装配式配种妊娠猪舍冬季保温与能耗特征

为了解规模化猪场装配式配种妊娠猪舍冬季保温以及能源消耗情况,通过对试验猪舍围护结构传热系数、墙体内表面温度以及耗热量理论计算与现场试验监测相结合的方法,对猪舍围护结构热工性能与猪舍能耗特征进行分析。结果表明：试验猪舍复合保温墙体主体部位和外保温砖墙墙体的理论计算值分别为0.31和0.23 W/(m2·K),实测传热系数分别为0.39和0.69 W/(m2·K),复合保温墙体钢梁部位传热系数的实测值为0.97 W/(m2·K)。在试验期间舍外平均温度下,墙体各部位不会产生结露现象,而围护结构彼此的连接处、屋架下弦和钢柱与天棚连接部位则易发生冷凝情况。试验期间,猪舍理论总耗热量和理论+实测总耗热量的平均值分别为10.73和11.84 W/m2,该类猪舍围护结构耗热量平均值小于通风耗热量平均值的20%。所需供热量和实际天然气供热量的每日平均值分别为0.28和0.39 kW·h/m2。该研究可为猪舍设计的节能保温方案提供理论依据。     

北京市猪舍节能改造的节能及保温效果

为了寻找北京市猪场节能的途径,对北京市既有供暖猪舍建筑围护结构保温性能进行了调查,并对370 mm厚墙、黏土瓦屋顶猪舍进行了墙体外贴保温板、黏土瓦屋顶上增加彩钢夹芯板保温层等节能改造,对节能潜力进行了估算,然后通过温度实测试验比较了节能改造舍与对照舍冬季的热环境状况。结果表明,北京市猪舍墙体、屋顶、窗户均不够节能;在假设供暖猪舍舍内冬季温度为20℃,供暖期为125 d的情况下,370 mm厚墙、黏土瓦屋顶猪舍1个采暖季的耗煤量为72 kg/m2,经过节能改造后,可节能69%。节能改造的投资回收期约为7.4 a。在舍外日平均温度为2.6~9.3℃情况下,试验节能改造舍舍内日平均温度较对照舍高1~3℃。舍外逐时温度越低,节能改造舍与对照舍内逐时温度差越大。试验期间,舍外逐时温度最低值为-2.3℃时,节能改造舍较对照舍逐时温度提高3.6℃。该文可为北京市既有供暖猪舍改造方案提供参考。     

北京猪舍空气源热泵供暖的可行性

随着各界对环境保护的重视,猪场迫切需要找到低成本的节能减排供暖方式。该研究把空气源热泵（Air Source Heat Pump, ASHP）供暖系统安装在猪舍里,通过测量供回水温度和能效比（Coefficient of Performance, COP）,分别比较了ASHP供暖系统与直接电加热系统的节能率,以及ASHP供暖系统与直接电加热的电锅炉、管道天然气和液化天然气（Liquefied Natural Gas, LNG）的供暖运行费用。结果表明：试验期间,在北京供暖期室外平均温度为0.1 ℃时,ASHP系统的COP为2.86。与直接电供暖相比,ASHP供暖系统节能率为66%。ASHP、电锅炉、管道天然气和LNG供暖运行费用单位能源价格分别为0.22、0.62、0.34和0.37元/kW·h。在猪舍供暖中,ASHP系统具有降低能耗与减少CO2排放的潜力,是一种经济、清洁的可替代燃煤的供暖方式。     

基于Ecotect的不同墙体材料猪舍光热环境和热性能分析

北方地区冬季寒冷漫长,为探究北方冬季养猪的采光及保温问题,该文基于Ecotect软件,以吉林省内某大型猪场的典型猪舍为对象,等比例建模仿真,研究猪舍的光热环境及猪场生产区光环境,探究猪舍内不同高度的采光系数及猪场生产区采光情况,分析4种形式不同墙体材料猪舍的保温性能。结果表明,试验猪舍各研究高度采光系数均高于2%,满足绿色建筑标准;猪场生产区采光良好,在大寒日的太阳辐射量可达5.38 MJ/(m2·d),日照充足无遮挡;通过对比4种形式不同墙体材料猪舍的逐月能耗值,计算出4种形式猪舍中黏土多孔砖猪舍、泡沫混凝土猪舍、酚醛夹芯板彩钢猪舍和低密度聚乙烯薄膜温室大棚猪舍的保温性能最好,考虑成本后更推荐炉渣砖砌体猪舍、粉煤灰加气砌块猪舍、聚苯夹芯板彩钢猪舍和低密度聚乙烯薄膜温室大棚猪舍;通过将试验实测值与软件模拟值进行数据对比,计算得出相对误差范围为0.74%～8.62%,验证了模型的可靠性。该文可以为探究北方猪舍的光热环境提供理论依据,为建筑设计师在方案实施前提供更多优化设计方案的思路。     

北京市繁殖猪舍高温环境控制状况

高温是影响猪繁殖性能的重要环境因素。为了缓解北京市繁殖猪的热应激,于2009年对北京市猪舍的建筑类型、降温方式进行了调查,对常见猪舍外墙类型的隔热指标进行了计算评价,并对繁殖猪舍内温度进行了测试,结果表明：北京市猪舍建筑类型调查样本中,有窗封闭式、半开放式和温室大棚式猪舍的比例分别为74.0%、23.7%和2.3%;繁殖猪舍的降温方式中,通风降温和以水为媒介的降温方式各占50%左右;在现有猪舍外墙构造类型中,外贴聚苯板内砌砖的复合墙体的隔热性能最好。北京市夏季繁殖猪舍内温度与舍外变化趋势基本一致,多数时间内舍内温度高于舍外。最后,提出北京市目前繁殖猪舍的高温环境调控建议。     

浙江夏热冬冷地区农宅围护结构用材情况调查研究

为了给新农村住宅的节能设计及改造提供必要的参考,2016—2017年选取中国夏热冬冷地区的浙江省南部和北部区域的一部分已建农村住宅,对农宅的基本情况、结构形式、围护结构选用的建筑材料和构造状况等进行深入实地调查,并对调查数据进行分类统计和分析计算。结果显示:目前已建农宅还是以自建类为主;大多数都是采用砖混结构的形式;主要是选用实心黏土砖,外墙装饰以外贴瓷砖为主,内墙装饰以抹白灰或涂料为主,墙体的保温隔热效果没有达到标准要求;都没有考虑充分被动式太阳能的利用,围护结构的墙体、门窗、屋面和地面等也很少采用保温隔热措施,从而导致现有农宅的冬季和夏季室内舒适性较差。     

二次冷凝除霜冷库制冷系统运行特性

针对冷库蒸发器除霜能耗大的问题,以二次冷凝除霜冷库为研究对象,建立了系统热力学模型,通过试验验证了二次冷凝除霜模型的有效性,并对比热气旁通除霜模型验证其节能性。为优化二次冷凝除霜冷库除霜性能,设计试验研究不同因素对系统运行能耗的影响,通过改变不同的蒸发器传热温差、蒸发温度和冷凝温度,获得系统除霜周期能耗并进行对比分析。结果表明：1)蒸发器传热温差宜取7～9℃;2)蒸发温度降低,二次冷凝除霜周期能耗增加,但相比热气旁通除霜节能性增加,当冷凝温度为34～38℃,蒸发温度为-20～-10℃时,单位冷库容积二次冷凝除霜周期能耗为0.055～0.080 kW·h/m³,相比热气旁通除霜节能12.7%～15.8%;3)冷凝温度增加,二次冷凝除霜周期能耗增加,同时相比热气旁通除霜节能性增加,当蒸发温度为-15℃,冷凝温度为34～38℃时,单位冷库容积二次冷凝除霜周期平均能耗为0.067 5～0.078 5 kW·h/m³,相比热气旁通除霜节能12.3%～16.5%。该研究可为制冷系统的节能运行提供参考。     

保温灯变功率供暖对哺乳仔猪环境调控及节能效果

为探究保温灯温度自动控制对哺乳仔猪温度调控和节能效果,选用可控硅作为控制器的控制电路主体,以PID(proportional, integral and derivative)算法的单片机对保温灯进行变功率温度控制。选择北方地区某猪场2个产房单元(23头母猪、25个250 W保温灯/单元),对照单元恒定功率供暖,试验单元保温灯温度自动控制供暖。结果表明,试验期间,产房内平均温度为20.7℃,试验单元与对照单元保温灯正下方距离地面0.3 m高处日平均温度在仔猪出生后第1周均为27.4℃,第2周分别为27.2和27.5℃,第3周分别为26.8和27.4℃。试验单元和对照单元保温灯正下方实体地板表面温度的平均值范围分别为29.5～31.0和31.0～30.6℃,漏缝地板表面温度的平均值均为22.9～23.0℃。哺乳仔猪21日龄断奶每批次可节能25.4%,试验条件下,保温灯温度自动控制2个冬季可回收设备成本。试验单元和对照单元保温灯正下方、侧下方实体地板和漏缝地板仔猪躺卧比例分别为40.7%～66.5%、14.4%～33.4%和0.9%～8.7%。结合地暖供暖,在无仔猪保温箱情况下,保温灯温度自动控制系统基本满足哺乳仔猪21日龄内温度需求,不仅节能,而且有利于减少仔猪死亡率并提高日增质量。     

基于分层模型的溶液除湿谷物就仓干燥系统性能及能耗

为实现安全、高效且节能的粮食干燥过程,发展就仓干燥新型技术,该研究提出一种基于分层模型的热泵驱动溶液除湿谷物就仓干燥系统,建立并验证系统中各部件数学模型,模拟了粮堆高度3m、初始水分0.2的稻谷采用通风量为120 m~3/(h·t)在空气温度20～32℃,相对湿度55%～80%的不同室外天气参数下干燥致顶层稻谷达到安全水分的过程,对干燥完成时间、干燥后顶层稻谷干物质损失(Dry Matter Loss, DML)和白度值(Whiteness)、以及系统单位能耗和总耗能进行研究,并将系统与其他干燥方式进行性能对比分析。结果表明:完成干燥所需时间整体范围为194～358 h,以粮温20和25℃为例完成干燥时间均满足安全干燥期要求,确定了干燥时间规范上的可行性;干燥后的顶层稻谷干物质损失为0.33%～0.52%,大部分天气参数满足规范要求而稻谷不发生霉变,白度值为51.331～51.452,干燥后整体白度值降低较小;室外空气经除湿换热后以接近于室外空气温度、低含湿量状态进入粮仓,进而验证了热平衡模型以及薄层干燥方程选取的恰当性;系统单位能耗范围为2.09～3.25 kW·h/(%·t),总耗能为6 930～9 530 kW·h,室外空气温度较高的时更利于降低系统单位能耗和总能耗,提高干燥的效能;系统与热泵加热干燥相比速率快、能耗少、稻谷相关品质较优,具有优越性。系统在特定天气条件下干燥的时效、稻谷相关品质指标及能耗等方面表现良好,所建立模型适当且准确,可为实现安全、高效且节能的谷物就仓干燥提供一种选择。     

规模化猪场妊娠母猪舍改进湿帘降温系统的环境特性

为研究湿帘与地道结合的改进湿帘降温系统对妊娠母猪舍的环境特性，该研究采取现场测试的方法，选取河南地区某规模化母猪场妊娠舍为试验猪舍，对该猪舍夏季和冬季舍内热环境和空气质量环境进行测试和分析，结果表明：1）改进湿帘降温系统夏季对新风的平均降温功率增加了?84.4 kW，提高了25%的降温效果；冬季对新风的平均加热功率增加了121.6 kW且舍内无需供暖，87%以上的节能效果发生在地下风道前半程。2）试验猪舍舍内温湿度、风速分布均匀，且舍内温度波动低于3.7 ℃；综合猪舍母猪体感有效温度和呼吸频率等应激程度指标，母猪冬季处于舒适状态，夏季有轻度热应激状态现象。3）夏季和冬季舍内氨气（NH3）、二氧化碳（CO2）、和粉尘（PM2.5和PM10）的质量浓度分布均匀，且均小于国家标准规定的妊娠舍空气污染物浓度极限水平。综上所述，改进湿帘降温系统不仅降低妊娠母猪舍热环境调控的能耗并维持舍内空气质量环境良好，对建立环境友好型规模化母猪场具有积极意义。     

广西木薯燃料乙醇项目能效评估

广西具有丰富的木薯资源,以木薯为原料生产的燃料乙醇是一种可再生的燃料。采用净能量和净可再生能量两个指标评估木薯燃料乙醇系统的能量和可再生能量生产的效率,并对木薯乙醇在生命周期内与外界环境的能量交换进行了统计,把能量消耗按照燃料和其副产品进行了分配;以及按照是否再生进行了分别统计。计算结果表明,使用木薯生产燃料乙醇在能量生产和再生能量生产上是可行的,木薯乙醇的净能量为2．417MJ／L,净可再生能量是2．458MJ／L;广西的木薯资源每年能净产出相当于3．508万t汽油的可再生燃料。木薯单产和化肥用量是提高能源利用和再生能源的关键因素;加强副产品的开发有利于提高系统的能效,使用可再生的有机肥代替化肥,能有效的提高系统的可再生性。     

中国可再生能源的经济效应及其发展对策

提出中国能源体系现存的主要问题。分析了可再生能源的经济效应，并说明开发利用可再生能源可在很大程度上弥补中国能源体系的不足。最后提出中国发展可再生能源的对策。     

生物质能研究现状及展望

生物质能是当前能源和生态环境领域研究的热点。该文鉴于目前能源、生态环境状况以及生物质能的利用现状、所处的战略地位，对当前生物质能研究的四个热点：生物质能开发利用潜力、生物质能利用对生态环境影响、生物质能开发利用技术研究、生物质能开发利用可行性分析及其发展前景进行了阐述，同时就发展生物质能需要解决的问题作了简要的分析,进而对生物质能开发利用研究有个全面的科学的认识。在能源需求、生态环境保护和发展经济的拉动下，生物质能在未来将具有广阔的发展前景。     

基于循环经济的农村能源与生物质能开发战略研究

文章首先深入分析、总结了中国农村能源及生物质能的发展现状及存在的问题,接着就循环经济理论的提出与内涵进行了简要的论述,并据此就如何创新我国农村能源及生物质能的发展战略进行了初步的探讨,提出了若干对策建议。认为改革开放以来中国农村能源发展迅速,但以传统生物质能为主的农村能源开发利用迫切需要优化升级;解决中国农村能源问题,必须因地制宜大力发展现代生物质能等新能源与可再生能源,不断提高能源利用效率,进行一场新的农村能源利用与管理革命。     

农村家庭能源消费的影响因素

为研究中国农村家庭能源消费的影响因素,对江苏省涟水县农村家庭进行了入户调查。数据统计分析表明,与人均能耗相关程度较高的是家庭人口,且呈负相关;而生猪饲养头数、人均粮食收获量以及人均收入与人均能耗没有明显的相关性;人均电力消费与人均收入具有很强的相关性,商品能比例和人均有效热与人均收入均没有明显的相关关系。该研究通过非线性回归建立了家庭人均能耗与家庭人口模型,并选择三次函数Cubic进行拟合建立了人均电力消耗与人均收入的模型。为研究中国农村地区家庭能源消费基本特征、农村可再生能源资源的开发利用水平提供了依据。     

寒区沼气工程热能损耗分布规律及节能途径探讨

热能损耗是制约沼气工程在北方寒冷地区发展的瓶颈问题。全面系统分析沼气工程全年热能损耗,探寻其分布规律,是实现沼气工程节能降耗的基础和前提,也是全面科学评价沼气工程加热系统合理有效地利用能源,提高能源利用率的依据。沼气工程热能损耗主要包括工程新投入的发酵原料温升所需的耗热量和厌氧发酵反应器的传热耗热量2部分。该文以月为单位建立了沼气工程各项热能损耗的计算模型,并将模型应用到黑龙江省哈尔滨市一中温厌氧发酵的沼气工程中,获得了沼气工程全年各月热能损耗量。结果表明,在厌氧发酵反应器各月的总热能损耗中,厌氧发酵反应器围护结构的传热耗热量占总耗热量的比例约为70%～90%,厌氧发酵反应器节能的关键在于围护结构的节能,减小反应器的体形系数,增大围护结构导热热阻,可有效降低厌氧发酵反应器能耗;在各月沼气工程的总热能损耗中,发酵原料温升能耗占沼气工程总能耗的比例约为85%～95%,此项能耗是沼气工程加热系统能源消耗过程中的薄弱环节,回收沼气工程排出沼液中的余热,是实现沼气工程节能降耗的有效途径;通过对各月沼气工程产能与总热能损耗的对比分析,沼气工程热能损耗量占产能量的比例约为15%～37%,沼气工程在保证正常的中温厌氧发酵的情况下,产能量远大于热能损耗量,在北方寒冷地区实现沼气工程正能输出是可能的。该文研究结果可为今后全面科学合理评价沼气工程用能状况,减少用能过程的损失和浪费,实现沼气工程低能耗、高产能提供参考依据。     

中国生物质燃料乙醇项目能量生产效率评估

为了对玉米和木薯乙醇的能量和可再生能量生产效率进行评估，该文统计了玉米和木薯乙醇生命周期能耗，并用市场价值量法按照主副产品的能耗进行了分配。计算出玉米和木薯燃料乙醇的净能量和净可再生能量。并计算了单产和化肥用量变化时的净能量和净可再生能量的变化。计算结果显示，玉米、木薯乙醇的净能量分别为1.472 MJ/L和2.417 MJ/L，净可再生能量分别为1.474 MJ/L和2.459 MJ/L。使用玉米、木薯生产燃料乙醇在能量生产和再生能量生产上都是可行的，木薯乙醇比玉米乙醇可行性更高，单产和化肥用量是提高能源利用和再生能源的关键因素，加强副产品的开发和使用有机肥代替化肥有利于提高系统的能效，提高系统的可再生性。     

可再生能源系统的常见利用形式分析

通过对可再生能源利用形式的特点进行分析,提出合理、高效利用可再生能源的建议。     

太阳能热利用的研究方向

本文介绍了当前太阳能热利用技术的发展及推广情况,着重介绍了太阳能热利用技术的应用现状;分析了我国发展太阳能的迫切性、优势及重大意义;总结了太阳能热利用技术的发展,以及相关的应用情况;重点讨论了几种代表太阳能热利用技术发展方向及有重大推广价值的太阳能热利用技术,结合具体工程案例对其基本构成及运行机理进行了较为详细的介绍,对其推广应用提出了相应的建议及方案。     

液电式馈能半主动悬架控制特性仿真分析与能量回收验证

为了回收车辆悬架系统在行驶过程中产生的振动能量,提出了一种液电式馈能半主动悬架(hydraulic-electrical energy regenerative semi-active suspension,HERSS)系统方案,并深入研究了HERSS半主动控制特性及馈能特性.根据HERSS系统原理,明确了其独特的单行程可控特点,推导了HERSS四分之一悬架系统方程,设计了线性最优LQG (linear quadratic Gaussian)控制器,利用MATLAB/Simulink搭建了基于LQG控制的HERSS仿真模型,通过仿真试验对比分析了HERSS、被动悬架、传统半主动悬架的性能差异.最后,进行了HERSS的馈能特性台架试验.研究结果表明:针对簧载质量加速度、悬架动行程、车轮动位移3个指标而言,由于HERSS仅伸张行程阻尼力可调的特点,其综合性能介于被动悬架、传统半主动悬架之间.针对馈能特性,当控制电流达到30A时,HERSS回收能量功率最高为51.94 W,对应的能量回收效率为12.86％,并且试验数据整体呈现出HERSS回收到的振动能量及能量回收效率随着控制电流的升高而增大的规律.其他悬架形式无法回收振动能量,因此,HERSS在馈能特性指标上具有明显优势.综上所述,HERSS能够满足汽车对半主动悬架系统的功能要求,并具有能量回收功能,在新能源汽车领域具有一定应用价值.该文研究成果可为液电式馈能悬架的实际应用提供参考.