户用太阳能恒温沼气生产系统全年产气性能试验

为满足北方农户全年生活燃气需求和研究户用恒温沼气池的产气特性,研发了发酵容积为3 m3的地上式太阳能恒温沼气生产系统。从沼气池的产气稳定性,不同发酵温度、不同发酵原料下的产气性能,全年产气特性4个方面对该系统做了试验研究。在兰州地区气象条件下,厌氧发酵试验结果发现:该太阳能恒温产气系统可全年稳定连续运行,全年累计产气398.52 m3;当最低环境温度分别高于-19.9、0.7和6.9℃时,系统可以实现26、28和37℃恒温厌氧发酵;当猪粪与农户常见的玉米秸秆、蒿草、莲花菜叶按一定比例混合发酵后,可显著提高沼气中甲烷体积分数并延长或缩短发酵周期。

地上式户用太阳能恒温沼气池产气性能

为突破传统砖混沼气池产气不稳定、产气速率低、冬季不产气的问题,研发并搭建了新型地上式户用太阳能恒温沼气池,系统主要由集热面积为2.96 m2的全玻璃真空管太阳能热水器、2m×2m×3.2m保温室、3m3软体沼气池和3m3储气袋构成,试验研究了冬季条件下系统的产气性能,结果表明:39d内,当环境温度在-19.8^-10.0℃变化时,太阳能集热器可以保证恒温沼气池在(26±2)℃稳定运行,恒温沼气池累计产气42.520m3,平均日产沼气1.380m3,甲烷平均体积分数58.2%;系统可保证4~5口农户的生活燃气需求。地上式户用太阳能恒温沼气池对利用农村有机废弃物资源满足农民燃气需求有重要意义。

添加回热回质器的太阳能恒温沼气系统性能

为了提高太阳能恒温沼气系统的太阳能利用率,给系统添加回热回质器,通过模拟新旧系统的换热过程,对新系统性能进行研究.根据兰州地区典型年最冷月气象资料计算的结果显示,新系统在30℃发酵条件下,回热回质器每天回热过程需要41min,可把进料系统中的水由5℃提升至17.5℃;添加回热回质器后系统每日能耗从229～259MJ降低到150～180MJ,回收热量2 436.2MJ,可节约太阳能集热器面积24.8m2,新系统能耗降低到原系统总能耗的67.7%.研究结果也适用于其他热源加热的恒温沼气系统.

带有回热回质的恒温沼气生产系统节能分析

为改变寒冷月份恒温沼气生产系统能耗大以及系统排料中热量得不到有效利用的现状,文章设计了带有回热回质的恒温沼气生产系统,将部分沼液回流以及设计沼液回热器对沼液热量进行回收,并为其增添了合理的保温措施,同时结合兰州地区典型气象年数据对系统进行了节能性分析,结果表明:带有回热回质的沼气系统日温降在0.5℃以下,每月可节约水资源85吨,30℃,37℃和52℃发酵时,节能率分别达到48.24%,49.43%,50.92%,有效降低了外部能源加热的成本消耗,节能效果良好。

太阳能恒温沼气池在农村户式建筑中的应用与效益分析

为满足新型农村农民燃气、热水需求,利用可再生能源构建集太阳能热水器、太阳能恒温沼气池为一体的供能系统来解决此问题。以中原地区三门峡市某农村为例,研究了该供能系统的的经济性。以系统使用寿命20年为限,该农村太阳能恒温沼气池的益本比>1,净现值>0,内部收益率>投资机会成本,理论上证明该系统在经济性上是可行的。

三级恒温沼气冷热电联供系统的热力学分析

根据能量梯级利用原理,设计了一套将生物质发酵和常规冷热电联供高效有机结合的三级恒温沼气冷热电联供系统,对系统进行热力学分析,并与传统分供系统相比较.结果表明,该系统一次能源利用率为77.36%;一次能源利用率增量为49.17%;一次能源节约率为32.96%;火用效率为28.9%,具有良好的节能减排能力和较大的社会经济效益.

热电沼气联供系统冬季性能试验研究

为了解决农村地区生活热水、生活燃气和冬季采暖的问题,研发了光伏、光热和沼气互补的新型热电气联供系统,笔者在2014年12月12日~2015年3月31日在甘肃民勤地区进行了室外试验,测试并研究了该系统在整个采暖季内的产能性能。研究结果表明在整个供暖期该系统发电量260.7 k Wh,总产沼气110.71 m3,试验户供暖期共用680.70 kg标煤,比达到试验户同等温度水平的对比户节约标煤5819.30 kg。理论分析了系统的节能环保性和能源经济性,与传统供能系统相比,该一体化热电气联供系统每年为农户可节省用能费用11046.20元,投资回收期为4.37年,太阳能主动供暖节能率可达到89.5%。试验研究为建设美丽乡村提供理论指导和借鉴。

基于可再生能源的农村绿色建筑的能量分析

针对农村地区农民燃气、生活热水和冬季采暖等多层次用能需求,结合农民冬季生活习惯,利用可再生能源,构建集成太阳能恒温沼气池系统、低温辐射床等供能系统的30m2具有外墙保温的农村绿色建筑.研究在冬季不同环境温度下绿色建筑的能量收支平衡及其经济性,研究结果表明:该绿色建筑能够利用农村可再生能源满足农民燃气、生活热水和冬季采暖的用能需求,冬季环境温度为-20℃时室内温度高于15℃;与传统砖混结构的农村建筑相比,新型农村绿色建筑年节约标准煤2.8t,节省费用3 275元,增加的系统投资回报期为3.9a.

新型农村绿色建筑的构建与能耗分析

为了利用可再生能源满足农民燃气、生活热水和冬季采暖等多层次用能需求,结合农民冬季生活习惯,构建了集成太阳能恒温沼气池系统、低温辐射床等供能系统的30 m2农村绿色建筑。研究了冬季不同环境温度下绿色建筑的能量收支平衡及其经济性,研究结果表明:该绿色建筑能够利用农村可再生能源满足农民燃气、生活热水和冬季采暖的用能需求,环境温度为-20℃时室内温度高于15℃;与传统砖混结构的农村建筑相比,新型农村绿色建筑年节约标准煤2.8吨,节省费用3275元,增加的系统投资回报期为3.9年。