太陽(yáng)能供暖效果與豬舍保溫狀況和供暖方式的關(guān)系

易 路，吳中紅，劉繼軍，薛振華，云 鵬，趙婉瑩，王美芝

(1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科技學(xué)院,北京 100193；2. 北京市畜牧總站,北京 100107)

豬場(chǎng)直接用太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)供暖初期投資大，投資回收期長(zhǎng)[1]。且太陽(yáng)能的生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)了眾多的隱患[2]，太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)每產(chǎn)生1 kW·h能量分別產(chǎn)生31.66 g CO2、0.10 g NOx、0.27 g SO2和0.66 g TSP，分別為鍋爐系統(tǒng)的1/13、1/115、1/18和1/42[3]。太陽(yáng)能熱水器在2至5年即可回收制造其所需的能耗[4-6]。中國(guó)豬場(chǎng)利用太陽(yáng)能的主要方式為太陽(yáng)能透光材料[7-10]，其投資回收年限為1.65年[11]，國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有對(duì)太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)輔助其他能源供暖保溫豬舍的相關(guān)研究。國(guó)外也多為豬舍太陽(yáng)能[12-14]或豬舍保溫[15]的分別研究。豬舍經(jīng)過(guò)節(jié)能改造，可節(jié)能48%～84%[16]，且節(jié)能改造的投資回收期約為7.4年[17]。地面輻射供暖較對(duì)流供暖節(jié)能[18]，太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)加熱空氣效率低于加熱熱水效率[19]。因此，豬舍保溫狀況和豬舍末端供暖方式均將影響太陽(yáng)能供暖的效果。

北京豬場(chǎng)建設(shè)較早，保溫性能較差，豬舍內(nèi)供暖方式有的為對(duì)流供暖方式，有的為地暖等其他方式，現(xiàn)有供暖能源一般采用燃煤鍋爐。在尋找替代燃煤供暖的多種方式中，太陽(yáng)能為一種選擇，太陽(yáng)能供暖一般需要輔助其他能源供暖，最直接的輔助供暖方式為電鍋爐。為探討太陽(yáng)能主動(dòng)供暖輔助電供暖的最優(yōu)效果，本文以北京某豬場(chǎng)為例，理論計(jì)算評(píng)價(jià)保溫豬舍、無(wú)保溫豬舍、地面輻射供暖、對(duì)流供暖與太陽(yáng)能集熱器輔助電供暖相結(jié)合的供暖效果、節(jié)能減排及經(jīng)濟(jì)可行性，為豬場(chǎng)冬季供暖能源方式的選取提供參考。

1 材料與方法

1.1 保溫豬舍、無(wú)保溫豬舍基本情況

試驗(yàn)地在北京市順義區(qū)某豬場(chǎng)，本試驗(yàn)選擇經(jīng)過(guò)保溫改造的保育舍作為試驗(yàn)豬舍、改造前保育豬舍作為對(duì)照豬舍分別進(jìn)行理論分析。保育舍(長(zhǎng)42.00 m×寬9.30 m)為南北朝向(北偏東20゜)，改造前、后豬舍數(shù)據(jù)參數(shù)見(jiàn)表1。北京市建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定外墻的傳熱系數(shù)應(yīng)小于0.35 W/(m2·k)[20-21]，因?yàn)閿D塑聚苯板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.032 W/(m·k)，其修正系數(shù)為1.15[22]，為保證24磚墻的傳熱系數(shù)應(yīng)小于0.35 W/(m2·k)，需加90 mm厚的擠塑聚苯板，即保溫改造所用的擠塑聚苯板厚度為90 mm。保溫豬舍在本文中為節(jié)能改造豬舍，北京地區(qū)已經(jīng)禁止新建或擴(kuò)建豬舍，但是可以節(jié)能改造，在北京之外地區(qū)可以新建或擴(kuò)建豬舍時(shí)，保溫豬舍可以在設(shè)計(jì)時(shí)按照節(jié)能要求設(shè)計(jì)為節(jié)能豬舍。

1.2 供暖用太陽(yáng)能集熱器的選取與配置

太陽(yáng)能集熱器主要有真空管和平板兩種類型，因?yàn)檎婵展鼙绕桨逍吞?yáng)能集熱器的熱損小、抗凍性好[23]，因此計(jì)算選用真空管太陽(yáng)能集熱器。取安放朝向?yàn)楸吵眳^(qū)面朝南區(qū)(面朝正南)，水平面與太陽(yáng)能集熱器夾角為60°～70°(太陽(yáng)能面積補(bǔ)償比為100%)[24]。因太陽(yáng)能集熱器的大小根據(jù)不同廠家而不同，本試驗(yàn)取用清華億佳的產(chǎn)品作參考，一個(gè)太陽(yáng)能集熱器有20根真空管，接收輻射的真空管有效長(zhǎng)度1.75 m，管外徑58 mm，即一個(gè)太陽(yáng)能有效集熱面積為2.03 m2、占地面積為3.22 m2。且一般情況下白天(有太陽(yáng)時(shí))用太陽(yáng)能供暖，夜晚及陰雨天使用其他輔助能源供暖(本試驗(yàn)選用電加熱熱水鍋爐)。太陽(yáng)能輔助電鍋爐供暖系統(tǒng)中太陽(yáng)能和電的供暖時(shí)間分別由典型氣象年每天白天(早上至下午太陽(yáng)水平輻射量不為0的時(shí)間)日照時(shí)間、夜晚(太陽(yáng)水平輻射量為0的時(shí)間)時(shí)間[25]的平均求得(陰天時(shí)太陽(yáng)能強(qiáng)度不為0，但是陰天太陽(yáng)能供暖能力低，不考慮在太陽(yáng)能供暖里。所以把白天中午12：00時(shí)最大輻射強(qiáng)度小于100 W/m2的整天小時(shí)數(shù)算到夜晚供暖里，且有5天為陰雨天，即太陽(yáng)能供暖舍外計(jì)算溫度為除去陰雨天的總舍外溫度的平均值)，即平均每天夜晚電鍋爐供暖時(shí)間為14.69 h/d、日照太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)供暖時(shí)間為9.31 h/d。計(jì)算所用室外溫度為冬季121 d(11月15日至3月15日的典型氣象年逐時(shí)參數(shù))供暖期室外逐時(shí)溫度的平均[25]，夜晚、白天、全天的平均溫度分別為-1.1 ℃、2.1 ℃、0.1 ℃。計(jì)算太陽(yáng)能集熱器所需標(biāo)準(zhǔn)配置面積時(shí)，因供暖系統(tǒng)主要用于采暖期供暖，計(jì)算采暖期平均環(huán)境溫度取值0.1 ℃[24]。

1.3 保溫保育豬舍和無(wú)保溫保育豬舍耗熱量計(jì)算

1.3.1 保育舍總耗熱量計(jì)算 保育舍耗熱量指標(biāo)的計(jì)算公式為：

(1)

式中：qH為保育舍總耗熱量指標(biāo)，W；QHT為單位時(shí)間通過(guò)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差傳熱量，W；QINF為單位時(shí)間建筑空氣換熱耗熱量，W；qIH為折合到單位建筑面積上單位時(shí)間建筑物內(nèi)部的熱量，此主要計(jì)算畜體散熱量(QIH為畜體總散熱量，W，QIH=qIH×AO)，W；QTY為單位時(shí)間通過(guò)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)透明部分的太陽(yáng)輻射得熱量，W；QH為保育舍總耗熱量，W，即QH=qH×AO，則：

QH=QHT-QTY+QINF-QIH

(2)

1.3.2 保育舍圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量計(jì)算 計(jì)算時(shí)各種圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)取值如表1[20,26-27]，且計(jì)算公式為：

QHT=∑(1-ai)×εi×Ki×Fi×δi×(tn-tw)

(3)

式中：ai為朝向修正率，東、南、西、北取值[27]各為-5%、-22.5%、-5%和5%；εi為圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的修正系數(shù)(modification for heat transfer coefficient，MHTC)；Ki為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)(heat transfer coefficient，HTC)，W/(m2·℃)，見(jiàn)表1(門(mén)為木門(mén)，窗都為雙層金屬框，屋頂為5 cm聚苯乙烯泡沫塑料和2 mm鋼材構(gòu)成，且墻體和屋頂都有2 mm的抹灰)；Fi為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱面積，m2，見(jiàn)表1；δi為溫差修正系數(shù)，因豬舍建筑為一層建筑，無(wú)吊頂?shù)?，及全部取值?；tn為冬季供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，單位為℃(為計(jì)算舒適條件下豬舍最低供暖能耗的耗熱量，選各豬舍的最適溫度范圍[28]中的最小值，因此保育舍室內(nèi)溫度對(duì)流供暖取22 ℃，地面輻射供暖取20 ℃)；tw為冬季供暖室外計(jì)算溫度，℃，夜晚、白天、全天的平均室外計(jì)算溫度[25]分別為-1.1 ℃、2.1 ℃、0.1 ℃。

1.3.3 保溫豬舍與無(wú)保溫豬舍總耗熱量計(jì)算參數(shù) 在豬舍耗熱量的計(jì)算中，保溫豬舍與無(wú)保溫豬舍除了墻體傳熱系數(shù)不同外，其他參數(shù)均相同，見(jiàn)表1。

表1 無(wú)保溫豬舍和保溫豬舍圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)Table 1 Building envelope parameter of nursery pig house

注：+表示保溫豬舍墻體傳熱系數(shù)數(shù)值；-表示無(wú)保溫豬舍墻體傳熱系數(shù)數(shù)值。

Note: + means the wall heat transfer coefficient of the test nursery pig house;- means the wall heat transfer coefficient of the control nursery pig house.

1.3.4 保育舍太陽(yáng)輻射得熱量計(jì)算 計(jì)算公式[20,26-27]為：

(4)

因此保育舍太陽(yáng)輻射得熱量為0 W。

1.3.5 豬舍通風(fēng)耗熱量計(jì)算 計(jì)算公式[20,26-27]為：

QINF=Cp×ρw×V×(tn-tw)

(5)

式中：Cp為空氣的定壓比熱容，取值0.28 W·h/(kg·℃)；V為由通風(fēng)進(jìn)入舍內(nèi)的冷空氣量，即為豬只數(shù)與最小通風(fēng)量之積[30]，m3/h，保育豬為5.1 m3/(h·頭)；ρw為供暖室外計(jì)算溫度下的空氣密度，kg/m3。在101.3 kPa壓力下的0 ℃干空氣密度為1.293 kg/m3、5 ℃干空氣密度為1.270 kg/m3[31]，在-1.1 ℃至2.1 ℃，干空氣密度幾乎為線性關(guān)系，用差值法計(jì)算，全天室外空氣密度的由全天平均溫度為0.1 ℃、2.1 ℃、-1.1 ℃分別確定為1.293 kg/m3、1.283 kg/m3、1.298 kg/m3。

1.3.6 保育豬顯熱散熱量計(jì)算 保育豬顯熱散熱量計(jì)算公式[32]為：

(6)

1.4 太陽(yáng)能-電鍋爐輔助供暖能量及節(jié)能減排計(jì)算

1.4.1 太陽(yáng)能供暖能量計(jì)算方法 標(biāo)準(zhǔn)配置太陽(yáng)能集熱器面積Ac(m2)計(jì)算公式[24]為：

(7)

式中：f為太陽(yáng)保證率，取值20%[24]；JT為當(dāng)?shù)丶療崞鞑晒饷嫔系钠骄仗?yáng)輻照量，取值13.709 MJ/(m2·d)[24]；ηc為集熱器效率，真空管太陽(yáng)能集熱效率在0.5至0.7之間[23]，本試驗(yàn)取值0.6；ηw為網(wǎng)管及貯熱裝置熱效率，取值0.93[20]。

1.4.2 電鍋爐供暖能量計(jì)算方法 電鍋爐供暖能量Eb(MJ)計(jì)算公式為：

Eb=Eh×ηe×ηw

(8)

式中：Eh為用電量，MJ；ηe為電鍋爐發(fā)熱效率，取值為97%[34]；ηw同上。

1.4.3 太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)節(jié)能減排的計(jì)算方法 以電鍋爐供暖系統(tǒng)估算，太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)節(jié)約的能量標(biāo)準(zhǔn)煤W'(t)計(jì)算公式為：

(9)

式中：310為供電單位平均供電煤耗[35]，g/(kW·h)；Ese為計(jì)算時(shí)太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)所節(jié)約的供暖能量，kW·h。太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)減少的CO2排放量為每噸標(biāo)準(zhǔn)煤排放2.4 t CO2估算[36]。

1.4.4 太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)靜態(tài)投資回收期計(jì)算方法 太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)靜態(tài)投資回收期P(a)的計(jì)算公式為：

(10)

式中：CT為供暖系統(tǒng)總投資，元；Cc為不同供暖系統(tǒng)每年節(jié)約的供暖運(yùn)行費(fèi)用，元。

1.5 耗熱量與能量轉(zhuǎn)換的換算方法

北京市供暖期為121 d，耗熱量轉(zhuǎn)換為能量的計(jì)算公式為：

E=Q×3 600×T×121×10-6

(11)

式中：E為供暖能量，MJ；Q為耗熱量，W，其值由太陽(yáng)能供暖耗熱量、電鍋爐耗熱量等來(lái)確定；T為不同方式的供暖系統(tǒng)每天供暖小時(shí)數(shù)，h/d，全天、夜晚電鍋爐、日照太陽(yáng)能供暖時(shí)間，分別為24 h、14.69 h、9.31 h；121為供暖天數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬舍總耗熱量結(jié)果

由表2可知，無(wú)保溫舍夜晚、白天所需能量分別為全天總需能量的74.5%、25.5%；保溫豬舍夜晚、白天所需能量分別為全天總需能量的87.4%、12.6%。

2.2 保溫改造對(duì)使用太陽(yáng)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)可行性的影響

經(jīng)濟(jì)可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)主要分為內(nèi)部收益率、凈現(xiàn)值和投資回收期等[37]，本文取投資回收期中的靜態(tài)投資回收期進(jìn)行分析。每個(gè)太陽(yáng)能集熱器一個(gè)供暖期可供暖1 744.09 MJ[25]。

2.2.1 太陽(yáng)能集熱器面積、個(gè)數(shù)需要 保溫豬舍和無(wú)保溫豬舍的耗熱量QH分別為10907.91 W和4638.16 W。由公式(7)可知，保溫和無(wú)保溫豬舍的標(biāo)準(zhǔn)配置太陽(yáng)能集熱器面積分別為24.64和10.48 m2，所需的標(biāo)準(zhǔn)配置太陽(yáng)能集熱器個(gè)數(shù)分別為12和5個(gè)，增加保溫墻可降低太陽(yáng)能系統(tǒng)總投資58.3%。太陽(yáng)能集熱器占地面積為3.22 m2/個(gè)，建筑面積為390.6 m2(可安裝121個(gè))，屋頂面積滿足太陽(yáng)能集熱器面積安裝需要。

表2 供暖期保育舍各能量需要量Table 2 Energy requirements of nursery pig house by a heating period

2.2.2 保溫改造對(duì)太陽(yáng)能供暖經(jīng)濟(jì)可行性的影響 每個(gè)太陽(yáng)能集熱器造價(jià)為3 600元，包括運(yùn)費(fèi)、水罐、安裝等費(fèi)用。墻體保溫改造投資為100元/m2墻體面積，豬舍墻體保溫改造的投資總額約為2.67萬(wàn)元。采用直接電供暖時(shí)，因北京地區(qū)采用峰谷電價(jià)，白天為太陽(yáng)能供暖，假設(shè)電力系統(tǒng)為1～10 kV，供暖時(shí)間一般從早上07：00至18：00，則夜晚、白天、全天直接電供暖的平均電價(jià)為0.54元/(kW·h)、0.726元/(kW·h)、0.633元/(kW·h)[38]。無(wú)保溫?zé)o太陽(yáng)能系統(tǒng)豬舍直接電供暖運(yùn)行費(fèi)用為2.22萬(wàn)元/年。

由表3可知,在5個(gè)太陽(yáng)能集熱器的情況下，雖然保溫豬舍總投資較無(wú)保溫豬舍增加2.67萬(wàn)元，但是供暖運(yùn)行費(fèi)用減少65.4%；雖然保溫豬舍總投資較高于12個(gè)太陽(yáng)能集熱器的無(wú)保溫舍為0.15萬(wàn)元，但是運(yùn)行費(fèi)用降低了0.94萬(wàn)元(59.5%)；保溫和無(wú)保溫豬舍靜態(tài)投資回收期分別為2.8和4.9年。

表3 與無(wú)保溫?zé)o太陽(yáng)能舍相比各情況下各系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性比較(地暖)Table 3 Economic feasibility of different system under all circumstances compared to non-insulation and no solar house(floor heating)

一般情況下太陽(yáng)能的使用年限約為10～15年[24]大于所有系統(tǒng)的靜態(tài)回收期，即在禁煤地區(qū)與直接電供暖相比，無(wú)保溫舍投資太陽(yáng)能系統(tǒng)基本可行；對(duì)無(wú)保溫舍進(jìn)行保溫改造，不僅節(jié)能減排，還可降低運(yùn)行成本(分別占12個(gè)太陽(yáng)能無(wú)保溫舍和占5個(gè)太陽(yáng)能無(wú)保溫舍運(yùn)行費(fèi)用的59.5%、65.4%)。在禁煤地區(qū)且無(wú)保溫舍情況下，使用5個(gè)太陽(yáng)能超過(guò)4.9年對(duì)畜牧場(chǎng)比較劃算；保溫改造比增加標(biāo)準(zhǔn)配置太陽(yáng)能系統(tǒng)(增加7個(gè)太陽(yáng)能集熱器)更加劃算。

2.3 不同太陽(yáng)能系統(tǒng)對(duì)保育舍的節(jié)能減排比例影響

太陽(yáng)能供暖集熱器在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生污染，在2至5年即可回收制造其所需的能耗[4-6]，取平均值為3.5年。即太陽(yáng)能前3.5年的節(jié)能減排量與生產(chǎn)所產(chǎn)生的污染量相同，若太陽(yáng)能使用年限為15年，把產(chǎn)生的污染平分到每一年中，實(shí)際每個(gè)太陽(yáng)能集熱器每個(gè)供暖期節(jié)約的能量為1 337.14 MJ/年。

投資5個(gè)太陽(yáng)能集熱器在保溫舍，僅太陽(yáng)能系統(tǒng)可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤0.66 t/年、減少CO2排放1.59 t/年。由表3可知，在不考慮太陽(yáng)能供暖的情況下，與無(wú)保溫相比，保溫舍平均節(jié)能57.5%。由式9可得：一個(gè)供暖期夜晚、全天、白天分別節(jié)約因保溫改造節(jié)約的標(biāo)準(zhǔn)煤量3.66 t/年、5.64 t/年、1.97 t/年，分別減少CO2排放8.79 t/年、13.54 t/年、4.73 t/年。保溫+5個(gè)太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)總節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤6.30 t/年、減少CO2排放15.13 t/年。無(wú)保溫+12個(gè)太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1.38 t/年、減少CO2排放3.32 t/年。即在原有5個(gè)太陽(yáng)能集熱器無(wú)保溫舍情況下，增加保溫墻比增加標(biāo)準(zhǔn)配置太陽(yáng)能系統(tǒng)(增加7個(gè)太陽(yáng)能集熱器)更加節(jié)能減排。

2.4 不同保溫、末端供暖方式對(duì)相同太陽(yáng)能系統(tǒng)節(jié)能比例的影響

末端的供暖方式分為兩種，一種是以對(duì)流方式為主供暖系統(tǒng)如散熱器與風(fēng)機(jī)盤(pán)管的供暖方式，一種是以輻射散熱方式為主供暖地板與輻射頂板。輻射采暖室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度要比對(duì)流采暖溫度降低2～3 ℃[39]，一般供水溫度為45 ℃，若為低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)，則計(jì)算對(duì)流供暖系統(tǒng)的耗熱量時(shí)，室內(nèi)計(jì)算溫度的取值應(yīng)提高2 ℃[40]。則采用對(duì)流采暖的保育豬舍室內(nèi)溫度應(yīng)取22 ℃，見(jiàn)表4。

表4 對(duì)流供暖對(duì)保溫改造與太陽(yáng)能輔助供暖系統(tǒng)的影響Table 4 Influence of convection heating on the thermal insulation retrofit and solar assisted heating system

由表2和表4可知，與無(wú)保溫豬舍地暖(舍內(nèi)計(jì)算溫度為20 ℃)相比，每個(gè)供暖期保溫豬舍地暖供暖可節(jié)約能量65 546.49 MJ(占無(wú)保溫總能量的57.5%)；與無(wú)保溫豬舍對(duì)流供暖(舍內(nèi)計(jì)算溫度為22℃)相比，保溫豬舍對(duì)流供暖可節(jié)約能量72 134.08 MJ(占無(wú)保溫舍總能量的40.0%)。

保育舍配置太陽(yáng)能集熱器5個(gè)的供暖能量分別占保溫舍、無(wú)保溫舍白天所需能量的145.0%、30.2%。5個(gè)太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)在各情況下全天的節(jié)能比例情況見(jiàn)表5。

表5 不同保溫狀況、末端供暖方式對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)節(jié)能比例的影響Table 5 Influence of different insulation condition and end heating mode on the same solar energy system's energy saving ratio

表5中總節(jié)能比例表示由末端供暖方式或保溫情況改變而減少的能量比例(不算上太陽(yáng)能系統(tǒng)節(jié)約的能量)。本研究中，每個(gè)供暖期，無(wú)保溫和保溫舍使用地暖比不使用地暖分別減少標(biāo)準(zhǔn)煤5.70 t/年和5.13 t/年，分別減少CO2排放13.68 t/年和12.32 t/年；對(duì)流供暖所需能量最多，地面供暖與保溫墻的使用能增加畜舍的保溫效果；采用地面供暖和對(duì)流供暖使用保溫墻豬舍節(jié)能效果更明顯，分別提高太陽(yáng)能系統(tǒng)供暖比例10.3%、3.2%；保溫和無(wú)保溫舍末端采用地暖的供暖方式也能較好的使豬舍更節(jié)能，分別提高太陽(yáng)能系統(tǒng)供暖比例9.9%、2.8%。所以推薦推薦在使用太陽(yáng)能供暖情況下增加豬舍的保溫改造、地暖供暖。

使用保溫墻和地面供暖更有助于提高太陽(yáng)能供暖比例；配置5個(gè)太陽(yáng)能集熱器、采用保溫墻和地面供暖的豬舍太陽(yáng)能節(jié)能比例達(dá)到18.0%，而配置5個(gè)太陽(yáng)能集熱器和對(duì)流供暖的無(wú)保溫豬舍太陽(yáng)能節(jié)能比例僅為4.8%。

3 討 論

研究表明，豬舍進(jìn)行節(jié)能改造后，可節(jié)能69%[17]，與本文的57.5%相差不大。太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)可供暖、節(jié)能減排，但其投資較高，一般情況下太陽(yáng)能集熱器的使用年限為10至15年[24]，因此，若不對(duì)保育舍進(jìn)行保溫改造太陽(yáng)能投資太大，增加擠塑聚苯板保溫墻雖增加總投資，但運(yùn)行費(fèi)用大大降低、靜態(tài)投資回收期降低、使供暖豬舍更節(jié)能減排。豬舍供暖的方式很多，如直接電供暖、地源熱泵[41]、空氣源熱泵[42]、生物質(zhì)能源等[43]。因篇幅所限，本文只對(duì)與太陽(yáng)能輔助電供暖的方式進(jìn)行比較分析，其他供暖能源的經(jīng)濟(jì)性將另外撰文分析討論。

本研究表明，在試驗(yàn)豬舍和北京市峰谷電價(jià)條件下，保溫豬舍標(biāo)準(zhǔn)配置太陽(yáng)能與無(wú)保溫豬舍標(biāo)準(zhǔn)配置太陽(yáng)能相比，前者降低標(biāo)準(zhǔn)配置太陽(yáng)能系統(tǒng)投資的58.3%、總投資增加0.15萬(wàn)元，但運(yùn)行費(fèi)用降低0.94萬(wàn)元/年(59.5%)，總靜態(tài)投資回收期由6.8年降低為2.8年；在配置5個(gè)太陽(yáng)能集熱器的情況下，與對(duì)流供暖并無(wú)保溫相比，采用地暖供暖方式并增加保溫墻豬舍太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)的節(jié)能比例由4.8%提高到18.0%；保溫+5個(gè)太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)總節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤6.30 t/年、減少CO2排放15.13 t/年；無(wú)保溫+12個(gè)太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1.38 t/年、減少CO2排放3.32 t/年；豬舍采用太陽(yáng)能輔助電供暖方式的最優(yōu)組合為將無(wú)保溫豬舍改造為保溫節(jié)能豬舍并采用地暖供暖方式。

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