论文-农村太阳能沼气联合供热系统创新研究

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1、.农村太阳能、沼气联合供热系统创新研究摘要：对湖南广大农村地区而言，太阳能和沼气都是低碳且可方便利用的能源，但是太阳能的利用目前并不高，仅仅体现在太阳能热水器上；同时它们的缺点：冬天供热不足。而沼气只作为一种直接加热的能源在使用，利用率也低。本文创新着重于太阳能和沼气的综合供热研究，两者互补使得冬天供热稳定，节约电能，并采用地板辐射供热，环保实用，且提高了居住环境的舒适度。并对本系统的可行性和经济性做了简要的对比分析。关键词：太阳能；沼气；联合供热；地板辐射供热；湖南地区1引言随着“两型社会”建设进程的不断推进，农村节能减排的工作也提到了各级政府的议事日程中。特别是社会主义新农村建

2、设的不断发展，农民生活水平的不断提高，新型的清洁能源、太阳能和新型的农业技术应在农村推广普及。在湖南广大农村，大力推广建立沼气池、太阳能和与其配套的农业技术，以达到了节能减排、提高农民的生活水平和庭院经济的收入水平。农村生产沼气的原料来源广泛，饲养的牛马、猪的尿粪，人的尿粪以及植物的碎片等都非常丰富。使用沼气、太阳能，可以减少植物秸杆和灌木的使用量。在太阳能和沼气低碳能源的利用中，目前国内外对太阳能热水器的单一研究技术上已非常成熟，在常规热水的功能上添加了许多自动控制功能，比如自动上水、自动控制水温、自动加压等。而就我们湖南的广大农村而言，沼气的发展也得到了国家的鼓励和支持，甚至还

3、能给予政策补贴。如2009年，国家加大沼气建设投入，对列入项目区内实行一池三改的农户，在国家补助800元基础上，再增加补助400元，农户建沼气池可补贴1200元。但是如何将农村丰富的生物质能资源和现有的太阳能资源更充分的利用成了摆在我们面前的一个新课题。两者的互补应用可以表现出充分利用能源，减小冬季天气对单纯太阳能供热的影响等特点。由此，本文提出了湖南农村太阳能、沼气联合供热系统创新研究的构想。...2联合供热系统概述2.1沼气、太阳能综合地板采暖系统的可行性及系统形式⑴湖南地区当前的沼气、太阳能状况我国是太阳能资源十分丰富的国家，在湖南地区，年太阳辐射总量4200～5000MJ/

4、㎡，相当于日辐射量3.2～3.8KWh/㎡。应充分利用太阳能这种清洁的可再生能源，减少建筑物能耗。太阳能在建筑中的热利用，尤其是与低温地板辐射采暖系统的联合应用，很大程度上提高了太阳能热利用的效率，避免了太阳能只在热水器领域使用的局限性。据报道，湖南发现我国中部腹地最早的沼气池，地点位于湘潭县射埠镇，建于上个世纪３０年代，湖南在我国中部腹地使用沼气具有很长的历史，极具研究价值。在湖南沼气资源十分丰富，有猪、牛、鸡三大类畜禽禽畜粪便﹑秸秆产量等。据2001-2005年中央支持农村沼气建设情况表统计，湖南沼气用户数量排名第一，为269207户，占全国总户数的7.53%。在《中共中央国务

5、院关于进一步加强农村工作提高农业综合生产能力若干政策的意见》（中发［2005］1号）要求“加快农村能源建设步伐，继续推进农村沼气建设。”号召下，湖南发展最快。⑵低温地板辐射采暖系统与传统的散热器供暖形式相比一个突出特点是热媒温度低，热媒温度要求仅在35℃～45℃之间。而且地面填充层的蓄热结构，增加了系统的热惰性。由于低温地板采暖系统的这些特点，太阳能这种低品位、清洁、利用技术成熟的能源作为低温地板采暖系统的热源，是比较合理可行的。⑶太阳能地板采暖系统的主要形式系统主要形式有两种形式，一种是间歇运行系统（是指太阳能供暖系统在日间收集太阳能并蓄存起来，在夜间运行对房间供暖的系统形式，这

6、种系统结构简单实用，初投资相对较低；另一种是连续运行系统。但目前采暖区的绝大多数建筑白天也需要热量供给，而且由于太阳能利用受气候、天气的影响很大，所以连续运行的太阳能地板采暖间接式系统是适用更广泛的一种系统形式。即太阳能集热系统和采暖系统是两个独立的系统，两个系统采用换热器换热的形式进行热量交换。为了保证系统连续运行，太阳能采暖系统必须有其他的辅助热源作为保障。在农村可以利用广泛的沼气资源，设置沼气壁挂炉作为辅助热源是比较合理的。2.2系统设计思路系统设计定位于农村，以“结构简单、经济可行”为原则，采用太阳能光热技术、沼气技术和自动控制技术，在提供用户热、气需求的同时达到热利用效率

7、高、环保等要求。系统流程示意图如图1所示。图1太阳能、沼气综合供热系统流程示意图...3系统详细介绍3.1系统组成及工作原理系统由太阳能热水循环系统，沼气热水循环系统和综合控制系统三个支系统组成。（图2）（1）、太阳能热水循环系统：由水泵M1、电动三通阀K1、集热器、普通阀K3、蓄热水箱与用热设备等组成。工作过程如下：回水经过泵M1和电动三通阀K1打到太阳能集热器内，通过太阳能集热后，高温水进入蓄热水箱，由高温水箱提供洗浴和辐射供热所需能量，最后与辐射供热后的回水形成