉米為主，玉米芯就是炕的主要燃料，碳排放量低。老式煨炕在山區每24 h 填煨一次，省時，省力，省錢，碳排放量最低。節能炕用料明顯低于煨炕，碳排放量低，用于燃燒炕所耗費的時間也減少。

（2）水暖炕和水暖毯。水暖炕是近幾年新上市的取暖設備，取暖原理是通過主機將水加熱，使水在盤于炕上的水管里循環，使炕溫度上升，達到取暖的目的。水溫低于設置溫度時，水會自然回到主機繼續加熱。我們在寧夏鹽池縣花馬池鎮硝池子行政村和馮記溝鄉平臺行政村實施的由全球環境基金小額贈款計劃資助的土炕節能改造項目中，農民對水暖炕的評價很高，他們普遍認為水暖炕最大的優點是安全、方便、衛生、耗電少、取暖效果好。

表3 中看出，水暖炕取暖只消耗民用電，試驗表明，水暖炕上覆蓋物厚度是影響用電量的主要因素之一。有的農戶習慣于在炕上鋪較厚的覆蓋物，導致用電量的增加，從而造成能源的消耗和碳排放的增加。我們調查發現，實際情況是農戶每天使用水暖炕的時間不足12 h，多數農戶都是在臨睡覺之前15 min 才打開電源，加熱15 min 左右，等到開始睡覺時，被褥溫度正好適合睡覺的舒適度需要。

表3 水暖炕取暖效果觀測

水暖毯與水暖炕屬同類型的取暖設備，差別在于水暖毯是內置軟管，可以折疊，兼有褥子的性能，所以可以直接使用，減少了覆蓋物，可以更省電。在三個不同地區使用中，沒有明顯的區別。如表4。

表4 水暖毯取暖效果觀測

（3）電熱毯。電熱毯是傳統的取暖設施，其原理是通過電熱絲的熱性能傳熱，達到取暖的目的。電熱毯的優點是方便使用、耗電少、碳排放量低。試驗戶農民同時反映電熱毯的缺點是干燥、不安全，長時間處于高溫選項時，有燃燒被褥的風險。

（4）暖氣炕。暖氣炕是在土炕上盤上散熱管，并與家中的土暖氣相連，在暖氣熱的時候，炕同時熱。這種為炕取暖的做法相當于增加了暖氣片，在本試驗中，數據不可把握，只能從表象上做一些評價。試驗戶反映，暖氣炕的缺點是操作不方便。當需要炕熱時，就得給土暖鍋爐加火，其結果是使整個屋子的所有暖氣片全部升溫，會造成很大的浪費。

4.2 不同取暖設備性能比較

針對本文所涉及的6 種不同模式的取暖炕進行全面比較，如表6，可以看出，節能炕比老式煨炕節約燃料23.2%，碳排放量相應減少40.6%。水暖炕耗能比老式煨炕和節能炕高，但由于使用的是民用電，其碳排放量遠遠低于后者，其方便程度更突出，其中水暖毯效果更好。綜合評價，水暖炕和水暖毯性價比最高。

表5 電熱毯取暖效果觀測

表6 不同模式取暖炕取暖效果比較

5 結論

此試驗所觀測的6 種取暖模式中，水暖炕和水暖毯屬于較先進的取暖模式，其特點是操作方便，購買成本低，性價比高，衛生，取暖效果好，碳排放小，費用低。是構建農村節能減排低碳生活模式的有效選擇，適合在寧夏鹽池縣及西北相似地區的推廣和應用。節能炕是第二推薦的取暖設施，其優點節省燃料，熱效率高，可以以農村自產的玉米芯、作物秸稈等做為燃料，降低生活成本，減少資源浪費，同時減少了直接焚燒所造成的環境污染。老式煨炕存在浪費燃料、碳排放量大、存在安全隱患等缺點，不值得繼續使用和推廣。電熱毯是最大的缺點是安全風險、干燥等缺點，對人體健康有一定的影響，也不值推廣。暖氣炕由于直接與土暖氣相連，使用不方便。

6 建議

通過在鹽池縣對6 種取暖模式的觀測研究和性能對比，本文提出以下建議：

（1）開展農村土炕改造工程，對耗能大、熱效率低、存在安全隱患、污染嚴重、操作繁雜、外觀落后的傳統老式土炕（煨炕）進行全面改造。一是可以就地改造，將水暖炕或水暖毯直接安裝在老式煨炕上邊，使煨炕成為安裝水暖炕或水暖毯的支持設備，不再發揮以填煨燃料燃燒來取暖的作用。二是可以對其內部構造進行改進，將煨炕改造成節能炕。李金平等［3］也認為，節能炕的推廣應用對中國農村節能減排具有重要意義。

（2）在全國開展綠色生活創建活動、降低碳排放強度的關鍵時期，政府應該加強調研，解決炕取暖這一關系民生大事的問題，為百姓創造衛生、文明、節能、高效的取暖條件。

（3）政府可以派專家對水暖炕或其他更環保、更高效、更便捷的新時代先進的取暖設備進行推廣，不僅能改善普通老百姓的生活質量，更是為人類的環保事業作貢獻，是構建新時代綠色生活環境的具體行動和表現。