农村地区的建筑节能潜力巨大,越来越引起社会各界的重视,北方农村住宅冬季供暖问题一直是人们关注的焦点。长久以来,传统的燃煤小锅炉与暖气片组成的“土暖气”供热方式存在燃烧效果差、高耗能、高煤烟排放等问题,而燃煤污染对雾霾天气的形成也产生了巨大的影响。为了减少北京区县农村地区冬季散煤燃煤污染,改善京津冀地区的空气质量,我国北方许多城市以开始出台“煤改电”“减煤换煤”等相关政策。作为北方农村地区“煤改电”工程的首推供暖设备之一,空气源热泵备受人们的关注,但空气源热泵能够产生的热水温度一般不超过55℃,而农村地区建筑原有的采暖末端多为散热器。如果可以采用空气源热泵直接取代燃煤锅炉,室内采暖系统的形式不改变而只增加一定数量的暖气片数,那么这种改造方式更容易被农宅居住者所接受,所以低温热水供给散热器能否满足室内供热需求和低温水散热器供暖房间的热舒适性有待进一步研究。实测了该农宅采用空气源热泵-散热器低温供暖系统运行期间的各房间室内空气温度、散热器供回水温度、系统的供热量与耗电量。结果表明,该低温供暖系统可以满足室内热舒适性的要求,测试期间,该住宅建筑的单位面积热负荷为43W/m2,室内空气温度达到17℃,系统的COP约为2.8,供回水温差约为1.6℃。该系统采用模拟设计计算中增加一倍末端散热器片数的方法,测试期内系统运行良好,可以保证室温满足正常生活需要,且在室外温度较低时,系统平均COP仍可达到2.5以上,说明在北方地区低温空气源热泵供暖系统可稳定运行。对测试建筑的空气源热泵-散热器供暖系统建立经济性分析模型,采用费用年值法对该系统进行详细的经济性计算与分析,与采用散煤炉、型煤炉与燃气壁挂炉为热源的供暖方式进行经济性和节能性的比较与分析,结果表明,空气源热泵-散热器供暖方式的初投资最高,约为8.2元/m2,而其运行费用较低,约为23.8/m2,从费用年值来看,空气源热泵供热系统的费用年值最低,约为32.0元/m2,优于其他三种供暖方式。从节能性角度看,空气源热泵和壁挂炉作为供暖热源的效果较好,而传统的燃煤小锅炉的污染物排放较为严重,且由于供热效率低,对能源浪费严重。利用商业CFD软件——Airpak建立测试建筑某一房间改造前与改造后的物理和数学模型,分别模拟中高温水和低温水散热器供暖方式在室外温度为-7.6℃和0.88℃时室内的温度场和PMV分布。通过数值模拟发现,通过增添约1倍的散热器片数,采用低温水(散热器表面温度为35℃~43℃)供暖可以保证室内温度分布达到与改造前采用的中高温水(散热器表面温度为55℃~70℃)供暖效果相近;当散热器表面温度为43℃时,供暖室外设计温度条件下,人静坐高度水平面(1.2 m高度水平面)上平均温度为15.4℃,PMV的平均值为-0.379。当散热器表面温度为38℃时,实际采暖季平均室外温度条件下,人静坐高度水平面上平均温度为17.8℃,PMV的平均值为-0.028。农村建筑采用改造后的低温水散热器供暖可以满足室内热舒适性的要求。通过建筑能耗模拟软件EnergyPlus对某一典型的农宅建筑连续和间歇供暖(停暖3小时、6小时和9小时)模式进行模拟计算,研究了在满足建筑热工节能设计要求条件下的间歇供暖热负荷的特点。相较于连续供暖,停暖3h、6h和9h的节能率分别为3.01%、6.11%和10.35%,相应的设备容量附加率分别为5.07%、24.8%和40.7%;在初寒期与末寒期,室内的温降较小,停暖3~6h后,室内温度下降不超过3℃,严寒期的室内温降较大,所以在严寒期不宜采用间歇供暖的方式。除此之外,还发现相对于外墙没有采取任何保温措施的情况,当外墙添加50mm聚苯板做外保温措施后,可以减少约60%的能耗。所以农村“煤改电”工作的基础应是对原有农宅围护结构的节能改造,提高建筑围护结构的蓄热性能和保温性能。