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“雾霾”已成为关系基本民生的重大社会问题。农村冬季供暖对雾霾的影响不容忽视,2017年全国大力推广“煤改气”和“煤改电”措施在实施过程中遭遇瓶颈,因地制宜为农村供暖成为缓减雾霾的突破口。可再生能源(生物质能和太阳能)供暖技术作为缓解化石燃料短缺和环境污染的关键手段,正在快速发展。因此,本文采用问卷调查、软件模拟和实验研究对可再生能源的山西农村供暖系统的优化进行了研究。(1)通过调查山西省农村地区建筑特点及供暖方式,对问卷调查数据进行频数分析可知,农村地区建筑围护结构保温性能很差,热耗高且室内热环境差,大部分未按建筑节能标准建造。基于SPSS软件的聚类分析和回归分析建立回归方程得出外墙和屋顶对能耗的影响因子最高,因此,节能改造应主要加强外墙和屋顶的保温性能,提升建筑物的气密性。(2)农村供暖系统是一个涉及多因素的系统工程,针对不同农村供暖系统方案从定性角度选择评价指标,建立了基于层次分析法/模糊综合评价法(AHP/FCE)的评价体系模型,根据最大隶属度原则得出太阳能/生物质炉供暖系统最好。(3)结合不同供暖方式的技术经济表现,对太阳能/生物质炉供暖系统进行了农户自身财务效益评价和国民经济效益评价,计算了生命周期成本回收期、财务净现值(FNPV)及经济内部收益率,结果表明该供暖系统可产生良好的间接效益,可通过价格转移进一步提升农户选择太阳能/生物质炉供暖方式的积极性。(4)对不同供暖方式进行了环境效益评价分析,计算了粉尘、SO2和NOx的排放量,通过定量及定性分析,本研究建议推广太阳能/生物质炉供暖系统。(5)建立了可再生能源综合利用示范基地,利用Energy Plus模拟了农村住宅的冬季热负荷和供暖能耗,打破了通过比较太阳能集热器温度和蓄热水箱设定水温去控制太阳能供暖系统启停的控制模式,自主设计了带温度补偿的太阳能/生物质炉供暖系统的自控策略,最大限度使用太阳能,实现了热源之间的平稳切换。(6)实验期间室内温度能维持在16~18°C,该系统为用户提供了舒适、干净、便利的生活环境。经实验测试得,太阳能微通道集热板的集热效率主要集中在60%~70%之间,蓄热水箱的换热系数在0.94~0.98之间。经Energy Plus软件模拟得,农宅的单位面积热负荷指标为46.86 W/m2,100 m2住宅供暖季累计能耗为24.3 GJ。太阳能/生物质炉供暖系统供暖季提供的总能耗为35.91 GJ,太阳能占比63.31%,生物质炉占比36.69%,供暖季的使用小时数分别为1935 h和1239 h。同时,太阳能/生物质供暖系统的一次能源利用率为67.66%,火用效率为16.17%。太阳能/生物质炉供暖系统具有自动化程度高、能源综合利用的特点,为实现农村的清洁供暖提供了良好的系统方案,对于改善环境、缓解能源危机具有重要意义。