基于对中国北方农宅建筑形式以及农民生活模式的研究发现，目前我国北方农宅冬季燃煤量已经达到1.0亿吨标煤，由此造成的碳排放已经达到3亿吨左右。由于小型燃煤锅炉燃烧效率低，不仅造成了能源浪费，也对室内外环境造成了污染的严重。据测试，在农村居民燃煤供暖过程中，室内PM2.5的排放浓度是国家标准的100倍左右，严重威胁农村居民的身体健康。根据哈佛大学公共卫生学院的预测报告，如果我国农村固体燃料利用方式无任何改进并保持现有室内吸烟状况，我国2003～2033年将有6500万人死于慢性阻塞性肺病（COPD），1800万人死于肺癌，由该两种病因引起的死亡人数将分别占这30年间总死亡人数的19%和8%。据我国现在试行的新型农村合作医疗补贴政策，国家每年仅补贴患有慢性阻塞性肺病和肺癌的农村病患就要花费331.6亿元。

为能够有效降低北方农宅采暖用煤量，以及明显改善室内外人居环境，基于北方农宅建筑形式、农村居民生活模式、资源条件等因素，提出北方“零煤耗”农宅这一理念，并基于此理念，开展太阳能综合热利用研究，提出了一套适用于北方农宅的太阳能综合热利用方案，即在农宅本体保温以及被动式太阳能热利用的基础上，开发低成本、高效的太阳能空气集热系统，如此规避太阳能热水系统在农宅应用过程中的一系列弊病，同时改善太阳能利用过程中的经济性，为太阳能在农村市场的进一步拓展奠定技术基础。