与新型农村绿色建筑一体化的供能系统性能研究
随着我国农村城镇化步伐的加快，农村建筑能耗高、室内热舒适度水平较低、农村可再生能源资源利用率低等问题日益凸显。另一方面，已有的、可与农村建筑集成的可再生能源利用技术存在诸多问题，它们的推广应用都受到了严重束缚。因此，先进适用的、可与农村建筑集成、又能满足农民多层次用能需求的新型可再生能源利用技术研发具有重要意义。本文的主要研究内容和结果如下: (1)与新型农村绿色建筑一体化供能系统的构建。结合农民生活习惯，以太阳能和生物质能为输入，构建了一套与30m2农村绿色建筑高度集成的供能系统，高效低成本地满足农民生活热水、生活燃气和采暖等方面的用能需求。 (2)关键因素对系统性能影响。通过多元变量回归分析得出环境温度、积尘量和日均集热量对太阳能集热器日相对平均效率的影响，进而分析其对系统性能的影响。夏季时，环境温度每增加1℃，相对日平均效率平均增加0.003;积尘量每增加1g，相对日平均效率平均减少0.013;日均集热量每增加1MJ，相对日平均效率平均增加0.003。冬季时，环境温度每增加1℃，相对日平均效率平均增加0.006;积尘量每增加1g，相对日平均效率平均减少0.146;日均集热量每增加1MJ，相对日平均效率平均增加0.002。积尘量对太阳能集热器日平均效率的影响在三者之中最大，且冬季积尘量对集热器性能的影响比夏季显著。冬季环境条件下，试验中热水持续在太阳能热水器的水箱中放置4天后，无灰太阳能内热水温度比有灰热水器内温度高14.5℃。 (3)太阳能恒温沼气池产气性能试验研究。冬季试验期间最低环境温度-19.9℃，太阳能恒温沼气池内温度维持在26～27℃，CH4的平均含量为50.8％，平均日产气量为1.400m3。由试验数据可知，在环境温度接近-20℃的极端条件下，太阳能恒温沼气池仍能连续、稳定的生产沼气。通过多元变量回归分析得出太阳能热水温度、沼气池内温度和环境温度对产气量的影响。太阳能热水温度每增加1℃，沼气池产气量平均增加0.055m3;沼气池内温度每增加1℃，沼气池产气量平均增加0.163 m3;环境温度每增加1℃，沼气池产气量平均增加0.071 m3。 (4)与新型农村绿色建筑一体化的供能系统经济效益评价。与传统农村建筑相比，新型农村绿色建筑年节约标煤2.2吨，减排二氧化碳8.1吨，节省用能费用3186元，增加的供能系统及围护结构的投资回收期为5.9年。 本文的创新点是:与新型农村绿色建筑一体化的供能系统构建及关键因素对系统性能影响的研究。
新型农村绿色建筑;供能系统;低温辐射床;太阳能恒温沼气池;经济效益
兰州理工大学
硕士
热能工程
李金平
2014
中文
TK019;TU241.4
65
2014-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）