村镇住宅建筑太阳能供热系统技术经济分析

发布时间：2020-08-26 04:26

【摘要】： 利用太阳能改善城市公共建筑的室内热环境正在国内诸多地区推行实施,但关于以此来改善村镇住宅建筑室内热环境的研究却较少问津。针对我国村镇住宅设备设计和产品标准化程度低的问题,“十一五”国家科技支撑计划重点项目“村镇住宅设备标准化设计技术与软件开发”开展了对村镇住宅设备标准化设计技术的研究,以形成村镇住宅设备标准化设计技术标准,为提升村镇住宅设备设计水平提供技术支撑。村镇住宅太阳能应用数据库开发正是该课题内容的重要组成部分。 本论文基于国内外太阳能技术的应用情况,重点分析了太阳能的热利用(包括集热器的类型与特点、集热系统的传热类型和运行方式以及自动控制等方面),综合考虑气象条件、地理位置、村居住宅形态、生活水平及居民太阳能应用积极性等多项因素,选择西安市马召镇桃李坪村作为示范点对村镇住宅建筑太阳能供热系统的技术经济性进行了分析,并将西安与拉萨及北京做了对比。 本文运用动态年计算费用法分析了7种村镇住宅建筑太阳能供热系统利用方案的技术经济性: (1)太阳能供应全年生活用热水; (2)传统村镇民居太阳能采暖及热水联合系统(单户全部房屋采暖); (3)传统村镇民居太阳能采暖及热水联合系统(仅两卧室采暖); (4)传统村镇民居太阳能采暖及热水联合系统(单卧室采暖); (5)节能建筑(即达到西安市节能65%标准要求)太阳能采暖及热水联合系统(单户全部房屋采暖); (6)节能建筑太阳能采暖及热水联合系统(仅两卧室采暖); (7)节能建筑太阳能采暖及热水联合系统(单卧室采暖)。 分析表明,在西安的太阳辐照情况下利用太阳能采暖,应特别注意系统经济性能与技术性能的匹配问题。依照本文设定的太阳能供热系统投资以及20%的系统水箱及管路热损、15年的集热器寿命,电为辅助热源且100%的热利用效率、电费0.49元/度、3.87%的银行年利率的条件,根据西安地区太阳辐照度及全玻璃真空管各月集热效率,6种方案在年计算费用最小时的最优集热器面积都为3m~2,但此时冬季太阳能采暖率为0%,不宜采用;然而同等条件下利用太阳能供应全年生活用热水,最优集热器面积仍为3m~2,但年计算费用为常用电热水器的0.49倍、燃气热水器的0.46倍,而太阳能保证率却高达92.04%,具有显著的经济、环境及社会效益。 另外,通过对不同保温水平下系统太阳能保证率和年计算费用的比较,发现对房屋建筑按《西安市居住建筑节能设计标准》65%节能标准技术改造后,系统经济性能有较大程度的提升,方案五较方案二节能60.96%,方案六较方案三节能47.5%,方案七较方案四节能37.59%;同时热性能也更优越,系统太阳能保证率方案五较方案二提高13.97%,方案六较方案三提高13.51%,方案七较方案四提高14.34%,所以推荐将太阳能系统与建筑节能改造结合使用;但不能无限制地增加保温层厚度,在西安市的情况下,50mm的保温层厚度已足以满足节能要求及系统技术经济性能要求。
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TU18;TU833
【图文】：

择选马召镇桃李坪新村作为课题研究及示范地点，并对该村农村居民建筑基本信息以及太阳能利用状况进行了入户问卷调查(调查问卷表详见附件l)。图3一1六户联排整体图图3一2院落内厨房及储物间图示图3一3单体建筑正视图3.3桃李坪村入户调查信息统计入户实地调研旨在了解新村居民太阳能综合利用技术及其他方面的基本情况与存在问题，获取详实的第一手资料，从而为课题下一步的应用技术研究及工程示范提供有效的决策依据。调查问卷表由房屋建筑基本信息、炊事、采暖、热水供应等用能情况、家庭基本情况、住宅供热水设备调查四大模块组成，详细地包括了住户人员构成、建筑规模、面积、围护结构类型、居民平常生活起居等基本信息的调查。新村共有居民100户，本次调查抽选其中不同生活水平、不同常居人数的30户农户进行了实际调查，具备较强的实际针对性，现将实际调查结果统计成表格与图示以便形象直观地反映出实际情况。

择选马召镇桃李坪新村作为课题研究及示范地点，并对该村农村居民建筑基本信息以及太阳能利用状况进行了入户问卷调查(调查问卷表详见附件l)。图3一1六户联排整体图图3一2院落内厨房及储物间图示图3一3单体建筑正视图3.3桃李坪村入户调查信息统计入户实地调研旨在了解新村居民太阳能综合利用技术及其他方面的基本情况与存在问题，获取详实的第一手资料，从而为课题下一步的应用技术研究及工程示范提供有效的决策依据。调查问卷表由房屋建筑基本信息、炊事、采暖、热水供应等用能情况、家庭基本情况、住宅供热水设备调查四大模块组成，详细地包括了住户人员构成、建筑规模、面积、围护结构类型、居民平常生活起居等基本信息的调查。新村共有居民100户，本次调查抽选其中不同生活水平、不同常居人数的30户农户进行了实际调查，具备较强的实际针对性，现将实际调查结果统计成表格与图示以便形象直观地反映出实际情况。

(l)住户人员构成新村每户居民大体有祖父、祖母、父亲、母亲及孩子等3一7人不等，经调查人员构成如图3一4所示。而且目前大部分年轻人外出求学或打工，只在过年或农忙返家待一段时间，所以一年各月居家人数也不尽相同。(2)住户建筑基本信息由于新村为2000年统一规划建设，建筑基本情况一致，建筑图纸参见附件2。表3一1基本信息平面布置建筑结构建筑朝向建筑高度4m建筑面积108.5叮桃李坪村住户建筑基本信息宅基地面积建筑套型建成年份入住时间3亩2室l厅 20002000建筑外墙建筑屋面6户一排联排式砖混南北由外至内:①20。白灰砂浆;②20mln石灰砂浆;③240Inln实心砖墙;④20Inln白灰砂浆无保温坡面屋顶外层材料砖瓦无保温隔热措施建筑外窗铝合金窗普通单玻推拉窗均可开启液化气沼气蜂窝煤柴灶电器生物质气图3一4住户人员构成图3一5厨房用热源图示3.3.2.炊事、采暖及热水供应情况(l)炊事热源统计由图3一5可知，桃李坪新村的厨房用热源呈现多样化特点，液化气、沼气、煤球、柴灶、电器等都有所使用，只有生物质气的使用率为0%。柴灶使用率最高，93.3%的居民都使用柴灶，且燃料普遍为木柴和秸秆;沼气、电器次之

【引证文献】

相关博士学位论文 前1条

1 罗光华;高寒地区利用太阳能改善农户热舒适性的实证研究[D];兰州大学;2011年

相关硕士学位论文 前4条

1 黄鑫;村镇住宅太阳能供热供暖系统标准化设计研究[D];西安建筑科技大学;2011年

2 李宁;生物质锅炉辅助太阳能供热采暖系统的研究[D];西安建筑科技大学;2012年

3 周世玉;重庆地区可再生能源建筑应用技术推广及应用研究[D];重庆大学;2012年

4 万晶;建筑太阳能热水技术的经济评价研究[D];武汉理工大学;2012年

本文编号：2804686