基于熱管理器的太陽能加熱高效制取沼氣系統(tǒng)的設(shè)計與分析.pdf

1、沼氣作為一種可再生能源，在世界各地得到了快速發(fā)展。在我國，農(nóng)村人口占大多數(shù)，在農(nóng)村中發(fā)展沼氣項目具有得天獨厚的優(yōu)勢。它不僅能夠解決農(nóng)村生活用能的問題，還能夠保護環(huán)境，增加農(nóng)民經(jīng)濟效益?？傊?，大力發(fā)展沼氣是實現(xiàn)能源和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的有效途徑之一。
　　我國北方地區(qū)，受寒冷氣候影響，沼氣發(fā)酵溫度低，甚至出現(xiàn)冬季池體凍裂的現(xiàn)象，影響了沼氣池的連續(xù)運行，降低了沼氣池產(chǎn)氣率。針對這一問題，本文研究利用太陽能加熱系統(tǒng)，提高沼氣池溫度。同時，針

2、對太陽能利用過程中熱源溫度隨時間變化的問題，本文將熱管理器應(yīng)用到沼氣池加熱系統(tǒng)中，以穩(wěn)定加熱過程中的太陽能熱負(fù)荷，使沼氣池溫度保持在高效發(fā)酵溫度范圍內(nèi)。
　　本文以青島某規(guī)模養(yǎng)豬場為基礎(chǔ)，對基于熱管理器的太陽能加熱高效制取沼氣系統(tǒng)進行了設(shè)計計算：根據(jù)養(yǎng)殖場基本數(shù)據(jù)設(shè)計了容積為94m3的沼氣池；在最不利天氣條件下計算了94m3的沼氣池在高溫發(fā)酵時總的熱負(fù)荷和太陽能集熱器面積，以及熱管理器的相關(guān)參數(shù)；計算了沼氣池加熱系統(tǒng)的加熱面積，設(shè)

3、計了沼氣池內(nèi)部加熱器結(jié)構(gòu)及安裝方式。
　　對利用熱水加熱的沼氣池內(nèi)部熱傳遞過程進行了數(shù)值模擬，沼氣池內(nèi)布置螺旋盤管換熱器。利用Fluent軟件模擬了在重力影響下螺旋盤管換熱器加熱過程中沼氣池內(nèi)料液的溫度分布特性，研究了兩種螺旋盤管換熱器布置方式對溫度場的影響。模擬結(jié)果顯示分段布置的螺旋盤管換熱器比單層布置的螺旋管加熱速度更快。建議采用液體攪拌方式，使沼氣池內(nèi)部料液溫度分布更加均勻，提高沼氣產(chǎn)氣率。
　　本文提出的基于熱管理器