农村住宅沼气供热地板辐射采暖可行性分析

摘要：利用农村农作物资源的优势，通过沼气供热结合地板辐射供暖，以郑州某一农村住宅为建筑模
型，经过理论计算分析，沼气供热地板辐射采暖与家用空调采暖相比，具有明显的优势，不仅环保、节
约能源，更具有良好的经济效益，具有一定的可行性，对实践中应用这一供暖系统模式提供了参考。

我国是农业大国，2005年统计数据显示，中国农作物秸秆年产量达7．2亿t，畜禽粪便年产量达20．1亿t(湿重)¨J。同时，中国也是世界第二大能源生产国和消费国，拥有众多的农村人口，农村家庭能源消费占国家一次能源消费的六分之一以上心]。根据这一现状，充分利用农村特有的资源优势，解决现有问题，变得尤为重要。
以郑州一农户为研究对象，沼气作为一种可再生清洁能源，若能充分利用该能源，对解决农村能源匮乏问题具有重要意义。本文利用沼气提供热源，联合地板辐射供暖，通过理论计算，并与家用空调进行对比分析，说明该供暖模式所具有的诸多优势。
1低温地板辐射及相关计算
1．1低温地板辐射特点
低温地板辐射供暖系统具有高效节能、热稳定性好、温度梯度小、舒适性好、清洁卫生，占地使用面积小、方便装修等优点，越来越受到人们的青睐。
该系统采用低于60℃的低温热水作为热媒，通过直埋人地板下的化学建材(PAP、XPAP、PE—X、PB)等盘管进行辐射而达到一种方便灵活的采暧形式。地板表面的传热以辐射方式为主，一般占50％以上。供回水温差一般不大于10℃，文中供回水温度分别按55℃和45℃来计算。
1．2低温地板辐射热负荷计算
本文采用文献[3]中的方法进行计算。

2沼气供热原理
2．1沼气简述
沼气是农村广泛使用的一种气体燃料，它是由植物残渣、动物粪尿在隔绝空气的环境下，经过某些微生物的发酵作用而产生的。沼气的主要成分是甲烷，约占总体积的60％～70％。
沼气在现代化农村当中，扮演着愈来愈重要的角色，畜禽粪便还田是我国传统农业的重要环节，在改良土壤、提高农作物产量方面起着重要作用。据有关部门监测，经沼气发酵后的人畜粪便，寄身虫卵数量从投入时平均1774．9爪／L减少到83爪／L，沼气发酵残留物除用作农作物肥料外，从大量研究和实验发现，沼气发酵残留物(沼液)也可以作为猪饲料添加剂，此外沼液和沼渣还可以用作鱼饲料和改善水质生态环境。农村可以提供充足的沼气发酵原料。
2．2沼气发酵温度
农村家用沼气在自然温度条件下就能够进行发酵，在8～60℃条件下一般都能够发酵产气，而在8。C以下时，仅能产生微量沼气。发酵温度通常划分3个温度范围：10～26℃为常温发酵，28～38℃为中温发酵，46～60℃为高温发酵。

2．3沼气、烟气、洗澡废水结合发酵

在10—60℃温度范围内，发酵温度对沼气的产气率影响较大，温度越高，产气率越高H J。因而提高沼气池中的温度是提高沼气产出率的关键，可采用沼气池、猪舍、厕所、蔬菜日光温室“四位一体”的生态模式。此外，为了充分利用能源，可把带有一定热量的洗澡废水及做饭时燃烧木材、秸秆等所产生的烟气，分别通人到沼气池中，对沼气池中的原料进行加热，能显著提高沼气池中的温度，不仅满足沼气发酵对温度的要求，还能减少对能源的浪费并增加产气量。沼气、烟气、洗澡废水结合发酵供热系统示意图如图l所示。

投稿会员：芳华