Солнечный коллектор для нагрева метантенка биогазовой установки



Скачать 130.85 Kb.
страница1/2
Дата18.05.2019
Размер130.85 Kb.
Название файла-
  1   2

СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР ДЛЯ НАГРЕВА

МЕТАНТЕНКА БИОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ


Аннотация. В данной работе произведено проектирование солнечной установки для нагрева и поддержания заданного температурного режима метантенка биогазовой установки для крестьянских, фермерских хозяйств. Определены конструктивные и энергетические параметры установки.

На сельскохозяйственных объектах всё чаще встает вопрос об использовании солнечной энергии и при этом определяющей является как эффективность преобразования энергии, так и простота ее использования. В лаборатории «Альтернативная энергетика» Кабардино-Балкарского ГАУ им. В.М. Кокова проводятся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по проектированию биогазовой установки для обеспечения биологическим газом малые крестьянские и фермерские хозяйства, а так же работы по оптимизации режимов её работы [1,2]. В данной конструктивной схеме биогазовой установки БГУ-М (рис. 1) рассматривается вопрос применения солнечного коллектора для подогрева исходной биомассы и поддержания заданного температурного режима, что позволит исключить из схемы газовый водонагреватель.

В качестве теплоприемника применяем плоский жидкостный солнечный коллектор (водонагреватель) с одинарным остеклением, в качестве теплоносителя используем деаэрированную воду или незамерзающую жидкость, с использованием циркуляционного насоса, а также бака-аккумулятора горячей воды.

Плоский коллектор устанавливаемый на крыше цеха по переработке отходов - представляет собой теплоизолированную остекленную панель, в которую помещена пластина поглотителя, изготовленной из алюминиевых трубок, хорошо проводящих тепло и лучше удерживающих поглощенный солнечный свет. Благодаря остеклению (стекло с низким содержанием железа), снижаются потери тепла, а дно и боковые стенки коллектора покрыты теплоизолирующим материалом полиуретановым пенопластом ППУ-ЭТ, что еще больше сокращает тепловые потери.

Нагретый солнечной энергией в коллекторе теплоноситель, при помощи циркуляционного насоса подается в нагреватели или водяную рубашку метантенка, а температурный режим поддерживается с помощью термодатчика ДТС-105-50М, установленного в корпус метантенка и микропроцессорного регулятора ТРМ- 202.

Метантенк лабораторной биогазовой установки представляет собой металлическую цилиндрическую герметичную ёмкость на 50 литров, установленную на металлических опорах, обеспечивающих свободный доступ к выгрузному устройству, устройству подогрева и обслуживанию всей установки. При этом метантенк, в рабочем состоянии заполняется на 2/3 объёма т.е. на 33 литра. Подогрев биомассы обеспечивается газовым котлом, который подлежит замене на солнечный коллектор, через нагреватели опоясывающие метантенк или водяную рубашку (двойной корпус метантенка).



Рисунок 1 – Технологическая схема работы модернизированной

биогазовой установки

1 – метантенк (биореактор), 2 – съемная крышка, 3 – загрузочная горловина, 4 – выгрузная горловина, 5 – мешалка, 6 – выход биогаза, 7 – вентиль, 8 – привод мешалки, 9 – сальниковый уплотнитель, 10 – термодатчик ДТС-105-50М, 11 – термоизоляция, 12 – резервуар для обработанной массы, 13 – газапровод, 14 – гидрозатвор, 15 – измеритель регулятор микропроцессорный – ТРМ 202, 16 – теплообменник, 17 – фильтр, 18 – газовый счетчик, 19 – обратный клапан, 20 – газгольдер, 21 – манометр, 22 – сливной штуцер, 23 – искрогаситель, 24 – автоматический переключатель, 25 – потребитель газа, 26 – компрессорная установка, 27 – аккумулятор биогаза, 28 – газовый котел для подогрева метантенка, 29 – резервуар для перебродившей массы, 30 – солнечный коллектор, 31 – циркуляционный насос, 32 – бак-аккумулятор.


Исходная масса – птичий помет, через загрузочное устройство поступает в бродильную камеру метантенка, где происходит анаэробное сбраживание по термофильному режиму (50-550С), влажность массы составляет 80% (20% - птичий помет, 80% - вода). Без доступа воздуха происходит брожение т.е. разложение содержащегося в субстрате углеводов, протеинов и т.д. и их превращение в метан и двуокись углерода при помощи метанообразующих бактерий и при незначительных потерях азота. Образование газа переходит в устойчивый режим на 10-11 сутки после загрузки массы [4,5,6,9].

Солнечный коллектор ориентируем на юг с возможным отклонением: на восток до 200 или на запад до 300. Угол наклона к горизонту принимаем равным 430 для установок круглогодичной эксплуатации он равен широте местности.

Площадь поглощающей поверхности гелиоустановок [3]:

, (1)

где: Мг – суточный расход горячей воды в системе горячего водоснабжения или отопления, л/сут, Мг = 65 л/сут [7];

qi – интенсивность падающей солнечной радиации в плоскости коллектора, Вт/м2, для условий г Нальчика - 43033северной широты и 43055восточной долготы, принимаем qi = 2200 Вт/м2 [8];

η – КПД установки солнечного горячего водоснабжения;

t – температура горячей воды, t = 550С;

tx - температура холодной воды, tx = 150С.

Коэффициент полезного действия установки:

, (2)

где: θ – приведенная оптическая характеристика коллектора: для одностекольных коллекторов принимаем θ=0,73;

tср – средняя температура наружного воздуха, 0С; tср = 180С;

U – приведенный коэффициент теплопотерь солнечного коллектора, Вт/(м2К), принимаем U = 8 Вт/(м2К).



,

Тогда:


м2.

Суточная тепловая нагрузка:



; (3)

ГДж/сут

Объем бака-аккумулятора, м3:

V = (0,06…0,08) A (4)

V = 0,06  7,1 = 0,43 м3.

Количество теплоты, выработанной гелиоустановкой, ГДж:

, (5)

где: z – число месяцев работы установки. Значения z зависят от географической широты данной местности;

у – число дней в месяце;

η – годовой (сезонный) КПД установки;





Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2


База данных защищена авторским правом ©genew.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Лабораторная работа
Рабочая программа
Методические указания
Практическая работа
Методические рекомендации
Теоретические основы
Пояснительная записка
Учебное пособие
Общая характеристика
Общие сведения
История развития
Практическое задание
Федеральное государственное
Теоретическая часть
Физическая культура
Теоретические аспекты
Направление подготовки
Техническое задание
Дипломная работа
Образовательная программа
Методическая разработка
Самостоятельная работа
государственное бюджетное
Общие положения
квалификационная работа
Техническое обслуживание
Выпускная квалификационная
Технологическая карта
учебная программа
Общие требования
Общая часть
История возникновения
Рабочая учебная
Краткая характеристика
Основная часть
Решение задач
История создания
Методическое пособие
Метрология стандартизация
Исследовательская работа
Организация работы
Внеклассное мероприятие
Техническая эксплуатация
Государственное регулирование
Рабочая тетрадь
Информационная безопасность
Индивидуальное задание
Технологическая часть
государственное автономное