利用太阳能热水器加热沼气池的实验研究
热 水 缓冲 器进 行循 环 ，促使 热水 缓 冲器 中的 温度 降
低。
器 、交 流触 电器 、温控 仪 、 电磁 阀等构 成 。
热 交换 系统选 用 的换 热器 为 自制换 热器 。换 热 器采 用 ２ ５国标 普 通无缝 钢 管制 造成 外 径 ７ ０ｍｍ ０
第 ２循 环
热水缓 冲器 的温度 低 于 ４ ℃ 时 ，其 循环 路 线 ： ３
１２ 太 阳能加 热 系统工 作 原理 ．
太 阳 能加 热系 统结 构示 意 图 ，如 图 １所示 。本
试 验主 要是 利用 太 阳能集 热 加热水 ，通过循 环 管道 和 热交 换器 把 热量传 导 到沼 气池 ，使 池温上 升 ，提 高产 气量 。当发 酵池 内 的温度 小于 设定 温度 时 ，由 温度传 感 器反 馈 信 号 到 温 控 箱 ，从 而 开启 循 环泵 ， 促 使 热水 缓 冲器 中的 热水 流经发 酵 池 中的螺 旋盘 管
器） ，结 构示 意 图 如 图 ｌ所 示 。主要 由太 阳能 热 水 器 、 热水缓 冲器 、换 热器 、循 环泵 、 自动 控制 系统 和其 它 辅 助 部 件 组 成 。 自动 控 制 系统 由温 度 传 感
此 时 ，电磁 阀 ｌ与 电磁 阀 ２关 闭 ，切断 与太 阳
能热 水箱 的循 环 ；电磁 阀 ３打 开 ，循环水 直 接通 过
第３卷 ９
第 １ 期
广
西
林
业
科
学
Ｖｏ ． ９ ＮＯ １ １３ ．
Ｍａ ． ０ ０ ｒ２ １
２１ ０ ０年 ３月
Ｇｕ ｎ ｘ Ｆ ｒ ｓｒ ｃｅ ｃ ａ ｇ ｉ ｏ ｅ ｔｙ Ｓ ｉｎ ｅ
文章 编 号 ：１０ —１ ２ —２ １ （ ） ～０ ３ —０ ０６ １６ ００ １ ０７ ４
度 ；当发 酵池 内 温度达 到设 定 温度 时 ，再 由温度传 感 器 反馈 信号 到 温控箱 ，从 而关 闭循 环泵 ，循环终
止 。本 试 验设计 了热水 缓 冲器 的主要 功能 是 为 了控 制 进入 螺旋 盘 管换 热器 中水 温 。 热 水缓 冲器 的工 作原 理存 在 ２个水 循环 。 第 １循 环
１ １ 太 阳能加 热 系统 的设计 ．
热水 缓 冲器 的温 度高 于 ５ ℃ 时 ，其 循 环 路线 ： ５
热水 缓 冲器一 循 环泵一 阀 ３ 螺旋 盘 管换 热 器一 阀 一 ４ 电磁 阀 ３ 热水 缓 冲器 一 一
太 阳 能 加 热 系 统 包 括 热 交 换 系 统 Ｊ（ 换 热 即
换 热 器进 行 循 环 ，对 料 液 加 热 ，提 升 池 内 料 液 温
１ ℃ ，产气 率 很 低 ，甚 至 不 产 气 。 提 高 发 酵 池 温 ８ 度 ，激 活 菌种 活性 ，提高 产气 率 ，成 为这些 区域推
广 利用 沼气 池 的重要课 题 之一 。
理 论研 究表 明 ，利用 太 阳能加 热 沼气池 可 以 明 显 提高 沼气 池 的发酵 温度 ，同时提 高产 气率 ，进 一
引言
温 度是 影响厌 氧 发酵 的关键 因素之 一 。 目前 农 村 户用 沼气 池都 是地埋 式 ，气 温和 地温 的变 化会 直 接影 响 沼气 池的产 气率 。广 西桂 北 的桂林 和 桂 西的 河 池 、百色 等市 部分 山区 县 ，每年 新建 沼气 池数 量 占广 西年 推广 量近 一半 ，沼气池 在 全年 大部 分产 气
量高 ，但 在 冬 季 时 节 有 ３ ～４个 月 时 间 池 温 低 于
螺旋盘 管 ，有 ６层 圆排 管 ，排 管 间 距 １ ０ｍｍ，钢 ０ 管壁 厚 ５ ～６ ｍｍ。螺 旋 盘管 总长 １ ．９ｍ，总换 热 ３ １ 面积约 １ｍ２ 。为更 好 起 到 防腐 （ 沼液 腐蚀 ）作 用 ， 换 热器 外 壁采 用多 层环 氧树 脂 涂层 。
第３ ９卷
热水缓冲器＿ 循环泵一阀 ３ ＋ ＋ － 螺旋盘管换热器 阀 ４＋ ＿ 电磁 阀 ２ 太 阳能热 水 器－ 电磁 阀 ｌ 热水 缓 冲 一 ＋ 一
器
器 中的温度 升高 。
太阳能加热系统设计总控装置以控制系统循环 泵 。当太 阳能 水 箱 中 的温 度 低 于 ３ ℃ 时 ，关 闭 循 ５ 环泵 ，避免循环泵长时间连续工作 ，节省电能。
此 时 ，电磁 阀 １与 电磁 阀 ２打 开 ，联通 与太 阳
能热水的循环 ；电磁 阀 ３ 关闭，从而促使热水缓冲
接室 内自来水
电磁阀 ２
图 １ 太 阳能加热系统 结构示意图
１３ 沼气池 的温 度测 试设 计 ．
基 金 项 目 ：国家 林 业局 “ ４ 项 目 “ 区 沼气 发 电关 键 技 术 引进 ” （０ ６—４—１４ ９８ 林 ２０ ２） 作 者 简 介 ：谢列 先 （９ ５ ） １６ 一 ，男 ， 高级 工程 师 ， 主要 从 事 沼气 利用 技 术 的 研 发 工 作 。
３ ８
广 西 林 业 科 学
利 用 太 阳能 热 水 器 加 热 沼 气 池 的实 验 研 究
谢 列 先
（ 西农村 能源 办公 室 ，南 宁 广
摘
５０ ０ ） ３ ０ １
要 ：利用小型实验性太 阳能真 空管热水器加热沼气池 ，所用 的真空管太阳能热水器采光 面积 １ ｌ，沼 气池 Ｏｎ２
容 积 为 ８ｍ 。 沼 气 池 的 加 温 效 果 明显 ，产 气 率 提 高 。 ３ 关 键 词 ：太 阳 能 热 水 器 ；沼 气 池 ；加 热 ；产 气 率 中 图 分 类 号 ：￥ １ ． ；￥ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ ２６４ ２４
步 解决 沼气 池越 冬 问题 。近几 年我 们在 桂北 的一些
县进 行利 用太 阳 能 热水 器 加 热 沼 气 池 的 实 验研 究 ，
并积 累 了实验 数据 ，为 指 导今后 沼 气池加 温 ，提 高
产气 率提 供实 践基 础 。
１ 太 阳能 热 水 器 对 沼 气 池 加 热 工 作 原 理
021高温发酵沼气池太阳能辅助加热系统研究
Ac
Qw f JTcd 1 L
（ 7）
式中： Ac —直接系统集热器采光面积，m2；
Qw —贮热水箱热水得热量，2093400kJ；
f —太阳能保证率，无量纲， 0.5；
J T —集热器受热面上春秋冬季节平均日辐照量， 12.21 MJ/m2；
cd —集热器全日集热效率，无量纲， 0.50；
L —管路及储水箱热损失率，无量纲，0.15；
经计算，太阳能集热面积为：A c = 220 m2 。 但太阳能在冬季工作时，虽然能提供设计的负荷，但是很难提供高温发酵所需要的热 水温度 60℃以上，利用价值低。 4 结论 对于太阳能 -沼气锅炉加热系统：高温发酵的沼气池（温度保持在 50~60℃） ，在冬季运 行时，由于冬季太阳能热水一般无法提供所需要的高品位的热水，甚至预热 20 度的进料都 存在一定问题， 因此大部分的负荷由沼气锅炉承担， 但是锅炉所需要的沼气量占总产气量的 87.87%，输出供用户使用的气量仅占 13.13%，这就使冬季的供气有效利用率过低。建议在 该地区采用 35℃左右中温发酵沼气池。太阳能集热系统全年都能提供此段品味的热水，同 时可以适当增加空气源热泵作为辅助加热，夏季单用太阳能就可保持高温发酵。
QW Cm tn tl
式中：C—料液的比热 m—每天添加的物料质量； tn—沼气池内沼液的平均温度，为 55℃； tl—未进发酵罐的料液温度，为 20℃。 其中每天添加的物料质量 m 可以通过下式计算得出：
（ 3）
m
0.8V Ts
（ 4）
式中：ρ —新投料液的密度， Kg/m³； V—沼气池池体的体积，m³； Ts—发酵周期， 4d。 根据公式（3） 、 （4）计算得出新加料液负荷:Qw =2851.2MJ。
太阳能在农业中的应用研究
太阳能在农业中的应用研究在当今社会，能源问题日益严峻，寻求可持续、清洁的能源成为了全球关注的焦点。
太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，在农业领域的应用越来越受到重视。
太阳能在农业中的应用不仅为农业生产带来了新的机遇，也为解决能源危机和环境问题提供了有效的途径。
太阳能在农业灌溉中的应用是一个重要方面。
传统的灌溉方式往往依赖于电力或燃油驱动的水泵，不仅成本较高，而且对环境造成一定的污染。
而太阳能灌溉系统则有效地解决了这些问题。
太阳能水泵通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，驱动水泵进行灌溉作业。
这种系统具有安装方便、运行成本低、维护简单等优点。
在一些偏远地区或电力供应不稳定的地方，太阳能灌溉系统更是发挥了重要作用，为农作物提供了稳定的水源，保障了农业生产的顺利进行。
太阳能温室也是太阳能在农业中应用的一个典型例子。
太阳能温室利用太阳能集热器收集太阳能，为温室提供热能，保持室内温度适宜，从而延长了农作物的生长周期，提高了农作物的产量和质量。
与传统温室相比，太阳能温室减少了对化石燃料的依赖，降低了能源成本，同时也减少了温室气体的排放。
此外，太阳能温室还可以通过智能化的控制系统，根据室内外的温度、光照等条件，自动调节通风、遮阳等设备，为农作物创造最佳的生长环境。
在农业干燥方面，太阳能也有着广泛的应用前景。
农产品的干燥是农业生产中的一个重要环节，传统的干燥方式通常需要消耗大量的能源，而且干燥效果也不尽理想。
太阳能干燥设备则利用太阳能集热器将太阳能转化为热能，对农产品进行干燥处理。
这种干燥方式不仅节能、环保，而且能够有效地保持农产品的营养成分和品质。
例如，在粮食、水果、蔬菜等农产品的干燥过程中，太阳能干燥设备可以大大提高干燥效率，降低干燥成本，增加农民的收入。
太阳能还可以用于农业养殖。
在畜禽养殖中，太阳能可以为养殖场提供照明、供暖和通风等能源需求。
例如，太阳能热水器可以为养殖场提供热水，用于畜禽的清洁和饮用；太阳能光伏发电可以为养殖场的照明和设备运行提供电力。
【太阳能沼气工程】沼气能与太阳能的结合利用
【沼气工】的温度要求
在沼气利用过程中，沼气发酵微生物的代谢活动与温度有着密切的关系，在一定范围内，温度越高，沼气微生物的代谢越旺盛，沼气产量越多，即温度升高有利于提高沼气的产量。一般地，在8～60℃温度范围内都能发酵产沼气。
沼气发酵温度的突然升高或降低，对产气量都会有明显的影响，若变化过大，则产气几乎停止。如，一个35℃条件下正常产气的沼气池，若温度突然下降到20℃，则产气几乎完全停止。因此，良好的温控系统对于沼气利用至关重要。
【太阳能沼气工程】
太阳能沼气工程是利用太阳能工程的优势，运用太阳能集热器主动给沼气发生器增温，使沼气发生器内温度达到沼气充分发酵的恒温状态，使沼气产气率提高、产气量稳定，是太阳能与沼气两种新能源相结合的产物。广泛适用于养殖场、新农村改造、食品加工等各行业。产生的沼渣沼液还是富有营养的有机肥，可以为工程项目方增加工程收益。
【太阳能沼气工程】发展前景
作为农业大国，我国农业人口占全国人口50%以上，农业生产资源丰富，相应农产品加工废弃物数量也非常可观，玉米芯、花生壳、水稻壳、小麦秸秆等均可作为沼气利用来源；另一方面，畜牧业、养殖业等家禽粪便年资源量约为21亿吨；再加上工业有机垃圾、生物污水净化污泥及城市生活垃圾均是沼气利用的生物质能。
进入“十二五”，能源发展围绕“安全、高效、低碳”的要求展开，并提倡自主创新、优先提效的原则，因此，作为可再生、废物利用、清洁无污染的太阳能沼气工程，将太阳能与沼气利用相结合，必能在新的时期发挥更大的效用，利用前景广阔。
【太阳能沼气工程】沼气与太阳能的结合利用
我国沼气正式利用可追溯到20世纪20年代后期，第一个有实用价值的混凝土沼气池建成，“中国国瑞瓦斯总行”成立。解放后60年代末到70年代初，我国出现兴建沼气热潮，发展至今，由最初设计施工不规范、技术水平较低、一味追求数量增多，到如今如今因地制宜、科学指导、规范化设计施工、太阳能温度控制，沼气利用有了长足的发展。
太阳能联合锅炉沼气池智能温控系统设计与应用
电路 、 波 电路、 ／ 滤 Ａ Ｄ转 换器组 成 的 四路 模拟 量输 入 通道 。
这个部分每隔 ２ｍ ｎ监测 １ ｉ 次沼气池 内部沼液温度 以及 沼气 池底部 、 侧边土壤温度 ， 将这些温度信号经过放大 、 滤波 、 模数
ｆ＝０ ０ ７Ａ一０ ０ ０ １８ ＋０ ００ ０ ０ ６ ．０ ３ ． ００ ８ Ａ ．０ ０ ０ １Ａ
江苏农业科学
李丽丽， 施
２１ ０ ２年第 ４ ０卷第 １ 期
． ４ － — ． —３ ３． — —
伟． 阳能联合锅炉沼气池智能温控系统设计与应用［ ］ 太 Ｊ ．江苏农业科学 ， １ ， （ ） ３３ ３ ６ ２ ２４ ｉ ： ～ ４ ０ ０ ４
太 阳能联合锅炉沼气池智能温控 系统设计 与应用
长时间稳定 。本模块 硬件部分 由过零检测 电路和 ＰＤ控制 电 Ｉ 路 ２个部分组成 ， 具体电路如图 ４所示 。过零检测 电路由 Ｄ １
～
Ｄ ４的二极管组成 ， 当交流电通 过零 点时 ， 触发 外部 中断 ０ ，
提供加 热 的同步处 理信 号 。Ｉ 控制 电路 由加 热 电阻 、 向 ＰＤ 双
２ 温 度 控 制 系 统 设计
２ １ 温度 控 制 系统 总体 设 计 ．
及周 围土壤 温 度 ， 定 测 量 范 围为 一３ 一８ 设 Ｏ Ｏ℃ ， 度 为 精
０ ５Ｃ。 ． ￣ 因为沼气 池周 围的特殊环境 ， 选用抗腐蚀性强 、 作寿 工 命长 的 Ｐ １０做为温度传感器 ， Ｔ０ 采用 ８位 Ａ Ｄ转换器 ， ／ 单路
源对池体加热 ； 当太 阳能蓄 电池 电量小于最小剩余 电量时 ， 只 开启锅炉加热支路 。温度 的突然变化 对产气量 有很大影 响 ，
户用太阳能辅助加热沼气池动态传热仿真
文章 编 号 ：０６ ９ ４ （０ ） １ ０ ６ — ５ １０ — ３８ ２ １ ０ — ３ ０ ０ １
计
算机仿源自真 ２１年 １ ０１ 月
户 用 太 阳 能 辅 助 加 热 沼 气 池 动 态 传 热 仿 真
郭 甲生 ， 秦朝 葵 ， 晓峰 ， 魏 唐继旭
（ 同济 大 学 机 械 工 程学 院 ， 海 ２ １０ ） 上 ０ ８０
ｈ ａ ｒｎ ｆｒｃ ｅ ｃｅ ｔｏ ｉ ｌ ｕ ｅ ｅ ｃ ａ ｇ ｒｉ ｏ ｒ ａ ｍｐ ｒ ｎ ｅ ｉ ｅ ｉｎ ｏ ｏ ａ — ｓ ｉｔｄ ｈ ａｉ ｇ ｈ ｕ ｅ ｏｄ ｅ ｔ ａ ｓ ｏ ｆ ｉｎ ｆｓ ｒ ｂ ｘ ｈ ｎ ｅ ｓ ｆｇ ｅ ｔｉ ｏ ａ ｃ ｎ ｄ ｓｇ ｆｓ ｌｒ ａ ｓｓｅ ｅ ｔｎ ｏ ｓｈ ｌ ｔ ｅ ｉ ｐ ａｔ ｔ ｂ ｏ ａ ｉｅ ｔｒｓ ｓｅ ｉｇ ｄ ｇ ｓｅ ｙ ｔ ｍ．Ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｎ ｅ ｉｎ ｃ ｃｅ ａ ｄ ｃ ｓ ｏ ｌｒ ａ ｓｓ ｄ ｈ ａ ｉｇ ｈ ｕ ｅ ｏｄ ｂ ｏ ａ ｉｅ ｔｒ ｓ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔａ ｄ ｄ ｓ ｙ ｌ ｎ ｏ ｔ ｆ ｏａ — ｓｉｔ ｅ ｔ ｏ ｓｈ ｌ ｉｇ ｓｄ ｇ ｓ ｇ ｓ ｅ ｎ ｅ
（ ｏｅｅｏ ｅｈｎｃｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｔｎ ｉ ｎｖｒｔ， ｈｎｈｉ ０ ８４， ｈｎ ） Ｃ Ｈｇ ｆ ｃａｉａ Ｅ ｇ ｅｉ ， ｏ￣ ｉ ｓｙ Ｓ ａｇａ ２ １０ Ｃ ｉａ Ｍ ｎ ｎ Ｕ ｅｉ
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ： ｈ ｅ ｔｔ ｎ ｆ ｒｃ ｅｆ ｉ ｎ ｆｓ ｉ ｌｔ ｂ ｘ ｈ ｎ ｅ ｎ ｔ ａ ｙ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｈ ｒ ｏｏ ｔｉ Ｔ ｅｈ ａ ａ ｓｅ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｐ ｒ ｕ ｅ ｅ ｃ ａ ｇ ｒｉ ｕ ｓｅ ｄ ｏ ｄｔ ｎ ｉ ａ ｄ ｔ ｂ ａｎ，ｗ ｉ ｅ ｒ ｉ ｏ ａ ｎ ｉ ｈｌ ｔ ｅｈ
太阳能加热型玻璃钢沼气池的研制
１ ２ 沼气 池 废物 高效气化 的发酵 条件 ， 可以有效地 提高沼气 的产气 率。为此 ， 计 了 设 小型分体式太阳能高效玻璃钢沼气 罐 ， 并用太 阳能热
水 循环 系统 提 高玻 璃 钢 沼气 池 的 罐 体 温 度 和 产 气 率 ， 能 较好 地 解 决北 方 冬 春 季产 气 问题 ， 沼气 池 型 的进 为
一
沼气 池 罐体 的容 积为 ６ｍ ， 产 气 率为 ０ ２ 其 ．５ｍ ／ ｍ ｄ ・。在 一１ 一５ 环 境 条 件 下 ， 内的 沼 液 温 度 ５～ 罐
≥ ２５
２ 沼气池 的结构计算
沼气 池 的结 构 计 算 主 要 包 括 上 下 罐 体 的受 力 分 析 、 体 壁厚 的计算 和强度 校 核 等 。 罐
２ １ 玻 璃钢 沼气 池罐 体 的受 力分 析 。
步合 理 设计 和改 型 开辟 了广 阔 的前景 。
１ 玻璃钢沼气池 的总体 结构及 性能参数
１ １ 沼 气池 的结构 组成 。
２ １ １ 罐体上半球 。。
对 于 罐 体 的 上 半 球 而 言 ， 池 状 态 为 最 不 利 情 空 况 ， 时的 径 向应 力 载 荷 包 括 池 盖 自重 （ 、 土 此 ｇ）覆
２
玻璃 钢沼 气池 罐 体 的结 构 如 图 １所示 。
载 荷 （ 和地 面 活 载 荷 （ Ｏ对 于 池 盖 环 向应 力 而 ｇ） ｇ） 言 ， 地 面活 载 荷 的 产 气 状 态 为 最 不 利 情 况 ， 时 的 无 此 载荷 有 池 盖 自重 （ 、 土 载 荷 （ ｇ） 覆 ｇ ）和 气 压 载 荷
对 于罐 体 的下 半 球 而 言 ， 池 为 最 不 利 的情 况 ， 空 此 时 载荷 为 池 底 地 基 反 力 （ ） 。罐 体 下 半 球 受 力 分
新型太阳能恒温沼气池性能实验研究
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｎ ｅ ｗ ｔ ｙ ｐ ｅ ｏ ｆ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｈ ｅ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｉ ｏ ｇ ａ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｏ ｖ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍｅ ｓ ｏ ｍｅ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｃ ｏ ｍｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｄ ｉ ｇ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｔ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｇ ａ ｓ ｒ ａ ｔ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｕ ｎ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｏ ｗｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ —
关键词 ： 太 阳能 ； 沼气 ； 产 气 性 能
中图分 类 号 ： ＴＫ０ １ ９
文献标 志码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ０ ０ ４ — ０ ３ ６ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ３ ５ — ０ ４
Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｓ ｔ ｕ ｄｙ ｏ ｆ Ｎｅ ｗ Ｓ ｏ ｌ ａ ｒ Ｈｅ ａ ｔ ｅ ｄ Ｄｉ ｇ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ Ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ
ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ５ １ ． ４ ， ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｅ ｑ ｕ ｉ ｖ ａ ｌ ｅ ｎ ｔ ｔ ｏ ２ ． ２ ｋ ｇ ａ ｎ ｔ ｈ ｒ ａ ｃ ｉ ｔ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ； ｂ ｉ ｏ ｇ ａ ｓ ； ｇ ａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ
冬季加热沼气池系统的实验研究
冬季加热沼气池系统的实验研究
冬季沼液内的发酵菌在低温下活性受到抑制,沼气池基本不产气。
本文通过对沼液采取加热的方式,提升发酵菌活性,以提高冬季产气量,满足冬季建筑采暖需求。
构建了加热沼气池实验系统。
在对村镇住宅用沼气池广泛调研基础上,进行了冬季加热沼气池系统设计。
确定了实验用沼气池大小,结构,计算了沼气池的负荷、加热换热器的长度、形状、类型及沼液料液浓度等;提出了沼气池施工组织方案,确定了主要施工材料及其施工工艺。
进行了加热沼气池实验研究,分析总结了实验结果。
精心设计了实验方案。
设计了测量装置,确定了测量参数与位置。
对沼气池内部温度、室外空气温度等对沼气产量的影响进行了实验研究。
对不加热和两种不同加热温度情况下的实验数据进行了分析。
对实验台的运行进行了设计和运行策略的优化。
实验结果表明:当料液加热温度在32℃和37℃的情况下,系统的能效比分别为3.1和3.3。
同时,在中温发酵范围内,随着沼液温度的升高,甲烷含量相应增加,沼气热值也会升高。
探讨了加热沼气池的经济性和技术上的可行性。
以村镇建筑为模型,从技术性、经济性和节能性对村镇利用加热沼气采暖进行了分析。
同时探讨了利用沼气采暖和燃煤炉采暖的初投资、运行费用、回收期及其节能效果的可行性。
上述研究结果表明:当分别采用电热水器和太阳能对沼气池进行加热时,一次能源的利用系数均大于1;沼气采暖与燃煤、电采暖相比,其投资回收期在5年左右。
在具备建设条件情况下,采用沼气采暖是解决村镇供暖问题的途径之一。
太阳能热管加热系统在沼气工程中的应用
太阳能。为此 ， 在综合 了工程的实际情况和当地 的气 候条件后 ， 设计 了以太阳能作 为热 源的太 阳能热 管加 热系统 ， 从而保障 了沼 气系统 在冬季正 常运行 ， 在春 秋 季 大 幅 度提 高其 沼 气产 量 。
１ 生态 校 园 沼气 系 统 构 建
生 态 校 园 沼气 系 统 由人 畜粪 污 收集 与清 杂 系 统 、 沼 气 发 酵 与 进 出 料 系 统 、 阳 能热 管 加 热 系 统 、 液 太 沼 冲厕 与 回流 搅 拌 系 统 、 气 输 配 贮 存 与 利 用 系 统 、 沼 沼 肥 贮 存 与 利 用 系 统 等 几 个 部 分 组 成 ， 统 组 成 及 工 系
艺 流 程 如 图 １所 示 。公 厕粪 污在 重 力 下 ， 经粪 污 收 集
器 自动排人格栅沉沙池 ， 截留了沉淀及漂浮物后 ， 进入
图 １ 沼气 系 统 组 成 图
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ０ ０ ８— ３— ３
Ｆ ｇ １ Ｍｅ ｈ ｎ ｙ ｔ ｍ ｏ ｓｉ ｔ ｎ ｌｄ ａ ｒ ｍ ｉ． ｔ ａ ｅ ｓ ｓｅ ｃ ｎ ｔ ｕ ｉ ａ ｉｇ ａ ｔ ｏ
关键词 ：太 阳能热 管 ； 系统 ； 加热 沼气工程 中 图分类号 ：Ｔ ０ ９ Ｋ１ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ３—１ ８ ２ ０ ） ７． ２ ４— ４ ８ Ｘ（ ０ ８ ０ ０ ０ ０
０ 引 言
农 村 中小 学 生 态 校 园 沼气 系 统 不 仅 可 以 利 用 厌 氧消 化技 术 ， 学 校公 厕 的粪 污 进 行 资 源化 利 用 和无 对 害化 处理 ， 底 改 变 农 村 学 校 公 厕 脏 、 、 的 局 面 ， 彻 乱 差 还 可 以 为学 校 食 堂 提 供 优 质 、 洁 能 源 ， 农 村 广 大 清 还 师生 一个 卫 生 、 康 、 适 的 生 活 学 习 环 境 。但 是 冬 健 舒 季 过 低 的 温度 制 约 了沼 气 系 统 效 率 的正 常 发 挥 ， 响 影 了沼 液循 环 自动 冲厕 功 能 的正 常 运 行 ， 因此 必 须 采 取 各 种增 温 、 保温 措施 对 其 进 行热 量 补 充 。西 北 地 区 气 候 具 有光 照 时 间 长 、 ｔ 充 足 等 特 点 ， 合 开 发 利 用 Ｅ光 适
太阳能沼气技术研究
太阳能沼气技术研究作者：李博来源：《农业工程技术·综合版》2016年第10期摘要：针对普通常温发酵沼气池发酵效率低，不能全年使用的现状，利用常规太阳能热水器和冬季保温暖棚，对常温发酵沼气池的发酵环境进行改进，达到维持发酵温度相对平衡，提升发酵效率，沼气池可常年运行的目的。
关键词：太阳能；沼气发酵；温度；产气效率常规户用沼气池属常温发酵，其产气率受温度变化影响较大，一年正常应用在7个月左右。
为提高常温发酵沼气池的产气效率，达到全年利用，蓬莱市农村能源工作站利用当地较丰富的太阳能资源，将太阳能与沼气发酵有机结合起来，探索太阳能沼气技术。
一、设备装置准备1、沼气池严格按照国家行业标准修建的圆柱形常温发酵沼气池1座，必须经过检验，保证不漏水、不漏气。
2、太阳能热水器在沼气池启动发酵和冬季进料时，进行初始水温加热，以提升池内料液温度[1]。
3、太阳能保温棚维持沼气池内料液的温度及周边地温的相对稳定，保证沼气发酵装置冬季正常运转[2]。
二、基本实施步骤1、沼气池建设选择土质坚实，背风向阳，地下水位低，且周围无高大遮挡物的地方建设沼气池。
池体设计、建造要符合国家行业标准（GB/T4750-2002），并进行正常养护。
2、太阳能保温棚的棚基建设户用沼气选择拱架式竹木结构塑料大棚；小型工程沼气和综合种养基地，推荐梁式结构塑料大棚。
棚跨度应大于沼气池主池直径，覆盖面积应大于沼气池主体的建设面积。
温棚骨架的材质要硬、不易变形并有一定的粗度，至少应能抗住25-30kg/m2的风压。
骨架间距不可过大，竹木大棚拱杆间距不大于1.2 m，管架大棚拱架间距应按产品安装说明设置，不得随意加大。
塑料大棚的设计和建设要从实际出发，并符合国家相关行业标准。
冬季，保温棚内土地可进行正常耕作种植。
3、沼气池的启动及日常管理完成以上步骤后，即可以进入到沼气池的启动和日常管理阶段。
（1）启动太阳能沼气技术，沼气池启动时，要减少沼气池内原有水量，池内留水从池容的40%减至20%。