２０１０年６月

农机化研究

第６期

集热效率能达到５０％以上。

１．２沼气产生系统

沼气产生系统为软体沼气袋，容积为８ｍ３。沼气

发酵系统由软体沼气袋和软体附袋等组成。

１．２．１软体沼气袋

软体沼气袋容积为８ｍ３，袋体采用含有１０余种抗

老化、阻燃和增强性能的特种添加剂聚乙烯（ＰＶＣ）树

脂软片，经高频热合机设备焊接组合而成，具有抗老

化、抗撕裂、抗低温冲击催化、耐酸碱、气密性好和保

温性好等特点。袋体内装发酵料液，并发酵产生沼

气。软体沼气袋规格为２．８ｍ×２ｍ×１．４ｍ，进料口

（管口中心）高０．３ｍ，出料口（管口中心）高０．１ｍ，附

袋口（管口中心）高６０ｃｍ；进料孔和出料孔直径均为

２５０ｍｍ。袋体放置池尺寸为３．０

ｍ×２．２ ｍ×１．７

ｍ。

安装沼气袋前，在池子周围铺设一层泡沫保温板，减

少热损，起到保温作用。

１．２．２软体附袋

软体附袋材料与软体沼气袋的材料相同，其作用

为调节沼气发生期内压力，即能够贮存因沼气袋产气

后压力增大而被排出沼气袋的沼液，以增大沼气袋贮

存沼气的容积，保障安全。当沼气袋内产气不足、压

力降低时，附袋内的沼液回流到沼气袋内，保持沼气

袋内压力恒定，并起到回流搅拌和消除结壳的作用，

从而提高产气率。

１．３循环换热系统

循环换热系统由进热水管、换热管、循环水管、循

环泵和定时电源开关等组成。

换热管的材料为高耐热ＰＶＣ软管（安全耐热温度

≤８０℃），采用并联方式连接。换热器沉浸在沼气发

生器的发酵液中，沼液和热水分别在管内外换热。其

优点为结构简单、造价低廉和换热效果较好。

本系统使用了定时电源开关来控制循环泵的开启

和关闭。太阳能热水器中的热水在换热器中经过一

定的时间后温度降低，此时通过定时电源开关插座打

开循环泵，

将换热后温度较低的水经过循环水管吸到太阳能

热水器的水箱中加热。当换热后的水完全进入太阳

能热水器水箱后，定时电源开关插座断电关闭循环

泵。与此同时，太阳能热水器水箱中温度较高的热水

进入换热器中，对发酵液进行加热增温。如此循环往

复，保证换热器中的水保持较高的温度，利用太阳能

提高沼气发酵温度，保证沼气池在温度较低情况下正

常产气。循环泵采用普通直流微型隔膜水泵，电流为

１．５—２Ａ，电压为１２Ｖ，最大压力为１．０ＭＰａ。

２试验方案

本系统在冬季运行，从１１月２０号开始，１月２２

号结束。每天定时测量沼气池上层和下层的温度，外

气温采用了当地的气象资料。

本试验采用了智能巡检报警仪测试温度，型号为

ＸＭＤＢ一１６３ｌ，测量温度范围为０—４００℃。由于换热

器是从料液底部加热，池内不同深度的温度有一定的

差异，所以在沼气池的上下设置了两个测温点。

３

系统运行的数据分析

３．１

沼气池内上下层料液温度和平均温度变化曲线

图２为沼气池内的上下层料液温度和平均温度变

化曲线。从图２可知，上层和下层的温度基本上是一

致的，循环泵启动，换热器开始和沼气池内料液进行

热交换；下层料液的温度直接与换热器接触，温度变

化比较剧烈，温度曲线波动比较大。这是因为料液下

层与换热器中的水的进行了热量传递，温度升高，随

后热量向周围和上层传递，温度就逐渐下降，再次换

热时，温度又升高，如此循环；而上层的料液温度变化

就比较平缓，这是因为上层料液远离换热器，热量缓

慢向上传递，致使温度变化保持平稳的状态。

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图２沼气池内料液温度变化曲线

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ｃｕｒｖｅ

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ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

３．２大气温度变化曲线

图３为系统运行期间各时刻的大气温度变化曲

线，平均气温为５．６０Ｃ。

３．３沼气池内温度与大气温度对比曲线

图４为沼气池内温度与大气温度对比曲线。从图

４中可以看出，系统运行期间大气的平均温度为

５．６。Ｃ，沼气池温度在系统运行期间温度基本维持在

１０℃以上。由此可知，在西南地区冬季气温较低时

候，利用太阳能增温制沼气是可行的。・

万方数据