冬天到了,北方又到了一个采暖季,住城里的有集中供暖,这在农村,那就得自己烧火取暖了,所以,这冬天买煤就是个大事儿。可在北京的平谷区,一些农民自打住上了太阳能房,这冬天取暖就不用再为烧煤犯愁了,他们不但靠太阳取了暖,还能随时都用上热水。
韩庄村的刘大姐是个勤快人,家里家外地忙活,不能闲着。最近,刘大姐又添了个新“爱好”——洗衣服。
北京市平谷区金海湖镇韩庄村村民 刘晓芹:爱洗衣服,这特舒服,水老这么泡着,特舒服,等于这血液循环加快了,衣服也洗了,卫生也搞了。现在住新农村太阳能房特舒服。现在这水管打开就是热水,这妇女在家就不用受罪了,在家洗衣、做饭、搞卫生都用热水,这热水用不完,源源不断。
听出来了,刘大姐爱洗衣服,可不是干活儿上瘾,是因为住上了新式的太阳能房,这一打开水龙头就有热水流出来。用热水洗衣服,这可是刘大姐以前想都没有想过的事情。
北京市平谷区金海湖镇韩庄村村民 刘晓芹:过去没有时间烧热水,都是使凉水洗,这手都冻得疼了。现在不用担心那方面的事。手摸着也不像过去了。过去不敢摸,水是凉的,这手都冻红了;现在这就等于是烫手,增加血液循环了,衣服也洗了,手也暖和了,这骨节也锻炼了,来回活动。现在水温最低也得有35~36℃。
自打2007年刘大姐一家搬进了新盖的太阳能住房,不但洗衣做饭用上了热水,最主要的是,这冬天的取暖问题也解决了。
北京市平谷区金海湖镇韩庄村村民 蔡国安:在阳光充足的情况下,白天最高室温能达到18℃。夜间最低能达到,如果不添燃料的情况下,能达到5~6℃。
在农村,冬天取暖都是烧煤炉子。所以,一到冬天,这家家户户的院子里都堆着煤块。可是,要让屋里温度能达到18℃,这煤烧起来就比较费了,庄户人就得合计合计了。
北京市平谷区金海湖镇靠山集村村民 张顺:一冬天一般一家一吨左右。烧一吨蜂窝煤,现在得600块钱。屋里的温度顶多也就是7~8℃。
北京市平谷区金海湖镇韩庄村村民 蔡国安:以前我穿的是什么衣服,以前在这房子里我穿的是这个,现在都已经不穿了,锁在柜子里了。穿这种羽绒服在屋里面,在那儿坐着看电视都得穿这个,要不然受不了。把这儿拉好了,不干啥的时候手一揣,在屋里坐着看电视。
庄户人的辛苦钱舍不得都花在烧煤取暖上,只好在家里“全副武装”多穿点儿了。现在,不用烧煤屋里照样儿暖和,而且这屋里温度一点儿都不差,因为这太阳能房靠的是吸收太阳光的热量来取暖。
太阳源源不断地向四周放射着能量,到达地球的能量,只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右。地球上很多能量来源都是来自太阳,比如说,煤炭就是远古植物固定下来的太阳能。可以说,太阳就是一个巨大的能量源泉,取之不尽,用之不竭。
人类对太阳光的利用也是由来已久,我国自古就有利用太阳光来干燥农副产品。像太阳灶能烧水、能做饭,也是因为它把太阳光集中到很小的一点,产生了很高的温度。
太阳光的能量很充足,又无处不在,这免费而来的能源如果进行合理的利用,当然会使我们的生活更加温暖。刘大姐家的太阳能房就是把太阳光转变成热、为屋内提供采暖和热水的。但是太阳光的能量是怎样被收集起来的呢?
某太阳能公司工程师 赵国华:热量主要是靠集热系统,太阳能集热器来实现的。太阳能集热器是铺设在屋面上,集热器本身就可以吸收太阳的能量。
秘密就在房顶上这些亮晶晶的玻璃板下面。
太阳能集热器的板芯是由一个个条带组成的。每个条带由上面的铜片和下面的铜管组成。正是这些薄薄的铜片承担着吸收太阳能的任务。铜片上覆盖有一层特殊的涂层,当太阳光照射到铜片上,它就能高效吸收太阳能,并且转换成热。
某太阳能公司工程师 赵国华:太阳光有一定的波长,集热器通过一定的涂层,涂层对这种太阳光的吸收率非常强,可以把这个波段的能量选择性吸收下来。
每一个条带都是一个集热单元,一个个条带组装到一起,就形成了一个大的集热器。集热器主要是铜片在吸热,另外,露在阳光下的部分铜管也被喷上特殊涂层,让它们也发挥吸收热量的作用。
太阳能集热器镶嵌在屋顶朝阳的一面,和屋顶平面形成了一个整体。屋顶的角度也就是集热器安放的角度,这个角度的大小影响着集热的效果。
某建筑设计公司 徐国恩:根据上午10点到11点太阳一定高度,对着这屋面基本上是垂直的,和屋面光线和屋面的角度近似于,就是它的这个角度比较大,这时候采光的效率,就是集热的效率比较高。
像这样的屋顶,一面短,一面长,虽然模样看着很怪,但是却自有它的道理。
某建筑设计公司 徐国恩:这种集热效果非常好。但是如果都做成40度,那屋面就很陡,浪费建筑材料,所以把采光面做的短一些陡一些,后面做的坡一些,这样就节省了一些好多建筑材料,就是屋面的建筑材料。又达到了集热的最好效果,又节省了建筑材料。这个屋面看着很怪,前面陡后面坡就是这个道理。
阳光照射到屋顶,穿透集热器外面的玻璃,被一条条铜片收集。铜片虽然在持续不断地吸收着热量,但终究这些热量还是在屋顶上,怎么能把吸收的热量带进屋子里呢?
在屋里有一个专门的储热罐,这罐里的水和屋顶的太阳能集热器相连通,由水泵将储热罐里的水打到屋顶。铜片吸收了热量以后传给下面的铜管,当水从铜管中流过的时候,就把铜管的热量带走了,储存在储热罐里。这样铜片不断吸收外界太阳光的热量,再通过储热罐里水的流动,原本是在屋外的太阳热量就被带进了屋子里面。
房间里的采暖和生活热水都是靠的这储热罐里储存的热量。虽然都在一个罐里,可是,采暖和生活热水是分开的。
储热罐有内外两个水箱。外层水箱一方面和太阳能集热器相通,另一方面还和屋里的采暖设备相通,形成了一个闭合的系统。热水在这个系统里循环,房间就逐渐热起来了。
老张家屋里暖洋洋的,可是找了一圈,房间里却没有暖气片的影子。
某建筑设计公司 徐国恩:这种太阳能采暖系统是用地暖管,地暖管你到屋里参观的时候看不到暖气片。
某太阳能公司工程师 赵国华:对于太阳能来说,温度比较低的时候,效率比较高。地热盘管只要一个40度左右的热水就可以把房间的温度加热到一个理想的程度,它需要的供热温度不是很高,不像暖气片需要的温度比较高。
地暖不用很高的温度,而如果用暖气片就需要比较高的水温才行,这样比较下来,用地暖不会浪费太多的能源就能有比较高的温度了。
地暖是在整个屋子的地下安装地热管,热水从地热管中流过,对整个屋子进行加温。因为热水管是在地下,这保温措施也得做好。
某建筑设计公司 徐国恩:这就是在地热管的下面铺了一层隔热层,就是两到三公分的保温板。这种保温板的作用,就是防止地热往地底下传。然后在保温板上面再铺它的热水管道,就是热水管,上面再铺两到三公分的保护层,就怕破坏那个热水管,这样再铺,在上面再铺地面砖。
保温板隔断了热量向下传播的途径,让它只能向上散发。因为热空气是从下往上走的,所以,这地暖的使用效果也挺好。
某建筑设计公司 徐国恩:这种地热形式的好处就是恒温,它整个地板温度均匀而且持久,因为它虽然不是像暖气片那么散热快,但是它均匀、持久,这一天散热比较均匀。
北京市平谷区金海湖镇韩庄村村民 蔡国安:现在我基本上就是利用太阳能,通过热水箱往地下循环水,然后从地下往上反热这样取暖,这样整体上是每个屋子温度都差不多的。
储热罐的内层水箱是和生活用水相通的。内层水箱里的水靠外层水箱的热水加热,拧开水龙头,就能有热水出来,可以洗衣服、做饭,甚至洗澡了。
北京市平谷区金海湖镇韩庄村村民 刘晓芹:比如说我不需要往地下循环了,我需要洗澡,他那可以调,那我就改洗浴模式。
洗澡的时候换成热水模式,外层水箱的热水和地暖之间就关闭了,热水只在太阳能集热器和储热罐之间循环,温度升高很快,内层水箱里的生活热水就能很快被加热。
北京市平谷区金海湖镇靠山集村村民 张顺:停十几分钟吧,热度都集中到这里来了,就不地下冲了。温度能达到60多度。
在农村,为了洗澡方便,很多人家的屋顶上都架着一个太阳能热水器,老张家也有一个。夏天洗澡都没什么问题,可到冬天,这问题就来了。
北京市平谷区金海湖镇靠山集村村民 张顺:冬天使不得,这个冻,温度低。
北方的冬天,气温都会在零下,滴水成冰。老张的热水器因为没有防冻的措施,所以,一到冬天就成了摆设。
这太阳能集热器装在屋顶上,跟外界空气直接接触。白天,有太阳晒着,温度高,它能有效地把太阳光的热量收集起来。可这太阳也不是一天到晚地老晒着,温度低了,这集热器会不会也冻了、不工作呢?
某太阳能公司工程师 赵国华:比如说零下的时候或者零下十几度的时候,集热器会有冻坏的可能性。为了防止这种冻坏的可能性,我们利用排空这个技术。它是通过温度监测,如果温度达不到集热性能的时候,会把水自动排回来。它主要的目的就是为了防冻。
只有集热器里温度高的时候,水才从集热器里流过,这样就不会发生水结冰冻坏集热器的事儿了。
夏天能洗澡,冬天能取暖,还能用上热水洗衣服做饭,这太阳能房给咱农民带来的实惠还真不少。不过,这太阳能集热器整天露在外面,风吹雨淋的,日子一长,上面少不了落上尘土。
某太阳能公司工程师 赵国华:灰尘主要来说,因为上面是玻璃,板芯是在玻璃里面,阳光需要透过玻璃才能射到板芯上面。玻璃本身灰尘积多的话,会影响阳光的透过率,透过阳光少了,所以,需要定期清洁一下。
北方地区风沙大,特容易积灰,影响集热效果。尤其是冬天采暖的时候,最好能把集热器上的灰尘清理清理,好安心度过一个温暖的冬季。
太阳能房靠的是吸收太阳光的热量,来取暖和使用生活热水。可这要遇上个阴天下雪,三五天见不着太阳,那采暖的热量从哪儿来呢?
某太阳能公司工程师 赵国华:咱们还配有套辅助,如果你觉得连续阴天或者太阳能连续不利用的情况下,房间温度低,可以启动辅助,把水加热,用来供暖,这是没问题的。像平谷的辅助一般都是生物质炉具,可以烧柴,压块燃料来满足供暖的要求,这没问题的。
这个炉子是生物质燃气炉,不但能烧煤,而且像农村里比较富余的作物秸秆、树枝树杈、农作物的废弃物等等全都能用。
北京市平谷区金海湖镇韩庄村村民 蔡国安:等到这个阴天下雪,还有晚上降温的情况下,我就用玉米芯辅助取暖,添炉子。我种了2亩半玉米,这玉米芯一年烧不了也就烧一半,剩下的就是第二年再烧。
平谷是远近闻名的“大桃之乡”,种果树的农户特别多,老张家里也种着十几亩果树,每年果树修剪都打下来很多枝枝杈杈,这到了冬天,全都派上用场了。
北京市平谷区金海湖镇靠山集村村民 张顺:自己家的木头、柴火,也不用买去。这都是全是柴木,桃树、柿子树杈子。
太阳能住房不但要把热量收集进来,散发到整个房间里,而且还要很好地把热量留在屋子里。比如说,在建房的时候就采用了保温性能比较好的多孔砖做墙体,外面再加上8-10厘米的保温板,能起到节能保温的作用。
北京市平谷区金海湖镇韩庄村村民 蔡国安:我一点不用燃料,就用白天的阳光吸收了以后,晚上就是自然降温,因为这是一个保温体,这房子有一个保温墙,这样晚上水管不冻,也就是在4—5度这样。
在北京市平谷区,已经有一千多户都住上了这样的太阳能房。有的村里是几户,也有的是村里集中连片改造的。
某建筑设计公司 徐国恩:改造的村庄又改善了生活条件,同时又解决了生产,因为它可以搞旅游,特别是山区,农村改造以后,旅游接待增加了农民的收入。
一开始,听到人家说这种新式的太阳能住房好,老张并不相信,最后能下决定盖这房子,老张也是特意跑到了示范户家里,经过了一番实地的考察。
北京市平谷区金海湖镇靠山集村村民 张顺:进屋脚踩在底下挺热乎的,瞅着还不乱七八糟的,挺整齐的。回来我们两口子一商量,就盖这样的房吧。煤钱省了,这不是一年两年的事。这硬煤得一千多,这一冬季就得省一千多块钱。
烧煤一个是得浪费资源,再有,烧煤还产生大量的炉渣、排放出烟尘和有害气体。这用太阳能取暖不但节约了能源,给老张省了一笔买煤的钱,而且这家里的居住环境也干净多了。
北京市平谷区金海湖镇靠山集村村民 张顺:过去生炉子在屋里摆着,添煤煤灰乱飞,挺脏的。现在没有了,都挺干净的。
某建筑设计公司 徐国恩:这个环境问题也没有了,过去一个村处在烟雾之中,每家都生个小炉子。你到了村上一看,到了傍晚,整个村子笼罩在烟雾之中。现在有个太阳能,特别是成片改造的村庄,你就看不到烟雾了,这环境污染问题也解决了。
太阳能资源丰富,既可免费使用,又到处都有。它是一次性能源,也是可再生能源,对环境没有任何污染,是一种非常理想的清洁能源。我们充分地利用它,也能使我们的生活充满阳光。
煤是不可再生资源,用完了就没有了,而且烧煤会排放出很多有害气体,也污染环境。现在这用太阳能取暖代替了冬天烧煤,一个是屋里干净卫生,这农村人的生活质量也向着城里人看齐了;再一个,能少烧煤甚至不烧煤,农民自己省钱不说,这不也是帮着国家节约能源呢吗?!
责编:刘岩
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