严寒地区太阳能-土壤源热泵联合加热沼气池的模拟研究

发布时间：2021-12-11 02:10

　　在严寒地区,由于冬季气温低、地温也低,沼气的生产存在产气率低,使用率低,甚至出现冻裂沼气池的现象。而目前所出现的沼气池增温方法多数是针对户用沼气池的,针对大中型沼气池在严寒地区如何很好的加热保温以保证沼气池的冬季使用率,目前尚且没有很好的方法。由此可见急需寻找一种切实可行的大中型沼气池的增温方法,来满足沼气工程的发展要求。本文针对这一问题,提出了太阳能--土壤源热泵联合加热沼气池的新思路,即利用太阳能—土壤源热泵加热系统制取的热水通过沼气池周边的换热管加热料液,同时结合温控系统,使沼气池内部温度保持在沼气发酵最佳温度。论文以模拟分析计算为主,对联合加热系统在全年不同气象条件下进行计算模拟,验证该系统在严寒地区是可以实现的。首先针对严寒地区的500m3的沼气池,运用Fluent软件,对沼气池内沼液的加热量、沼气池及周围温度场分别进行模拟,并对沼气池的尺寸和保温层进行优化。在沼气池负荷的基础上对太阳能集热器面积、地下U型换热器面积、热泵机组等部件进行初步选择。其次用Matlab编写程序对太阳能集热器的面积以及地下土壤U型换热器的换热面积进行优化选择,同时制定了系统各模式的启停条件,对系统全... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

太阳能—土壤源热泵联合加热沼气池系统示意图

图 3-3 研究区域网格划分示意图 利用 Fluent 软件的求解方法luent 是目前处于世界领先低位的 CFD 软件之一，它是一个用于模拟和何区域内的流体流动与热交换问题的专用 CFD 软件。其提供了灵活用户可方便地使用结构网格和非结构网格对各种复杂的区域进行网格

沼气池及周围土壤纵剖面温度场分布图

【参考文献】：
期刊论文
[1]螺旋管加热沼气池的实验研究和Fluent模拟[J]. 陈志光,秦朝葵.  中国沼气. 2009(03)
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[3]太阳能、沼气锅炉与沼气池联合系统的设计[J]. 赵金辉,谭羽非,杨小刚.  节能技术. 2008(06)
[4]西北高寒地区建设大型沼气工程探讨[J]. 马虎.  可再生能源. 2008(04)
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[7]太阳能沼气池[J]. 郑爱平,张旭.  建筑节能. 2008(04)
[8]我国北方农村沼气冬季使用技术研究[J]. 白莉,石岩,齐子姝.  中国沼气. 2008(01)
[9]冬天也能用的沼气池[J].   农业知识. 2008(05)
[10]太阳能-土壤源热泵系统联合供暖运行模式的探讨[J]. 杨卫波,施明恒,董华.  暖通空调. 2005(08)

硕士论文
[1]太阳能加热的户用沼气发酵装置的设计与实验研究[D]. 武磊.兰州理工大学 2009
[2]太阳能联合沼气锅炉加热沼气池模拟研究[D]. 尹海文.哈尔滨工业大学 2007



本文编号：3533819