嚴寒地區(qū)太陽能—土壤源熱泵聯(lián)合加熱沼氣池的模擬研究.pdf

1、在嚴寒地區(qū)，由于冬季氣溫低、地溫也低，沼氣的生產(chǎn)存在產(chǎn)氣率低，使用率低，甚至出現(xiàn)凍裂沼氣池的現(xiàn)象。而目前所出現(xiàn)的沼氣池增溫方法多數(shù)是針對戶用沼氣池的，針對大中型沼氣池在嚴寒地區(qū)如何很好的加熱保溫以保證沼氣池的冬季使用率，目前尚且沒有很好的方法。由此可見急需尋找一種切實可行的大中型沼氣池的增溫方法，來滿足沼氣工程的發(fā)展要求。本文針對這一問題，提出了太陽能--土壤源熱泵聯(lián)合加熱沼氣池的新思路，即利用太陽能—土壤源熱泵加熱系統(tǒng)制取的熱水通過沼

2、氣池周邊的換熱管加熱料液，同時結(jié)合溫控系統(tǒng)，使沼氣池內(nèi)部溫度保持在沼氣發(fā)酵最佳溫度。論文以模擬分析計算為主，對聯(lián)合加熱系統(tǒng)在全年不同氣象條件下進行計算模擬，驗證該系統(tǒng)在嚴寒地區(qū)是可以實現(xiàn)的。
　　首先針對嚴寒地區(qū)的500m3的沼氣池，運用Fluent軟件，對沼氣池內(nèi)沼液的加熱量、沼氣池及周圍溫度場分別進行模擬，并對沼氣池的尺寸和保溫層進行優(yōu)化。在沼氣池負荷的基礎(chǔ)上對太陽能集熱器面積、地下U型換熱器面積、熱泵機組等部件進行初步選擇。

3、
　　其次用Matlab編寫程序?qū)μ柲芗療崞鞯拿娣e以及地下土壤U型換熱器的換熱面積進行優(yōu)化選擇，同時制定了系統(tǒng)各模式的啟停條件，對系統(tǒng)全年運行情況進行了模擬。
　　最后，通過對大中型沼氣池加熱的三個方案進行經(jīng)濟性分析和比較得出本系統(tǒng)的相對優(yōu)越性和經(jīng)濟性，從而進一步驗證該系統(tǒng)在嚴寒地區(qū)的可行性。
　　本文的研究成果將對該系統(tǒng)在北方嚴寒地區(qū)設(shè)計修建大中型沼氣池有一定的參考價值，同時為繼續(xù)進行該系統(tǒng)的應(yīng)用研究奠定了初步基礎(chǔ)