高效太阳能户用沼气池的应用

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1、76中国沼气ChinaBiogas2014，32(6)高效太阳能户用沼气池的应用123马泓若，喜文华，王强(甘肃省科学院自然能源研究所，甘肃兰州730000)摘要:我国北方农村地区，户用沼气池多为常温发酵，发酵温度偏低，尤其在冬季气温较低时，多数沼气池无法正常使用甚至停用，造成资源的较大浪费，同时也降低了农户使用和建造沼气池的积极性。为了消除环境温度对沼气池的影响，提高沼气池产气率，笔者将沼气池与太阳能集热系统相结合，设计出一款适用于北方寒冷地区的高效太阳能户用沼气池，有效提高了沼气池的发酵温度

2、，解决了北方寒冷地区沼气池冬季无法正常使用的问题。关键词:太阳能沼气池;应用研究中图分类号:S216．4文献标志码:B文章编号:1000－1166(2014)06－0076－04沼气作为一种清洁能源，在发酵原料较为丰富量轻、导热系数低、易于加工等特点，所以通过在玻的农村地区农村户用沼气池作为新农村建设的重点璃钢沼气池表面复合保温材料，可以加强沼气池的工程，被列入第十一个国民经济和社会发展五年规保温性能。甘肃省太阳能资源较为丰富，全省年太划纲要。甘肃省太阳能资源和生物质能资源都较为阳总幅射量为每平

3、方米4800～6400兆焦，年日照时丰富，在“十一五”期间全省各地开展了大规模的户数1700～3300小时，利用太阳能集热系统将水加用沼气池的建设工作，截至2013年底，全省共建设热，热水通过分布在沼气池内部的换热盘管与沼液户用沼气池119万户，取得了显著的成绩。但甘肃直接进行热交换，可提高沼气池的发酵温度，从而提省属于西北寒冷地区，全省年平均气温0℃～14℃，高沼气池产气率，保证冬季正常使用。其分布趋势大致从东南向西北随着地势增高而逐渐1玻璃钢复合保温沼气池的设计降低，笔者在临夏回族自治州的调

4、研时发现，户用沼3气池夏季平均发酵温度为16℃，平均产气率0．15采用水压式玻璃钢沼气池，罐体容积8．9m。为了3－3－1m·md，冬季平均发酵温度为4℃～8℃，沼气提高玻璃钢沼气池的保温性能，在玻璃钢沼气池表面粘池使用率不足10%。贴一层50mm厚橡塑海绵作为保温层，橡塑海绵具有良为了解决寒冷地区户用沼气池冬季正常使用的好的保温效果，富有柔软性，施工安装方便，并且价格较难题，就需要对沼气池进行保温和增温措施。传统低适宜于推广，但橡塑海绵表面柔软、容易被撕裂，所以混凝土现浇沼气池，散热系数较大，

5、其结构和施工工在橡塑海绵保温层的表面再覆盖2层玻璃纤维布作为保艺都不利于增加保温层，而玻璃钢沼气池强度好、重护层，防止埋于地下后受到侵蚀损坏(见图1)。图1玻璃钢复合保温沼气池的加工收稿日期:2014-03-04修回日期:2014-03-14作者简介:马泓若(1983－)，男，甘肃临夏人，助理研究员，主要从事农村新能源的应用研究工作，E-mail:mehongruo@unido-isec．org中国沼气ChinaBiogas2014，32(6)77回水管集热循环泵换热循环泵输气管保温水箱进料口厨

6、房控制系统出料口换热盘管太阳能集热器图2太阳能户用沼气池示意图池温度的稳定性，避免出现白天温度较高，夜间温度2太阳能集热系统设计急剧降低的情况。太阳能集热系统由太阳能集热器、保温水箱、沼3太阳能户用沼气池的安装气池内换热盘管和自动控制系统组成。其工作原理为:水经过太阳能集热器被加热后储存在保温水箱为了提高太阳能户用沼气池系统的效率，太阳内，当沼气池内发酵温度降低时，保温水箱中的热水能集热器需安装在屋顶，避免太阳能集热器遮阴，保通过沼气池内换热盘管对料液进行加热(见图2)。温水箱需安装在室内，提高

7、水箱的保温效果，沼气池2．1太阳能集热器池体应埋于地下0．5m以下，所有管道需做保温处太阳能集热器采用横排联箱式真空管集热器，理。但是由于项目场地限制和保温层寿命研究工作每组集热器50根真空管，采用2组集热器串联方等原因，太阳能集热系统全部安装于室外，沼气池池式，真空管尺寸为长1500mm，直径47mm，集热面体高于地面约10cm(见图3)。2积6．12m。集热器与保温水箱之间采用主动强制循环，集热循环泵采用自动温控，保温水箱容积为30．5m。2．2换热盘管沼气池中换热盘管采用PE-ＲT耐高温聚

8、乙烯管，PE-ＲT管具有良好的导热性和加工性，比较柔软易于弯曲，并且寿命较长，耐腐蚀性较好。换热盘管与保温水箱之间采用主动强制循环，换热循环泵采用自动温控和时控。盘管直径20mm，位于下半部图3高效太阳能户用沼气池分池体，盘管距离内壁50mm，上下盘管间距100mm，沼气池内盘管总长度约为40m。4试运行测试结果及分析2．3自动控制系统自动控制系统主要控制集热循环泵、换热循环高效太阳能户用沼气池于2013年6～12月进泵的开启和关闭。太阳能集热器温度探头位于联箱行了试运行，测试期间主要对沼气池内