黄土丘陵区农村节能吊炕的环境经济效益分析

节能吊炕在改善室内热舒适性的同时,降低农户的经济支出和生态环境的破坏。通过在甘肃庄浪县2个村的6户农家建造新式节能吊炕,与4户使用传统炕的农户一起进行燃料使用与温度观测记录;并结合农户用能现状问卷调查,获取数据,建立经济计量模型,对吊炕产生的环境经济效益进行分析与评价;最后对其推广前景进行展望。结果表明,高崖韩村吊炕户平均每户每年产生的总环境经济效益为836.99元,下湾村吊炕户平均每户每年产生的总环境经济效益为919.41元。若对庄浪县所有农户都推广使用节能吊炕,全县每年将会产生7381.58~8108.46万元/a的环境经济总效益。节能吊炕具有显著的环境经济效益和良好的推广前景,是现阶段提高农户冬季取暖用能水平、降低经济支出的有效途径,对农村用能技术的改进、生态环境的改善、温室气体的减排、具有重要的理论和现实意义。     

“三小弧形”节柴节煤灶

北票县位于辽宁西部,农村生活燃料不仅严重短缺,而且浪费现象严重。农户旧用锅灶普遍的缺点是:灶门大、喉眼(出烟口)大、炉篦子大、灶膛大,锅底与炉蓖子距离高。结构不合理,燃烧不完全,热效率10%左右。1981年我们学习了河南镇平“月牙型”节柴灶的优点,结合北方炕灶相连、柴煤混合、助风燃烧的实际情况,把旧式锅灶改成“三小弧形”节柴节煤两用灶。现已在全县推广七万四千多户,占总农户的74. 3%,群众普遍反映节柴节煤效果明显。     

生物质燃料多功能炉设计与性能测试

为了解决当前生物质燃料炉存在的热效率低、排放不达标、有焦油味、炊事取暖不兼顾、炊事高度与烧炕爬烟高度不兼顾等问题,该文结合北方地区农村居民生活习惯,设计了一种集取暖、炊事、洗浴等功能于一体的生物质多功能炉,并对其性能进行了测试。结果显示,其额定热功率为8.0 kW,热效率为69.7%,炊事热效率为39.2%,炊事火力强度为39 926 J/g,综合热效率为78.55%,烟气排放指标低于国家标准。研究结果可为中国北方地区的生物质燃料多功能炉的设计和应用提供参考。     

架空炕与传统落地炕热性能对比试验

为了解架空炕与落地火炕升温特性、热效率等方面的特性,依据国家相关标准,对甘肃省临洮县传统落地火炕与2016年新推广的架空炕进行了热性能的对比试验,研究了炕面温度分布、炕面升温降温速率、排放烟气温度、炕温对室内温度的影响以及架空炕的节能减排等性能,研究结果表明:架空炕和落地火炕炕面平均升温速率分别为2.2和0.9℃/h;烟气热量能被架空炕充分地吸收利用,架空炕烟气排放平均温度较落地火炕烟气排放平均温度低36.1℃;架空炕和落地火炕的热效率分别为66.8%和37.1%,相比传统炕架空炕节柴率达到45%;有架空炕和落地火炕室内日平均温度分别为12.6和10.8℃,架空炕对室内有较好的增温效果;与落地火坑相比,架空炕有明显的节能减排效果,每铺架空炕每年节省945 kg薪柴,减排CO21 069.17 kg,减排SO20.45 kg,减排NOx 1.01 kg,减排PM107.4 kg,减排PM2.5为6.8 kg,架空炕的推广应用对中国农村节能减排具有重要意义。     

高效预制组装架空火炕的研究

火炕是北方广大农村家庭居室中主要设施兼具灶事、取暖及供人们休息等多种功能。本文介绍了架空炕的结构、搭砌技术及选材原则,对推广架空炕具有普遍指导意义。     

户用沼气产气量估算及能源经济效益

该文利用能值潜力估算动物数据库（ABEPE）的模型理念,并结合实地调查数据,探索了2007年中国农村户用沼气池产气量的估算方法,在此基础上对比分析了沼气池建设前后,农户家庭能源消费结构、能源经济支出和生态环境的差异。结果显示：2007年中国农村户用沼气的年均产气量达到450 m3,年均正常产气时间仅为9个月;生猪的饲养规模与产气量呈极显著的正相关关系;沼气农户与无沼气农户人均能耗差异显著,沼气在家庭生活能源消费的比例达到18%,提供了40%的人均有效热,替代了15%左右的商品能源;使用沼气后,人均能耗折合标煤419.56 kg,比使用前下降了16%左右,节省能源开支2%;通过使用沼气,农户可创造559～938元的经济价值,节约林地0.314 hm2。由此可见,发展沼气具有显著的能源、经济、生态效益。     

农户采用小型户用沼气意愿影响因素的定量分析

因地制宜, 结合实际, 充分考虑农户意愿和承受能力是小型户用沼气建设、推广取得成功的关键。本文对河北平原农村小型户用沼气建设的现状及使用中存在的问题进行了问卷调查, 并运用Logistic 模型定量分析了影响小型户用沼气建设意愿的因素。结果表明, 调查区大多数农户愿意建设和使用小型户用沼气, 小型户用沼气的建设信息主要来源于沼气技术推广部门, 技术和信息来源单一; 小型户用沼气建设的服务体系有待改进。农民参与小型户用沼气建设的意愿与受教育程度呈显著负相关, 与农户人均纯收入和劳动力占家庭总人口比重呈显著正相关。因此, 在农村小型户用沼气建设制度设计中, 不仅要充分考虑农民的保障需求水平和经济承受能力, 兼顾制度的公正与效率, 还要充分考虑农户家庭成员的个人特征、家庭特征和生产经营特征。结合相关部门提供的服务、政府支持等多种因素促进小型户用沼气的推广应用。     

农户室内空气污染现状案例分析

本文选择中国中西部农村地区,对不同自然条件、经济条件、生活习惯和用能结构下,农户室内空气质量的状况进行了实地调研和现场测试,并就室内空气污染物的浓度及其影响因素进行了较为系统地分析探讨。结果表明,农村室内CO、SO2、PM2.5污染严重,三种污染物日平均浓度最高值分别超过国家标准8、38和4倍。CO、SO2、PM2.5超标农户所占比例均过半,其中用煤户SO2达到81.95%。除用煤户日均浓度较高外,各农户室内污染物浓度峰值主要出现在用火期间,如做饭、温热猪食或取暖。农户日平均用火时间超过3 h,用火期间污染物浓度是日平均浓度的3~4倍。     

中国西南石漠化地区农村能源消费结构研究

农村能源在国家能源体系中发挥着重要作用,能源消费对农村社会经济发展、生态安全、居民身体健康产生重要影响。通过对贵州省石漠化防治示范区的4县8个乡(镇)25个行政村的429户农户进行了派员式入户调查,揭示中国西南石漠化地区的农村能源消费与石漠化等级之间的关联性。研究发现,1)研究区内仍然以薪柴和煤炭为主能源消费结构。2)农村用能呈现清洁化和高效化的趋势,然而能源转型是缓慢的过程;3)能源消费模式区域差异显著。毕节撒拉溪形成"薪柴+煤炭"的生活用能模式,"煤炭"型取暖模式和"薪柴"型生产用能(煮猪食)模式。关岭花江和贞丰北盘江形成"薪柴+电力"生活用能模式和"电力"型取暖模式。施秉喀斯特形成"薪柴+电力"的生活用能模式,"薪柴+煤炭"取暖用能模式和"煤炭"型生产用能模式;4)石漠化等级与薪柴消费量之间的相关性:潜在石漠化地区的薪柴使用量在合理的生态阈值之内,轻度和强度石漠化地区面临石漠化加重与扩大的风险;5)石漠化地区农村能源贫困严重。毕节撒拉溪和贞丰北盘江存在经济不可支付性,4个示范区室内环境污染严重。通过对比分析,发现研究区农村家庭能源消费主要受制于农户收入水平、能源资源的可获性、取暖、传统文化、产业结构、政策等因素的综合影响。该研究为掌握中国西南石漠化地区家庭能源消费现状和发展趋势,制定相关能源与环境政策提供理论依据。     

农村户用沼气CDM项目温室气体减排潜力

该文以湖北恩施州农村户用沼气池项目为例,利用《联合国气候变化框架公约》清洁发展机制理事会批准的方法学AMS-III. R 和AMS-I.C,分析了农村户用沼气池建设减少温室气体排放的潜力。项目位于湖北省西南部的贫困地区,涉及8个县市的33 000个农户。研究表明：户用沼气池的建设既能减少目前粪便管理方式造成的CH4排放,又能充分利用可再生能源, 减少化石燃料的使用和减少CO2温室气体排放, 预计每个农户可实现温室气体减排 1.43～2.0 t二氧化碳当量,整个项目实现年减排温室气体 58 444 t二氧化碳当量。     

密闭式蛋鸡舍外围护结构冬季保温性能分析与试验

蛋鸡舍围护结构的保温隔热性能是影响鸡舍温度的稳定性,进而影响蛋鸡健康和生产性能的关键因素。由于蛋鸡舍一般不采暖,依靠蛋鸡的自身显热产热量来维持冬季蛋鸡舍内温度,因此如果蛋鸡舍冬季饲养密度较低、通风过度或围护结构保温性能不足,都难以满足蛋鸡舍温度环境的要求。如何确定不同气候区鸡舍围护结构必要的保温性能和饲养密度要求是解决蛋鸡舍冬季通风和保温矛盾问题的关键。该文通过建立蛋鸡舍动态热平衡理论模型,系统分析了不同气候区鸡舍围护结构的最低热阻需求,得出不同气候区鸡舍围护结构的保温性能要求与蛋鸡饲养方式(密度)的关系。结果表明:冬季舍外计算温度分别为-25℃(东北、内蒙古)、-15℃(华北、西北)、0℃(长江以南)的地区,蛋鸡舍墙体、屋面的最小热阻应分别不小于0.778、0.972;0.573、0.716;0.266、0.333(m~2·℃)/W;对应3层全阶梯笼养、4层半阶梯笼养和4层叠层、6层叠层、8层叠层笼养等饲养模式最大饲养密度下,所能够适应的围护结构冬季室外计算温度应分别不低于-14、-17、-19、-22、-23℃。研究结果为不同气候地区选择适宜饲养模式以及密闭式蛋鸡舍围护结构保温系统的设计提供了理论依据。     

浅层地热联合太阳能集热墙系统冬季室内供暖试验

该文提出一种浅层地热联合太阳能集热墙系统,并在石河子地区对采用该系统的被动式太阳房进行了供暖测试研究,对比分析了试验房在不同供暖模式(C1对比房无任何采暖措施的模式、C2试验房未开地下室顶板通风口的供暖模式、C3试验房采用浅层地热联合太阳能集热墙系统的供暖模式)、不同天气状况(晴天、阴天)下的室内热环境。试验结果显示:试验房C3模式下室内平均温度比对照房室内平均温度高6.45℃,日较差为3.5℃;晴天时,试验房白天室内温度有5 h超过了12℃;阴天时,试验房室内外温差仍然达到9.52℃;当室外天气状况为晴天且空气质量指数(air quality index,AQI)符合二级标准限值情况下,试验房在采暖期内10月、11月、及次年的3月、4月,可仅依靠浅层地热联合太阳能集热墙系统满足室内温度的要求,节能效果显著。     

城市化背景下农牧交错带农村聚落过疏化问题研究——以冀西北康保县为例

为了解我国城市化背景下,农村普遍存在的过疏化现状及其驱动因子,本文对处于农牧交错带生态脆弱区的河北省康保县19个自然村进行实地调查,定量分析了住宅的闲置和破坏程度.结果显示:闲置砖房、闲置土房的比例分别为0.360、0.254,村庄内残破房屋的比例平均达到0.350.进一步分析表明,我国北方农牧交错带农村聚落过疏化发展有以下特点:区内人口流失程度与农民收入水平大致里正相关,经济水平长期在低水平上缓慢发展是地区人口过疏的根本原因,人去房空导致的村容景观破败影响新农村建设并导致大量资源的浪费.大量精壮劳动力的流失冲击了农村正常的生产生活秩序.     

陕北多沙粗沙区乡村聚落土壤侵蚀及防治对策

通过定位观测和实地调查,对陕北多沙粗沙区已建乡村聚落的水力侵蚀,新建窑洞(房)过程中的弃土侵蚀及窑洞坍塌形成的侵蚀进行了研究。(1)观测期间(200406—200410),乡村聚落的平均水力侵蚀强度为5 434.3 t/km2,已达到强度级侵蚀,其中户间道路为7 348.0 t/km2,户间空地为6 873.2 t/km2,院落为2 081.7 t/km2;(2)新建1孔(间)窑洞或平房,平均弃土34.9 m3,相当于动土量的23.6%;延安以北丘陵区近20 a新建窑(房)平均每年弃土7.96×107m3,弃土年流失量约为5.17×106m3(7.76×106t/a);(3)在调查的102孔(间)塌窑所形成的松散堆积体中,平均每孔(间)窑(房)年流失泥沙46.3 m3。延安以北丘陵区因塌窑每年流失泥沙1.25×107m3(1.87×107t/a)。研究表明乡村聚落发展带来了较严重的土壤侵蚀,应加强研究与防治。     

相变蓄能火炕热舒适性的试验

传统火炕炕面温差很大,为提高炕面温度分布的均匀性、延长炕面供暖时间,将石蜡与炕体相结合以充分利用相变材料的恒温蓄换热特性,对比测试传统火炕房间与相变火炕房间的相关温度。测试结果表明:传统火炕的炕面温差很大,最大温差接近80℃,而相变蓄能火炕的炕面温度分布较为均匀,炕面最大温差仅5℃;此外,相变火炕房间的室内温度熄火后仍呈现上升趋势,直至凌晨之后才开始下降,其室内平均温度比普通房间高2.93℃。相变蓄热火炕显著改善了炕面温度分布的均匀性,有效延长了供暖时间并提高了室内温度,因而有助于改善农居室内及炕面的热舒适性。     

太阳能辅助闭式热源塔热泵系统冬季制热性能

热源塔热泵系统以空气为冷热源,在冬季制热时其性能会随环境温度的降低而降低。为此研发了可应用陕南地区农村建筑的太阳能辅助闭式热源塔热泵系统,试验研究了冬季工况下系统的制热性能,初步分析了太阳热能与空气热能的互补机理。研究结果表明:系统制热量范围为12.1～15.2 k W,热泵机组性能系数范围为2.3～3.5,系统能效比范围为1.5～2.4,供热温度高于41℃;冷却水温度对压缩机耗电量的影响程度大于防冻溶液温度,冷却水平均温度每升高1℃,压缩要耗电量增加98.1 W,而防冻溶液平均温度每升高1℃,压缩机耗电量减小9.5 W;太阳能辅助热源塔热泵制热模式下,热泵机组通过改变防冻溶液与空气和集热工质换热温差的方法来改变防冻溶液从空气和集热水箱中的吸热量,以实现空气热能与太阳热能的互补。建议在实际应用中应避免供热温度过高以减小压缩机耗电;在集热水箱温度较高时通过降低风机频率减小风机耗电以提高系统综合能效,但应避免风机低频率工作可能给机组安全运行带来的隐患。     

北方农村典型住宅的能耗比较分析

为了进行中国北方农村节能型住宅设计,对中国北方寒冷农村地区的建筑能耗进行分析。选取兰州农村地区的典型住宅,分析不同门窗形式、墙体材料对建筑能耗的影响;选取中国北方不同的24个典型寒冷地区,分别进行了典型住宅的采暖季设计热负荷、平均热负荷及采暖期累计热负荷的计算,得出影响能耗主要的因素,并进一步确定了北方寒冷地区农村的最大能耗和累计能耗,为进行农村住宅节能型结构及材料的研究提供基础。     

湿帘-风机系统对北京育肥猪舍的降温效果

北京市夏季高温将对猪的生产造成严重影响,夏季猪舍环境温度控制尤为重要。该试验研究比较了湿帘-风机和单纯风机在北京猪舍的降温效果,设计了风机风量测量系统并实测了猪舍通风量,每天定时分别测定两猪舍内温度、湿度、风速和舍外温、湿度并进行比较分析。结果表明:试验期间,湿帘-风机猪舍和单纯风机舍6个断面风速范围分别为0.51~0.84和0.51~0.68 m/s,整体风速差异不显著(P0.05)。湿帘-风机舍舍内温度显著低于单纯风机舍(P0.05),湿帘-风机舍和单纯风机舍舍内温度高于30.0℃的小时数占比分别为5.0%和20.2%。湿帘-风机舍同一时刻断面1(湿帘端)温度低于断面6(风机端)温度0.4~2.2℃,单纯风机舍各时刻不同断面的温度差异不显著(P0.05)。单纯风机舍内的猪只呼吸频率均显著高于湿帘-风机舍内呼吸频率3.82次/min(12:00)和3.05次/min(14:00)(P0.05)。湿帘-风机舍降温系统日用水量为1.20~6.27 m~3。北京地区猪舍使用湿帘-风机系统降温效果优于单纯风机降温效果,但湿帘-风机降温将耗用一定水资源。     

基于价值工程原理的乡村秸秆清洁供暖技术经济评价

秸秆供暖可促进秸秆综合利用,推进中国北方乡村清洁供暖。在深入调研和归纳总结现阶段秸秆清洁供暖技术现状的基础上,提出了具有较好应用前景的乡村秸秆清洁供暖典型模式,建立了其功能评价指标体系,并采用价值工程原理和层次分析法,对7种典型模式的技术经济性进行了评价。研究结果表明,在不考虑资源禀赋、交通运输、自然地理、经济社会发展水平等外部条件的情况下,热电联产供暖、热解联产分户供暖、捆烧锅炉集中供暖、热解联产集中供暖、成型燃料分户供暖、捆烧锅炉分户供暖和成型燃料集中供暖对应的价值系数依次为1.062、1.050、1.005、0.990、0.973、0.965、0.956。该研究可为指导秸秆乡村清洁供暖技术研发和应用推广提供重要借鉴。