甘肃农宅的可再生能源互补应用研究
随着社会的不断进步与新农村建设的快速发展，农村地区对煤炭等常规能源的消耗量越来越多，加剧了日趋严重的能源短缺问题。而我国西部农村地区储量丰富的太阳能、生物质能等可再生能源由于利用形式单一、技术低下等原因，在农宅中未有效利用。因此，研究农宅中的可再生能源互补技术，以提高其利用效率，对节约常规能源具有重要意义。 本文以甘肃兰州农村地区为背景，首先全面分析了农村住宅中的太阳能（主动式、被动式）技术、生物质能（直接燃烧式、生物质颗粒燃烧式、沼气发酵）技术的原理、应用优势及独立应用的不足，指出了可再生能源互补应用技术的实用性，并对太阳能沼气技术、太阳能与生物质颗粒燃烧技术进行了分析比较。其次，对甘肃兰州榆中县农宅进行了现场调研与实地测试，从农宅建设状况、围护结构形式、能源利用现状等方面，分析造成农宅能耗大、热舒适性差的原因，并提出了适宜于甘肃农村地区的被动式太阳房优化方案；采用清华大学开发的DeST-S能耗模拟软件，对该被动式太阳房方案和传统农宅进行了模拟计算，重点分析比较了两种建筑的自然室温、采暖室温的规律与特征，深入研究了建筑耗热量指标、主要房间热负荷、典型日农宅逐时热负荷、累计热负荷等计算结果的差异性；最后，在被动式太阳房模拟结果分析基础之上，提出了一种太阳能与生物质能互补采暖系统，对其主要组成部件，即太阳能集热器、生物质锅炉及保温水箱等进行了优化设计，综合分析评价了该采暖系统的节能效益、经济效益和环境效益等。 研究结果表明，农宅中的可再生能源互补应用技术能弥补传统能源单一利用率低的问题，是农宅采暖的首选方案；通过对被动式太阳房方案模拟，得出太阳房平均自然温度高于传统农宅，平均采暖温度也高于传统农宅，具有较好的热舒适性；太阳房的全年累计热负荷与耗热量指标均低于传统农宅，说明太阳房比传统农宅更节能；提出的太阳能与生物质能互补采暖系统，能满足农宅的热量需求，在其寿命周期内具有节能、经济、环境效益的三重优势，为今后农村可再生能源利用起了推动作用。
农村住宅;可再生能源;互补技术;节能设计
西安科技大学
硕士
结构工程
邸芃
2014
中文
TU241.4
82
2015-07-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）