北方农村地区清洁供暖是改善农村环境,提高农民生活质量的重大举措。所以“以气代煤”、“煤改电”、“太阳能采暖”等清洁供暖方式在北方农村的改造工作已迫在眉睫。虽然北方很多地方已经开始了“煤改电”、“煤改气”,但效果并不理想,其中一项重要原因是所采取的“清洁取暖”方式不甚合理,其经济负担比传统取暖方式大太多。因此针对北方农村地区推广经济适用的清洁供暖技术尤为重要。

适用于北方农村的清洁供暖方式主要包括相变储能蓄热太阳能辅助供暖、燃气壁挂炉供暖、空气源热泵供暖等3项技术。

1、相变储能蓄热太阳能供暖:利用白天太阳能辐射,通过集热板转化成热量供系统使用,夜间利用低价谷电储能蓄热系统运行,白天不用电,只用太阳能,非常节能且供暖效果好,运行费用很低,天帅智能科技股份有限公司的相变储能蓄热太阳能供暖设备,由于集合了先进的智能自动管理系统,运行费用低于烧煤供暖。使用天帅智能科技的相变储能蓄热太阳能供暖,既节能环保清洁供暖,还运行成本低,也省去了烧煤锅炉半夜人工添煤,还要每天倒煤渣的麻烦。

2、燃气壁挂炉供暖:燃气壁挂炉供暖比较适用于已建成燃气管网的地区,否则采用罐装气成本巨大。由于燃气管网限制,把很多用户排除在外,而且燃气价格也不稳定,随着国内化石能源价格逐渐升高。用燃气取暖运行费用较高。

3、空气源热泵供暖:空气源热泵技术是一种节能、环保制热技术,通过获取空气中的低温热源,经系统高效集热整合后成为高温热源,用来供暖或供应热水,整个系统因外界气温地高低影响供温效果。

通过对北京地区煤改电项目实际调研发现,空气源热泵供暖效果不好,如果想提高供暖效果,只能用电加热,导致运行费用较高,且空气源热泵长期处于高压工作状态,设备容易发生故障。

空气源热泵供暖最大的问题在于,冬季需要暖气时,冬季的空气温度也相当低,想要从冬季寒冷的气温用热泵高压工作集合而成高温热源,导致空气源热泵设备在高压高频率下长时间低效率工作,导致设备容易损坏,设备故障率很高。

图:空气源热泵供暖

经济性分析

选取北京农村住宅进行研究,典型单层北方农民住房的主要功能间包括卧室、客厅、厨房、卫生间等,建筑面积约90㎡。研究人员分别计算了相变储能蓄热太阳能供暖、燃气壁挂炉供暖、空气源热泵供暖等3种清洁取暖技术的初投资和年采暖费用,作为对比,同时也计算了传统散煤供暖的相关数据。

(一)初投资比较

初始投资金: 空气源热泵供暖 相变储能蓄热太阳能供暖 燃气壁挂炉供暖

(二)年采暖费比较

年采暖费用: 空气源热泵供暖 燃气壁挂炉供暖 相变储能蓄热太阳能供暖

结论

1)燃气壁挂炉供暖系统虽然初投资最低,但比较适用于已建成燃气管网的地区,否则采用罐装气,其年采暖费用还要高于以上计算的结果。

2)在3种清洁取暖方式中,相变储能蓄热太阳能供暖的年采暖费最低,并且初投资增加费用可在较短时间内回收(约3年左右),而相变储能蓄热太阳能供暖设备使用寿命在27年左右,相变储能蓄热太阳能供暖是最佳供暖方式。