《高温太阳能集热系统在沼气池内发酵增温的应用》.pdf

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1、2015年6月绦色甜技JournalofGreenScienceandTechnology第6期高温太阳能集热系统在沼气池内发酵增温的应用窦金波(嘉兴市正兴能源科技有限公司，浙江嘉兴314000)摘要：针对湖南地区冬季气候寒冷、沼气池不产气的问题，结合该地区太阳能资源丰富的特点，将太阳能中高温集热装置和沼气发酵装置进行了组合，设计了一套新型的太阳能加热的沼气生产增温系统。该系统可以满足业主全年对沼气以及生活热水的需要，从而改善农村人居环境和生态环境，缓解农村生活用能和工业用能之间的矛盾，实现节能减排，加快社会主义新农村建设步伐，建设和谐的社会主义新农村有重要示范

2、推广价值和重大社会经济意义。关键词：太阳能；增温系统；沼气中图分类号：TK6文献标识码：A文章编号：1674—9944(2015)06—0311-03反馈到温控箱，从而开启循环泵，促使热水缓冲器中的1引言热水流经反应罐中的螺旋管式换热器进行循环，对液料进行加热，提升反应罐内的温度；当反应罐内的温度达近年来随着人们生活水平的提高，对肉类食品的需到设定温度时，再由温度传感器反馈到温控箱，从而关求逐年上升，因此集中在乡村周围的大型养殖企业也越闭循环泵，循环终止。热水缓冲器的主要功能是为了控来越多，利用牲畜粪产生沼气发电或向周围农户供气已制进入螺旋换热器中水的温度，防止

3、温度过高。因为温经成为解决污染和清洁能源供给的主要手段，但是在冬度过高时容易引起局部污泥温度过高以及螺旋罐外壁季的地区，沼气池由于温度低于10℃就无法发酵产气，结壳，通过热水缓冲器将进入螺旋管中的温度控制在传统解决办法用锅炉加热，但成本较高，导致设备闲置50℃±2℃。热水缓冲器的工作原理分为两个循环。一个冬季，针对寒冷地区太阳能资源充足、冬季寒冷的第1循环气候特色，设计出一套适合本地区使用的新型的太阳能热水缓冲器的温度高于52。C时，其循环路线为：加热的沼气发酵装置非常可行，采用太阳能增温系统热水缓冲器一循环泵阀3螺旋换热器一阀4一后，池内温度可提升1O～15℃

4、，低成本地解决了沼气池电磁阀3一热水缓冲器冬季不产气的问题。此时，电磁阀1与电磁阀2关闭，切断与太阳能热2沼气池增温工艺技术方案水箱的循环；电磁阀3打开，循环水直接通过热水缓冲器进行循环，促使热水缓冲器中的温度降低。2．1太阳能加热恒温系统的组成第2循环太阳能加热恒温系统的结构示意图如图1所示。热水缓冲器的温度低于48。C时，其循环路线为：本系统主要由太阳能热水器、热水缓冲器、螺旋式换热热水缓冲器一循环泵一阀3一螺旋换热器一阀4一器、自动控制系统(温度传感器、交流触电器、温控仪和电磁阀2一太阳能热水器电磁阀1一热水缓冲器电磁阀等)、循环泵和其它辅助部件组成。其功

5、能是为此时，电磁阀1与电磁阀2打开，联通与太阳能热中温发酵的沼气反应罐进行加热。水箱的循环；电磁阀3关闭，从而促使热水缓冲器温度升高。太阳能加热系统中还设有循环泵的总控装置。当太阳能水箱中的温度低于4O℃时，关闭循环泵，避免感器1循环泵长时间连续工作，节省电能。感器23方案设计(以岳阳枫树湾公司为例)3．1设计参数3．1．1环境温度设计计算基本参数：极限环境温度：夏季+42．5℃，冬季一15．8℃。图l太阳能加热系统的结构组成示意年平均温度14．5℃。配置：换热水箱4t，温度55℃。2．2太阳能加热恒温系统的工作原理当反应罐内的温度小于设定温度时，由温度传感器收

6、稿日期：2015—04—10·作者简介：窦金波(1974一)，男，黑龙江双鸭山人，高级工程师，主要从事清洁能源与节能技术研究。311窦金波：高温太阳能集热系统在沼气池内发酵增温的应用能源及节能3．1．2辐照参数Ht：水平面太阳总辐照月平均日辐照量；单位：MJ／以岳阳地区(纬度28。13，经度¨3。06)数值作为(m·d)；参考标准，太阳辐射及天气参数数据见表1。H：倾角等于当地维度倾斜表面上，太阳总辐照月本系统是在全年使用的热水系统，计算式采用春分平均日辐照量；单位：MJ／(m·d)；或秋分所在月的平均气象参数。Sm：月日照小时数；Ta：月平均室外气温；单位：。

7、C，Kt：大气晴朗指数。表1岳阳市太阳能资源及气象参数MJ／(m。·d)3．2太阳能加热系统热平衡计算0．04652w／(rn·℃)。为了验证太阳能热管加热系统是否能满足工作要其中为对流传热系数，取10w／(m·℃)，简体求，对该系统的热负荷进行了理论计算。高度L一6．6m，计算得V一8．35w／m，所以简体保温3．2．1沼气发酵装置的热损失计算层的热损失：(1)沼气发酵装置散热损失的热量。单体沼气发酵Q1一V*S*T：8．35×281．5×86400=0．203装置几何尺寸见图2，该系统按照容积为1500m。进行×10kJ。设计，沼气发酵装置的直径为8m，高度

8、为12m，液面高由于筒体