太阳能-地源热泵沼气池加热系统集热面积优化

【摘要】：针对集中供气型沼气工程加温需求和地源热泵式系统存在地下侧土壤温度回补问题,提出了太阳能-地源热泵复合式沼气池加热系统(ISGSHPS),并从经济和环保两方面将该系统与地源热泵和电热膜加热系统进行分析比较得出系统的最优太阳能集热面积。结果表明:最优集热面积主要与每年总加热时间、电价有关。系统最经济加热时间段为每年10月至次年5月;在电价低于0.5元/(kW.h)时,ISGSHPS不如单独的地源热泵系统经济;在电价0.5~1.0元/(kW.h)和高于1.0元/(kW.h)时,ISGSHPS的最优集热面积分别为24 m2和32 m2。目前,最合理的太阳能投资面积为24 m2,生命周期为20年的ISGSHPS相对地源热泵和电热膜系统总节约费用分别为10 830元和59 244元,CO2减排量约为74 t和266 t,有较大的投资潜力。 【作者单位】： 同济大学机械工程学院;同济大学现代农业科学与工程研究院;
【关键词】： 太阳能集热器 地源热泵 沼气 生命周期节约费用法 优化
【基金】：“十一五”国家科技支撑计划资助项目(2008BADC4B05、2008BAJ08D0) 上海市科委科技发展基金项目(09391910700) 上海市科委项目(07DZ12050)
【分类号】：S216.4
【正文快照】： 引言目前,沼气工程产业化最大的难题之一是保证冬季低温环境下正常满负荷产气,这对大中型集中供气型沼气工程尤为关键。解决这一难题的有效途径就是对沼气池进行加热,对沼气常温(10~26℃)、中温(28~38℃)和高温(46~60℃)发酵的研究表明中温发酵具有较好的经济性,最适温度为35

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