２００８年第４期（总第３６卷第２０６ＪｑＩ）
Ｎｏ．４
ｉｎ
建筑节能
一新能源与环境
ＮＥＷＥＮＥＲＧＹ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ
２００８
ｆｌｏｒａｌＮｏ．２０６。Ｖ０１．３６）
太阳能沼气池
郑爱平，张旭
（长安大学，西安７１００６１）
摘要：我国农村户用沼气池大都采用常温发酵．由于发酵温度随四季气温的变化而变化，所以冬春季节沼气池产气率不足的问题，是
目前农村普及沼气技术亟待解决的问题之一．详述了太阳能沼气池的结构和工作原理，并通过经济分析，说明将太阳能热水供
给技术与沼气池技术改造相结合，利用太阳能热水循环技术提高沼气池冬季产气率，降低沼气池一年四季供气量的波动范围，
经济效益显著．太阳能沼气池实现了欢事甩能，照明、冬季采暖等沼气供给和太阳能热水供应一体化，是解决农村能源紧缺问题，改善农民生活、生产条件，促进农业产业结构调整，保护农村生态环境，繁荣农村经济，增强农村可持续发展能力的重要举措．
关键词：
太阳能；
沼气池；
技术改造；
文献标志码：
可持续发展
Ａ
中图分类号：ＴＵ８３３＋．３文章编号：
１６７３．７２３７（２００８）０４－００５８．０３
ＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＭｅｔｈａｎｅ－ＧｅｎｅｒａｔｉｎｇＰｉｔ
ＺＨＥＮＧＡＩ却ｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＸｕ
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引言
我国是沼气开发利用较早的国家之一。早在２０
总产量已经达６３．５亿ｍ３，相当于替代ｌ０９０万ｔ标准煤的能源消耗和３９６．２万ｈｍ２林地的年蓄积量。全国大、中型沼气工程已建成ｌ１００多处，向１６．４万户居民集中供应管道沼气。城镇建设了８万多处生活污水净化沼气池，总池容量达２８０万ｍ３，可处理２８０万人的生活污水。根据我国农村沼气建设发展规划，到２０１０年，全国农村户用沼气达到４０００万户，适宜农户普及率达到２８．４％，到２０２０年力争使适宜农户普及率达到７０％，基本普及农村沼气四。
沼气池的产气量与沼气池的发酵温度密切相关。当发酵温度为５０－－－，６０℃时，沼气细菌特别活跃，有机物分解快，产气率高，每立方米料液每天可产气２０ｍ３以上，称为高温发酵，高温发酵的最适宜温度是５３℃左右。当发酵温度为３０＂－＇３５℃时，沼气细菌也比较活跃，有机物分解较快，每立方米料液每天可产气１ｍ３以上，称为中温发酵，中温发酵的最适宜温度为３５℃
世纪２０年代，当绝大多数城镇均无电力供应的时候，我国人民已经开始制取沼气为一些商店、寺庙提供照明。１９２９年夏季一位叫罗国瑞的归国留学生在汕头开设了我国第一个沼气商号“国瑞瓦斯灯商行”，后来在十几个省建立了分行，沼气池遍及全国１３个省份。
２０世纪８０年代我国沼气事业再次掀起新高潮，在人民政府的大力支持下，对沼气发酵原理和应用技术进行了大量的研究工作，取得了许多出色的研究成果。
通过国际的学术交流以及对沼气发酵的微生物学原理研究，先后分离出几十种甲烷菌，在沼气发酵工艺方面基本上达到了世界先进水平Ｉｔ］。
目前全国已经建成户用沼气池ｌ８００万座，沼气
收稿日期：２００７．１２．２３；修回日期：２００７．１２．２６基金项目：西安市科技计划．农业攻关项１ｊ（ＧＧ０６１３８）
万方数据
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左右。当沼气池发酵温度在自然变化的温度下进行时，称为常温发酵，常温发酵温度一般在３０℃以下，最适宜温度为１５℃左右。为了保证正常的产气率，发酵温度不宜低于ｌＯ℃。
我国农村的沼气池，因为受各种条件限制，大都采用常温发酵。由于发酵温度随四季气温的变化而变化，所以在冬春季节，当室外气温低于１５℃时，就会影响沼气池的产气率。因此，冬春季节沼气池产气量不够用的问题，是农村户用沼气池当前亟待解决的关键性问题之一。
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太阳能集热器，吸取太阳热能，进入热水贮水箱，如此不断循环，利用太阳能量，提高沼气池冬、春季节发酵温度，从而提高产气率。
夏秋炎热季节，或不需要向沼气池供热的时候，关闭热水循环泵出口的控制阀，停止热水循环泵的运行，打开旁通阀，贮热水箱中的热水不再进入沼气池，而使太阳能集热器与贮热水箱组成一套自然循环式热水系统，通过自然循环将太阳热量贮存在贮热水箱中，为人们提供洗浴用生活热水。
２太阳能沼气池经济性能分析
在农村新建ｌ座８～１０ｍ３户用太阳能沼气池，集猪栏、鸡舍、厕所、浴室等辅助建筑物与太阳能集热器于一体：猪栏上建鸡舍，猪栏旁建厕所，厕所旁建浴室，浴室顶上建太阳能集热器，猪圈下建沼气池，鸡粪落下来喂猪，猪粪下池产沼气，沼气供炊事、照明、冬季采暖，沼液饲养家畜家禽，沼肥下田种粮种菜，秸秆、谷糠不但可以喂猪，还可以作为沼气池投料提高产气率；太阳能集热器为沼气池提供动力，同时为人们提供生活热水。如此一座集沼气供给和太阳能热水供应一体化的太阳能沼气池，冬春季节太阳能贮热水箱的供水设计温度为４５℃，回水温度为３５℃，换热盘管及循环管道均采用公称直径为ＤＮ２０的交联乙烯管，使沼气池发酵温度保持在１５℃左右，并且考虑沼气池池体的耗热量，通过热力计算，可以得到所需换热盘管的长度约为５２ｍ，即敷设在沼气池底部的换热盘管，须沿池壁呈螺旋环状布置７～８圈。考虑沼气池以及附属建筑物的建筑材料费、太阳能热水循环系统材料费、沼气灶具、灯具、采暖设备及配套材料、电气控制材料、安装施工等费用，大约需投入资金８３５０元。
８－－一１０ｍ３太阳能沼气池，预计年产沼气量１８８２．６ｍ３，年产沼肥约１３１．４ｍ３，沼气按０．８元／ｍ３计，全年可获益１５０６元。每１０ｔ沼液其肥效相当于硫酸铵２０ｋｇ＋过磷酸钙１６ｋｇ＋氯化钾６ｋｇ：每ｔ沼渣相当于氮素
３～４ｋｇ，磷１．２５～２．５埏，钾２～４ｋｇ。有关计算数据表
太阳能沼气池的构造和工作原理
太阳能沼气池见图ｌ所示，由沼气池本体以及热水循环系统组成。
Ｉ．洗浴、卫生同：２．太阳能集热器；３．贮热水箱：４．旁通阀；５．控制罔；６．循环泵；７．循环管；８．下降管：９．补水管；ｌＯ．导气管；１１．沼气池；１２．溢流１：３；１３．水压间；１４．换热盘管；１５．发酵间；１６．贮气间；１７．进料１：３
图１太阳能沼气池工作原理图
Ｆｉｇ．１ＯｐｅｒａｔｉｏｎａｌＰｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙ
明，每个农户使用沼气后所创造的经济收入每年可达３７５５余元１３１。用于建造太阳能沼气池的总投资大约可以在２．２年内收回。
太阳能沼气池充分利用了时间、空间和劳动力，实现了以太阳能为动力，以沼促粮，以粮促畜，以畜促沼的良性循环。我国是一个具有太阳能开发潜力的国
Ｍｅｔｈａｎｅ－ＧｅｎｅｒａｔｉｎｇＰｉｔ
沼气池本体由发酵间、贮气间、水压间、进料口等组成。进料口上方建有浴室、卫生间以及猪栏、鸡舍等。太阳能热水循环系统由太阳能集热器、贮热水箱、热水循环泵、循环管道、换热盘管、控制阀门以及补水管等组成。换热盘管敷设在沼气池底部，沿池壁呈螺旋环状布置。
冬、春寒冷季节，当室外气温低于１５℃时，打歼热水循环泵出口的控制阀，启动热水循环泵，使储存在贮热水箱中的太阳能热水，通过下降管进入沼气池底部换热盘管，与发酵池内的发酵原料进行热量交换，从而提高沼气池发酵温度。热水经过换热盘管换热之后，温度下降，再通过循环管由热水循环泵送入
家，沈阳一北京一石家庄—太原一成都一昆明一线以
西和以北地区大气透明度都在４级以上，尤其是西藏、新疆、甘肃、青海、宁夏等地区的日照率大多都在５０％以上网，且日照时数长而辐射强度高，在太阳能利用研究领域很有发展前途。
３影响沼气池产气率的其他因素
沼气池的产气率还与发酵原料的充足与否有关。沼气细菌的正常生命活动需要有两种足够的营养物质：一种是碳素营养，一种是氮素营养。碳素营养
万方数据
匣９
大多蕴藏在杂草和农作物秸秆中，氮素营养大多集中太阳能沼气池集各功能建筑物于一体，实现了沼在人粪尿中。沼气发酵时，这两种营养不但要充足，而气供给和太阳能热水供应一体化，具有良好的生态、且要有适当的搭配，一般要求保持２０：ｌ０３０：１的碳环保、经济等社会综合效益和广阔的发展前景，既符氮比，并满足６％～１０％的发酵浓度。如果缺碳或缺合国家生态环境综合治理的要求，又能紧密结合本地氮，或浓度不足，都会影响沼气的产生和细菌的正常经济发展实情，对发展现代生态农业，提高农民生活生长繁殖。
水平和生活质量有着重大的现实意义，具有切实的可冬季杂草枯萎，农作物秸秆缺乏，沼气池因为碳行性、必要性的和使用价值。
素原料供应不足而致产气量大大下降，这也是造成冬季沼气不足的重要原因之一。为此，要及早做好沼气参考文献：
池越冬备料工作：夏季采集大量杂草和农作物秸秆，【１】张密．从突尼斯看发展中国家推广中国沼气技术的前景田．中国沼
并将其切碎埋土堆沤，到秋季分期、分批取出，按适当气，２００３２１（４）：５０?５２．
比例投入沼气池，以供给足够的碳素营养。此外，冬季（ＺＨＡＮＧＭｉ．ＦｏｒｅｇｒｏｕｎｄｏｆＥｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆＣｈｉｎｅｓｅＢｉｏｇａｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎ
还应适当提高畜粪比例，增加一些禽粪、豆饼或花生Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ
Ｃｏｕｎｔｒｙ［ｆ１．ＣｈｉｎａＢｉｏｇａｓ，２００３，２１（４）：５０－５２．）
饼等，妥善解决原料搭配失调造成的营养供应不足问【２】王锡吾．中国沼气技术发展与展望闭农村能源，２０００，９４（６）：１９．２２．
题，是提高冬季沼气池产气率的一项重要举措。
（ＷＡＮＯＸｉ－ｗｕ．ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＰｒｏｓｐｅｃｔｏｆＣｈｉｎｅｓｅＢｉｏｇａｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ沼气是高品位生物质能，其热值约为２ｘ１０４ｋＪ／ｍ３，
【Ｊ】．ＲｕｒａｌＥｎｅｒｇｙ，２０００，９４（６）：１９－２２．）
属中等发热量可燃气体。据推算，如将农作物秸秆直【３】文０亚洁．沼气技术的应用效果及其作用阴．江西农业科技，２０００（６）：
接用作燃料，一个５口之家每天约需消耗２５埏秸秆，４６－４８．
而将秸秆制成沼气，由于其热效率提高，每天仅需消（ｕｕＹａ－ｊｉｅ．ＥｆｆｅｃｔｓａｎｄＦｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆＵｓｉｎｇＢｉｏｇａｓ［Ｊ］．ＪｉａｎｇｘｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ耗１４．４ｋｇ秸秆，可节省燃料４２．４％１ｓ。
Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０００（６）：４６－４８．、
４结语
【４】郑爱平，张俊礼．太阳能供暖与蒸发冷却技术适用性分析【Ｊ】．长安大农村沼气建设联结了农村生产、生活和生态三个学学报：建筑与环境科学版，２００３，２０（３）：５２．５４，６０．
环节，涉及农业和农村经济发展、农产品质量安全、农（ＺＨＥＮＧＡｉ－ｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＪｕｎ－ｌｉ．ＡＩｌａｌｙｓｉｓｏｆＡｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆＳｏｌａｒ
村生活能源利用、农村公共环境卫生、农村生态建设、ＥｎｅｒｇｙＨｅａｔｉｎｇａｎｄＥｖａｐｏｒａｔｉｏｎＣｏｏｌｉｎｇｉｎ
Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｌｌａＩｌｇ＇ａｎ
农村环境保护等六大领域，已经成为各级政府落实Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：．ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ２００３，２０（３）：
“三个代表”重要思想为民办实事的重要举措，成为解５２－５４，６０．）
决“三农”问题和推进农村全面小康建设的重大工程【５】黄飞，何明诏气在农卞寸能源和环保中的作用叨农村能源，２０００，９４（６）：２５．
措施。
（ｎＵＡＮＧＦｅｉ，ＨＥＭｉｎｇ．ＳｈｏｒｔＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎ
０１１
ｔｈｅＦｕｎｃｔｉｏｎｏｆＢｉｏｇａｓ
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农村办沼气，除了解决农民烧柴难的问题之外，还ＲｕａｌＥｎｅｒｇｙａｎｄ
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ［Ｊ］．ＲｕｒａｌＥｎｅｒｇｙ，２０００，９４（６）：２５．）
扩大了肥源，提高了肥效，增加了饲料，促进了养猪、养鱼等家庭副业的发展。同时，改进了农村卫生条件，起作者简介：郑爱平０９４８），女，山西省夏县人，长安大学建筑环境与设
到了美化环境、减少疾病、促进人体健康的重要作用。
备工程系主任，暖通空调学科教授（ｚｈｅｎｇａｉｐｉｎ９４８＠１６３．ｃｏｒｎ）。
黔业警与资罐
山东通报建筑节能执法检查惰；：兄
本刊讯，为贯彻落实国家、山东省节能减排工作要求，推动筑节能标准，建成节能建筑面积３６００万ｍ２：县城以上城市规墙体材料革新与建筑节能工作健康发展，山东省建设厅、监察划区内建设工程基本实现“禁实”目标；新型墙材生产量达到厅、财政厅、国土资源厅、经贸委、节能办等部门组成４个检查２７０亿标块，占墙材生产量的比例达到７５％。实现节能２８０万ｔ组，对２００６年以来全省建筑节能、禁止使用实心黏土砖（以下标煤，节地２９３５ｌｕｎ２，利废２６００万ｔ，减排ｃ０２７４４．８万ｔ，Ｓ０２简称“禁实?，）和新型墙体材料专项基金（以下简称“专项基金勺５．６万ｔ，为全省实现节能减排目标做出了积极贡献。
征管情况进行了执法检查。
各地在工作中创造了许多好经验、好做法，主要体现在：组此次共检查辖区城市１７个，县（市）１７个，抽查工程（小区）织领导明显加强，政策体系逐步完善；加强工程建设全过程管１１９个；检查组与各市政府分管领导签署整改意见书１７份，提理，建筑节能实现新突破；“禁实”工作深入开展，墙材革新工作出整改意见７２条，对１２个工程项目责令限期整改，对严重违取得新成效；基金征收力度加大，政策调控作用增强；依靠技术反国家法律和省政府１８１号令自勺“菏泽花城经济适用房小区部进步，技术创新能力显著提高；宣传培训扎实有效，人员素质普分住宅楼?＇和“临清市教育局核算中心办公楼２个工程项目提遍提高。综合全省建筑节能与墙材革新工作全面情况及发展状请当地依法予以处罚。从检查的情况看，各地墙材革新与建筑况，济南、青岛、烟台、济宁等市总体推进情况较好，泰安、日照、节能工作工作取得较大进展。
滨州等市工作有了较快进展。
２００年，全省县城以上城市规划区内建设工程全面执行建（山东省墙改节能办韩保华、孟庆良）
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衄
方数据
太阳能供热采暖系统 （方案二） 一、项目概况 1、项目名称：***生态蔬菜大棚太阳能采暖项目 2、项目业主单位 ***太阳能工程有限公司 3、承建单位：***太阳能工程部 4、项目建设时间：2011-9 5、项目规模：工程采暖面积范围300平方。 二、工程概况 1、太阳能供热采暖系统构成 太阳能热水采暖系统包括太阳能集热采暖热水系统、辅助加热保障供暖系统、低温热水暖气片辐射供暖系统、建筑外保温低热耗系统、免费生活热水供给系统，通过各系统的相互作用，自动运行，实现满足用户采暖温度不低于13℃，生活热水不低于50℃的条件下最低能耗的目的，原理见图 桑兰太 新型暖气 桑兰太阳能系统供热采暖系统原理图 系统具有以下特点：1采用三高紫金管，南北向竖置式真空管集热器与建筑坡屋面结合比横排真空管集热器美观，同时有利于防止积雪覆盖及减少真空管积尘影响；2电加热保障供暖系统串联于太阳能
采暖热水系统中，可根据用户需要决定启动、停止动作，可根据采暖供水回水温差自动运行；3采暖末端采用低温热水暖气辐射供暖系统，系统散热面积大、散热均匀，有很好的蓄热能力，采暖舒适感好、耗能低；4太阳能全年全天候提供用户生活热水的承压供给系统，在使用太阳能热水时无需担心上水问题、热水压力不足、跑水问题、集热管结水垢问题、冬季热水器防冻问题。太阳能集热系统采用循环系统设计，可以避免闭式系统由于过热而导致系统过压损坏。系统热水箱及地暖供水通过控制系统防高温过热温度设置功能避免供水超温。 2、系统参数 （1）采暖面积：300平方； （2）集热器面积：70平方（平均值）； （3）集热器类型：三高紫金管 （4）集热器安装倾角：28°。 （5）采暖水箱：容积500L，开式不锈钢水箱； （6）生活热水：利用储热水箱的盘管换热器提供生活热水。 3、系统设计 （1）设计参数 安装地点：济南 集热器安装方位：南向，倾角28℃； 太阳辐照量：全年6257.81MJ/m2，采暖季2001.45 MJ/m2，采暖季日平均值20.11 MJ/m2?d； 采暖面积：300 m2； 平均人数：10人 平均日用水定额：70L/人 设计热水温度：45度； 设计冷水温度：10度。 （2）供热负荷 ①采暖负荷。按照单位面积热负荷 qH为24.6W计算，日平均采暖负荷QH： QH=qHA0=5166W ②热水负荷。按照平均每天5人，人均日用热水70L计算，自来水温度为10℃，贮水箱内水的终止设计温度为45℃。 日平均热水负荷Qd: Qd = mqrdρrc(tend-tL)/86400=334.4W （3）太阳能集热器 ①集热器选型。太阳能集热系统采用三高紫金管，南北向竖置真空管集热器与建筑坡屋面结合比横排真空管集热器美观，同时有利于防止积雪覆盖及减少真空管积尘影响。平板集热器在同样安装条件下易积雪、积尘，影响系统得热。金属-玻璃真空管集热器性能较好，但造价偏高。 结合本项目特点，系统选用竖置式三高紫金真空管集热器。
２００８年第４期（总第３６卷第２０６ＪｑＩ） Ｎｏ．４ ｉｎ 建筑节能 一新能源与环境 ＮＥＷＥＮＥＲＧＹ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ ２００８ ｆｌｏｒａｌＮｏ．２０６。Ｖ０１．３６） 太阳能沼气池 郑爱平，张旭 （长安大学，西安７１００６１） 摘要：我国农村户用沼气池大都采用常温发酵．由于发酵温度随四季气温的变化而变化，所以冬春季节沼气池产气率不足的问题，是 目前农村普及沼气技术亟待解决的问题之一．详述了太阳能沼气池的结构和工作原理，并通过经济分析，说明将太阳能热水供 给技术与沼气池技术改造相结合，利用太阳能热水循环技术提高沼气池冬季产气率，降低沼气池一年四季供气量的波动范围， 经济效益显著．太阳能沼气池实现了欢事甩能，照明、冬季采暖等沼气供给和太阳能热水供应一体化，是解决农村能源紧缺问题，改善农民生活、生产条件，促进农业产业结构调整，保护农村生态环境，繁荣农村经济，增强农村可持续发展能力的重要举措．
关键词： 太阳能； 沼气池； 技术改造； 文献标志码： 可持续发展 Ａ 中图分类号：ＴＵ８３３＋．３文章编号： １６７３．７２３７（２００８）０４－００５８．０３ ＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＭｅｔｈａｎｅ－ＧｅｎｅｒａｔｉｎｇＰｉｔ ＺＨＥＮＧＡＩ却ｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＸｕ （ＣｒｅｔａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ?ａｎ７１００６１．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｓｔ ｗｉｔｈ ｓｅＧｓｏｒＳ ｏｆｍｅｔｈａｎｅ－ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｐｉｔ ｎｏｔ ｉｎｉｎ
ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｒｙ乃ｒⅣ配鹏ＯｒＳｏｒｄｉｎａｒｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅ力，ｍｅ眦ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏｏｖｅｓ ｔｈｉｓ ａｌｏｎｇ ｐｉｔ． ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ｂｉｏｇｍｉｓ ｅｎｏｕｇｈ ｓｐｒｉｎｇａｎｄｗｉｎｔｅｒ．Ａｎｄ ｐｉｔｗｅｒｅ ｉｓ她ｂｉｇｇｅｓｔ ｔｈｅ ｏｂｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｔｏ ｐｏｐｕｌａｒｉｚｅ ｍｅｔｈａｎｅ－ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｔｈｅ Ｔｈｅ
2 沼气池的建造技术 沼气的基本知识 2.1.1 沼气及其产生过程 沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫它沼气。沼气含有多种气体，主要成分是甲烷(CH4)。沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)等。它们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二类细菌叫含甲烷细菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道工序：首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品——结构简单的化合物；再就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品——即生成甲烷。 ? 2.1.2 沼气的成分 沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢(H2S)、氮及其他一些成分。沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%～70%、二氧化碳含量为28%～44%、硫化氢平均含量为%。 ? 2.1.3 沼气的理化性质 沼气是一种无色、有味、有毒、有臭的气体，它的主要成分甲烷在常温下是一种无色、无味、无臭、无毒的气体。甲烷分子式是CH4，是一个碳原子与四个氢原子所结合的简单碳氢化合物。甲烷对空气的重量比是，比空气约轻一半。甲烷溶解度很少，在20℃、千帕时，100单位体积的水，只能溶解3个单位体积的甲烷。 甲烷是简单的有机化合物，是优质的气体燃料。燃烧时呈蓝色火焰，最高温度可达1400 ℃左右。纯甲烷每立方米发热量为千焦。沼气每立方米的发热量约千焦，相当于千克柴油或千克煤炭充分燃烧后放出的热量。从热效率分析，每立方米沼气所能利用的热量，相当于燃烧千克煤所能利用的热量。 ? 家用沼气池的类型 随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广，根据当地使用要求和气温、地质等条件，家用沼气池有固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池、曲流布料水压式池、顶返水水压式池、分离浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式虽然多种多样，但是归总起来大体由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型变化形成的。与四位一体生态型大棚模式配套的沼气池一般为水压式沼气池，它又有几种不同形式。 ? 2.2.1 固定拱盖水压式沼气池 固定拱盖水压式沼气池有圆筒形(见图、球形(见图和椭球形(见图三种池型。这种池型的池体上部气室完全封闭，随着沼气的不断产生，沼气压力相应提高。这个不断增高的气压，迫使沼气池内的一部分料液进到与池体相通的水压间内，使得水压间内的液面升高。这样一来，水压间的液面跟沼气池体内的液面就产生了一个水位差，这个水位差就叫做“水压”(也就是U形管沼气压力表显示的数值)。用气时，沼气开关打开，沼气在水压下排出；当沼气减少时，水压间的料液又返回池体内，使得水位差不断下降，导致沼气压力也随之相应降低。这种利用部分料液来回串动，引起水压反复变化来贮存和排放沼气的池型，就称之为水压式沼气池。
霍斯曼太阳能供暖系统 太阳光普照大地，没有地域的限制，无论陆地和海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有,可直接开发和利用，无须开采和运输，开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严 重的今天，这一点是极其宝贵的，到地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨标准煤热值，其总量数现今世界上可以开发的最大能源，据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年。从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的，太阳能供暖系统利用太阳能转化为热能，通过高效平板集热设备采集太阳光的热量，再通过热导循环系统统捋热量导入至换热中心然后将热水导入地板采暖系统，通过电子控制仪器控制室内水温。在阴雨雪天气系统自动切换至燃气锅炉辅助加热让冬天的太阳能供暖得以完美的实现，春夏秋冬可以利用太阳能集热装置生产大量的免费热水。 太阳能供暖工程的寿命可达20年以上，一般五年内就能收回成本，长达15年以上的免费享用尽显它的节能本色。
霍斯曼太阳能供暖产品优点介绍： 一、高效节能最大效率的利用太阳能量可节约能源成本40-60%以上，运 行成本大大降低。 二、安全可靠太阳能没有常规能源所存在的易燃易爆、中毒、锻炉、触电 等危险是安全可靠的热水系统。 三、绿色环保采用了太阳能洁净绿色能源，避免了矿物质燃料对环境的污 染。为用户提供干净舒适的生活空间。 四、智能控制系统采用了智能化控制技术，自行控制，最佳经济运行，可 设置全天候供应热水，使用非常方便。 五、使用寿命集热管道采用铜管激光焊接，聚氨酯发泡保温抗严寒，进口 面板钢化处理，可抗击自然灾害，使用寿命15年以上。 六、建筑一体化可安装在高层阳台、窗下等朝阳的墙面实现建筑一体化， 尽享舒适生活。 七、能源互补阴雨天气使用燃气壁挂炉通过太阳能换热器自动切换，无需 人工调节。 八、应用广泛可应用与高层及多层的住宅、独立别墅、中小型宾馆、洗浴 中心、学校等供暖、洗浴场所。 霍斯曼太阳能供暖组成结构： 1．太阳能集热器 2．辅助加热及循环控制 3．蓄热水箱 4．管道连接 霍斯曼太阳能供暖运行原理： 1加热方式： 晴天状态下，当太阳能循环控制系统检测到太阳能集热板热水温度超过高温储热水箱内5摄氏度时启动循环水泵进行循环，把太阳能集热板收集的热量带入高温蓄热水箱通过紫铜盘管进行加热，并保温储存，以备使用。 2运行方式： 冬天供暖模式下，当启动燃气壁挂炉时，燃气壁挂炉首先进行水路、风路安全检测，进行完检测达到运行条件后，启动热能转换器循环水泵提取高温水箱热水，当热能转换器
一． 太阳能供热系统太阳能集中供热系统 1.1 概述 太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。目前，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。太阳能热水器符合低碳经济的发展，是可持续的、节能减排产品，是太 阳能行业发展的机遇。太阳能产业规模巨大，市场发展具有极大的潜力。近几年政府大力支持太阳能行业的发展，2009年出台了针对太阳能的家电下乡政策，对太阳能家电下乡产品进行补贴，惠及亿万百姓，符合中央建设资源节约型、环境友好型社会，增强可持续发展能力的要求。太阳能行业的前景是光明的，但道路是曲折的。具体到每个企业，由于每个企业的技术、产品和水平等等不一，所以，能否到达行业光明的彼岸取决于企业的综合实力。目前，我国太阳能热水器行业产业发展不规范，企业自律性较弱。但是太阳能行业的发展必将会回归理性，企业需更加注重对产品品质的提升。希望行业内各大品牌联合起来，发挥各自企业优势，共同推进产业发展，维护市场秩序，营造和谐有序的行业发展环境。 1.2 太阳能新能源的发展趋势 太阳能热水系统是利用“温室效应”原理，将太阳辐射能转变为热 能，并将热量传递给工作介质从而获得热水的供热系统。太阳能热 水系统由太阳集热器、贮热水箱、循环泵、辅助热源、控制系统和 相关附件组成。太阳能热水系统的系统设计应遵循节水节能、经
济应用、安全简便的原则。从节水节能考虑，必须设置保温措施；从使用功能考虑，目前最应解决的是冷热是系统压力平衡的问题，优先选用承压式系统；从建筑美观考虑，优先选用分离式系统；从水质卫生考虑，优先选用间接式系统由于系统集热器和部分管道置 于室外，而赤峰市冬季环境温度较低，集热器、管道有可能结冰冻胀造成设备损害，影响整个热水系统的正常运行。 太阳能系统的防冻通常采用以下几种方式：①排空法防冻方式。 在结冰季节到来之前，将集热器排空，系统不运行。或者在集热器下集管进口处设置自动控制线路的温度触点，0℃以前即将集热器排水阀打开，排空集热器中的水。缺点是如果温控线路失灵，集热器即会冻裂。排空法是消极防冻方法，不仅浪费水源，而且降低了集热器的年集热效率，不能充分利用太阳能，除了受到工程造价低的限制，否则不宜采用。②保持集热系统中的水不断流动。这种方式要求集热系统不能有循环死角，否则该处管道等部件仍会冻裂。为维持水的流动，需启动水泵耗费常规能源，水在流动过程中会损失水箱中部分能量。这种方法浪费常规能源，而且系统热损失大，所以不宜使用。③排回法防冻方式。即水箱置于集热器的下方，根据储热水箱底部及集热器顶部的水温差控制水泵的运转或是停止。当集热系统当集热系统出口水温低于储热水箱水温是，循环泵关闭，集热系统停止工作，集热系统中的水依靠重力作用流回储热水箱。 当使用排回系统时，集热系统集热器和管路的安装坡度有严格要求，以保证集热系统中的水能完全排回。
/m /m 农村家用沼气池设计规范 1、范围 本标准规定了农村家用沼气池 (以下简称沼气池 ) 设计原则要求几何尺寸的确 定和结构设计。 本标准适用于砖、水泥为建筑材料，人畜粪便为主要发酵原料的半连续 发酵的家用小型 (发酵间 10m 3 以内 )水压式沼气池设计。 2、引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。 在 标准出版时， 所示版本均为有效。 所有标准都会被修订， 使用本标准的各方应探讨使用下 列标准最新版本的可能性。 GB/T4750---1984 农村家用水压式沼气池标准图集 GBJ 3---88 砌体结构设计规范 GBJ9---87 建筑结构荷载规范 GBJ10---89 混凝土结构设计规范 3 、设计原则 3.1 沼气池宜建在畜圈或厕所地表以下，进料间与人、畜粪入口相连通。 3.2 坚持适用、卫生、平面布局合理，外型美观。 3.3 池盖顶端复土厚度不小于 200mm 。 3.4 强度安全系数 K ≥ 2.65。 3.5 正常使用寿命 20 年以上。 4、设计要求 4.1 设计技术参数。 4.1.1 沼气压力。 4.1.1.2 最大工作压力 13KPa 。 3 4.1.2 产气率： 0.15m /m 4.1.3 投料量 3· d ； 0.2m 3 3 · d ； 0.25m 3 3· d ； 0.3m 3 /m 3 ·d 。 4.1.3.1 最小投料量按发酵间总容积的 50% 。 4.1.3.2 最大投料量按发酵间总容积的 90%。 4.1.4 贮气量 正常贮气量为日产气量的 50%。 4.2 工艺流程 人畜粪便 (青草及农业废物 ) →进料间 →厌氧发酵间 → 水压 (出料 )间 → 农田。在有条件的地 方，可将人粪便和牲畜粪便分两处进料口进入厌氧发酵间。 4.3 形状及平面布局 形状及平面布局按 GB/T4750 选用。 4.3.1 发酵间的形状以圆形为主，受占地面积限制或地下水位较高的，可将发酵间设计 成椭球形或单跨拱长方形。 4.3.2 平面布局 4.3.2.1 沼气池应有平面布局设计，在征得用户同意后，方可进行施工设计。 4.3.2.2 平面布局应符合下列要求： a)充分利用土地资源， 平面布局紧凑； b)厕所与畜圈分设； c) 进、出料方便； d) 导气管和输气管不被损害； e)进、出料间中线夹角应大于 90°，进料间蹲位板面应高于发
太阳能热水器集中供热系统设计实例 作者：陈伟日期：2002-4-18 0 前言目前我国大力提倡环境保护和能源节约,使得太阳能技术得到长足的发展。家用太阳能热水器走进了千家万户。据资料显示:太阳能热水器具有节约常规能源、不会造成环境污染、使用方便、经济效益明显等优点。浙江省年平均日照量在2000h 以上,太阳能的利用具有很大的潜力。但是太阳能热水系统尚未纳入建筑给排水设计,造成住户在购买商品房后各自安装太阳能热水器,因没有统一的规划,使得布置上零零落落;且现在新建住宅取消屋顶生活水箱,采用变频泵供水,住户只好用塑料管沿外墙把冷水接至太阳能热水器,再沿外墙把热水引下,在外墙凿洞进入室内。由于所采用的塑料管颜色不一、管径各异,未采取可靠的固定措施,一遇大风随风摆动,极易造成事故;且水管如蜘蛛网般布在外墙面,墙面上千疮百孔,遇漏水,墙上水渍斑斑,严重影响市容市貌。针对上述情况,笔者考虑在住宅给排水设计时应把太阳能热水系统作为设计内容之一,以避免上述情况的出现。本文是太阳能热水器集中供热系统在住宅小区的设计应用情况,不足处敬请同行指正。 1 工程概况该住宅小区位于浙江省衡州市城东,分四期开发。前三期未考虑太阳能热水系统,住房出售后住户反映强烈,因安装热水器而引起的邻里纠纷不断。四期建筑面积万m2,都为6层带跃层住宅一梯两户,为坡屋顶。供水方式为小区消防生活水池-变频泵-用户,取消屋顶生活水箱。水池集中设置在小区绿化带内。结合前三期的经验,改变以往先建设后配套造成的重复施工、重复破坏,并相互抢占屋面、安装混乱的不合理做法。决定四期工程太阳能热水系统与主体同步设计、施工,并同步交付使用。设计中优化太阳能屋面热水器设置及循环水系统,有效利用屋面空间、科学选择热水器朝向、合理配管、充分发挥设备功效。 2 太阳能热水器的选型浙江省市场上太阳能热水器品牌繁多,所以选型是整个设计的关键。设计人员协同开发商本着如下原则选型:①生产厂家应具有多年的生产经验、技术力量雄厚,有完善的售后服务体制。②太阳能热水器贮水箱耐腐蚀、无毒、保温性能好、外形美观。③要求产品热效高、强度大、质地轻、设备运行可靠、故障少。④价格合理,以减少开发商的投资。经多方比较后,确定选用带卧式副水箱全自动型产品(坡屋顶式)。该型号适用于坡屋顶,克服了现有技术各种太阳能热水器重心高,在坡屋顶上安装困难等缺点,安全可靠、外形平整,成片安装整齐美观。安装贮水箱位置由建筑专业做相应处理。表1为该产品与浙江省家用太阳能热水器地方标准的比较情况,表2为该产品性能参数。表1 选定产品与省标比较表2 性能参数从表2中可以看出该产品具有以下优点: (1)集热效率高。外表面采用选择性Al一N/Al 吸收涂层,该涂层对太阳能吸收率高达以上,发射率＜内外管间真空度＜ 5×10-3Pa,空晒温度可达250℃左右;夏季水温可达90℃,冬季也能产生45℃以上热水。(2)保温性能好。该水箱保温层由高效保温材料聚苯乙烯与聚胶脂发泡而成,保温性能是普通聚苯乙烯泡沫板的3倍,能保温48h以上。(3)使用寿命长。产品外壳采用进口双涂彩板和不锈钢,防腐抗老化性能好。真空集热管采用特硬高砌硅玻璃制造,能承受压力和2.5cm冰雹,理论寿命为15年。
序号： 编码： 第九届“挑战杯”湖南省大学生课外学术科技作品竞赛 作品申报书 作品名称：农村太阳能、沼气联合供热创新研究 学校全称：湖南城市学院 申报者姓名: 李文强 （集体名称）：李文强、廖琪、张卿、鲁蓉蓉 √自然科学类学术论文 □ □哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 □科技发明制作A类 □科技发明制作B 竞赛组委会制 2011年 3月
说明 1.申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。 2.申报者在填写申报作品情况时，需根据个人项目或集体项目情况填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。 3.表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。 4.序号、编码由第八届“挑战杯”湖南省大学生课外学术科技作品竞赛组委会办公室负责填写。 5.学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在A4纸上，附于申报书后，字数在8000字左右（文章版面尺寸14.5×22cm）。 6.参赛作品（一式四份）须由各高校按要求于2010年2月28日前统一寄送至湖南省第八届“挑战杯”竞赛组委会办公室（设中南大学团委）。同时须在“挑战杯”网站完成网上申报（网址另行通知）。 7.其他参赛事宜请向本校竞赛组织协调机构咨询。 联系人： 联系电话： 传真： 邮政编码：410083
A2．申报者情况（集体项目） 说明：1．必须由申报者本人按要求填写； 2．申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列； 3．本表中的学籍管理部门签章视为申报者情况的确认。
大型养猪场沼气工程设计方案 受居民的饮食结构、畜禽产品的增殖性能、生产投资等因素影响，中国猪肉食用量在肉食消费中一直占有重要地位，养猪业在畜禽养殖中占有很大的比重。1983年到2005年猪肉消费占肉食品比例均大于60%。2004年中国肉猪存栏48189.1万头，出栏61800.7万头，猪肉产量4701.6万吨，居世界第一位，肉类人均占有量达55.73 kg/人，其中猪肉36.17 kg/人，超过世界猪肉人均的15.74 kg/人。2004年我国全年畜禽养殖业粪便废弃物的产生量为25.76亿吨，其中猪年排泄粪便为12.31亿吨，占总粪便量的47.8%，随着养猪业的发展，必然导致更大量的粪便废弃物，因此猪场粪污水的治理成为畜禽污染治理的关键。 2.1沼气产量计算 2.1.1干物质量计算 猪场基础母猪存栏量500头，猪场总存栏量为5354头，设计采用干清粪工艺，按《畜禽养殖业污染物排放标准》计算，夏季污水排放量为1.8m3/（百头.d），冬季污水排放量为1.2m3/（百头.d），则排放污水量为64.2～96.4 m3/d。日产粪便量为5.1t/d，猪粪含水率按82%设计，干物质（TS）量计算见表2-1。本项目中，干物质量按照0.92 t/d进行设计。 2.1.2物料总量和补充水量计算 本设计中采用高浓度反应器设计，养殖场产生的5.1t鲜猪粪全部投放到高浓度反应器，并调配成10％干物质浓度，约需要4.1m3污水，余下猪场排放的污水经过水力筛，将部分存留在污水中的猪粪渣筛除，投入到配料池，与鲜猪粪一同调配（该部分物料包含在 5.1t 鲜猪粪中），过筛后污水进入储肥池，进行厌氧处理储存。 加水量计算： W=Xq(α×m0-W0) 式中Xq=16t m0=18% W0=1- m0=82% 配水比a= 11.5 若发酵物料干物质含量mp=8% 含水量wp=92% 则X=则α==11.5 W=16(11.5×18%-83%)=17.33t≈17t 每天进入发酵罐物料总量约16＋17＝33t （理论和实践测定：TS=8%之物料容重r≈1030㎏/m3） .通过有效保温和增温措施，确保全年恒定中温发酵（t=33℃-38℃）， 则设计容积产气率ξ＝0.8—1.2m3/m3.d 发酵罐的容积大小与发酵原料的特性、发酵液浓度和水力滞留期有关。 发酵罐的容积V1与每日处理原料量、发酵液浓度。发酵液密度和滞留期有关。 计算公式： V1 = G f * HRT / q y V1 为发酵罐内发酵液的容积；G 为发酵罐每天进料量；f 为发酵原料干物质含量；q 为发酵液浓度；y 是发酵液的密度。 发酵罐的总容积V等于发酵罐的发酵液容积V1加上发酵罐的储气容积V2。V2 一般取V2 = （8%~10% V1 V = V1 + V2 2.1.3沼气产量计算考虑2%的干物质损耗率，每天投TS 902kg，产沼率为0.28～0.32 m3/kg TS，取值0.30 m3/kg TS，可产沼气271m3。
太阳能供暖系统设计 摘要：阐述了太阳能供暖系统的组成、运行原理、主要设计参数和经济效益等，并介绍了一个太阳能供暖系统的实测情况。 欧洲各国对太阳能供暖给予了较高的重视，已规模化推广，到2005年共安装1536万m2太阳能集热器，太阳能供暖系统使用集热器约占集热器总量的20％，每年新建太阳能供暖系统约12万个，可节约常规能源20％～60％。 在国外，太阳能供暖已成为太阳能热利用的主要发展方向，国际能源机构在2001年指出，全球的太阳能供暖系统每年提供的能量折合电力约为4.2万MWh。 太阳能供暖技术对我国建筑节能有着非常积极的作用，是今后太阳能光热利用的新方向。1太阳能供暖系统设计 1.1太阳能供暖系统简介 太阳能供暖系统主要由4部分组成：1)热量提供部分，太阳能集热器和辅助加热设备； 2)储热换热部分，储热水箱和换热设备；3)热量使用部分，供暖末端；4)控制部分，系统控制器。 太阳能供暖系统不同于太阳能热水系统，主要体现在以下几个方面：1)季节性使用明显，系统利用率低；2)供热需求量大，供暖季随时问变化明显；3)系统热媒温度根据不同的供暖形式而变化；4)冬、夏平衡问题，冬季需热量大，太阳能辐照量少，夏季需热量小，太阳能辐照量大。 1.2太阳能供暖系统运行原理 太阳能供暖系统在供暖季提供部分供暖热量，非供暖季提供足量生活热水，全年充分利用太阳能资源。因此，太阳能供暖系统也常称为太阳能联合系统(solarcombisystem)。系统运行原理如图1所示。 1)系统运行原理 太阳能集热循环：太阳能集热循环为温差控制、强制循环的落空系统。系统通过比较太阳能集热器和水箱的温度控制集热器循环泵启停，当集热器温度高于水箱温度设定值时，循环泵启动，太阳能集热器不断将水箱中的热水加热；当温差低于设定值时.循环泵停止，室外太阳能集热器和管路中的水受重力作用落回水箱(要求集热器比水箱位置高)，防止反向散热，并达到冬季防冻的目的。 辅助加热循环：辅助加热为温度控制。系统通过检测水箱中的温度是否达到设定温度，确定辅助热源是否开启。 2)系统特点
城镇生活污水净化沼气池设计规范 1、范围 本标准规定了城镇生活污水净化沼气池（以下简称城镇沼气池）设计的要求和方法。 本标准适用于处理城镇生活污水所修建的城镇沼气池设计。 2、引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效，所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨、使用下列标准最新版本的可能性。 GBJ3 —88砌体结构设计规范 GB7636 —87农村家用沼气管路设计规范 GBJ15 —88建筑给排水设计规范 GBJ68 —84建筑结构设计统一标准 DB51/190 —93四川省污染物排放标准 DB51/136 —92城镇净化沼气池生活污水排放卫生标准 3、设计要求 3.1技术指标 设计沼气压力8KPa ± 1KPa ； 出水水质达到DB51/190中3.1.2及DB51/136中3.1的有关规定； 3.2工艺流程 3.2.1合流生活污水（或水冲式公厕污水）7前处理T后处理T下水道 分流水冲式公厕污水T前处理（1）T前处理（2）7后处理T下水道 厨房和其它污水一t 注：医院污水在进入下水道前应加消毒池处理。 3.3在不改变工艺流程的前提下，城镇沼气池的平布置可因地制宜，其形状可以采用矩形、椭圆形或其它形状，但应考虑到结构受力明确、方便施工和清运建筑垃圾并不得影响其它建筑或构筑物. 3.4城镇沼气池容积计算。 3.4.1城镇沼气池总容积设计公式： V=（V1+V2+V3）K1 ----------------------------- （1） V-------- 总容积m3 VI------- 污水容积m3 V2 -------- 污泥容积m3 V3 -------- 气室容积m3 K1 -------- 容积保护系数取 1.0?1.05 3.4.1.1污水不容积计算公式： V1 = natg -------------------------------- （2） n――使用城镇沼气池的总人数；
农村家用沼气池的池形有哪几种？它由哪几部分组成？ 我国农村常用的家用沼气池池形一般为圆形、方形和长方形。实践证明以圆形池最好，目前修建也最多。 修建沼气池的基本技术要求是什么？ 农村家用沼气池是生产和贮存沼气的装置，它的质量好坏，结构和布局是否合理，直接关系到能否产好、用好、管好沼气。因此，修建沼气池要做到设计合理，构造简单，施工方便，坚固耐用，造价低廉。有些地方由于缺乏经验，对于建池质量注意不够，以致池子建成后漏气、漏水，不能正常使用而成为“病态池”；有的沼气池容积过大、过深，有效利用率低，出料也不方便。多年来的实践经验证明，沼气池的结构要“圆”（圆形池）、“小”（容积小）、“浅”（池子深度浅）；沼气池的布局，南方多采用“三结合”（厕所、猪圈、沼气池），北方多采用“四位一体”（厕所、猪圈、沼气池、太阳能温棚）。 怎样修建沼气池？ 怎样修建沼气池，沼气池的大小、尺寸，沼气池使用什么材料，沼气池修好了怎么判断它的质量是否符合使用要求，这些问题在下面的国家标准中都能找到答案，即： GB4750 农村家用水压式沼气池标准图集； GB4751 农村家用水压式沼气池质量验收标准； GB4752 农村家用水压式沼气池施工操作规程； GB7637 农村家用沼气管路施工安装操作规程； GB9958 农村家用沼气发酵工艺规程； GB7959 粪便无害化卫生标准。 还可以参考DB21/T-835-94北方农村能源生态模式标准。修建沼气池不同于修建民用住房，有一些特殊要求。所以国家专门发布了有关技术标准（包括土建工程中相关的国家标准），来保证沼气池的建造质量。如果建池质量不符合要求或者因为建池地基处理不适当，会使沼气池漏水、漏气，不能正常工作，则需要检查出毛病，进行修补，费时费力。 修建沼气池需要什么材料？ 修建沼气池材料主要是水泥、沙、石子、砖，还需要一些砼预制构件或选用其它成型材料做进、出料管、池盖以及输配气管件、灯、灶具等。 修建沼气池有哪些步骤？ （1）查看地形，确定沼气池修建的位置； （2）拟定施工方案，绘制施工图纸； （3）准备建池材料； （4）放线； （5）挖土方； （6）支模（外模和内模）； （7）混凝土浇捣，或砖砌筑，或预制砼大板组装； （8）养护； （9）拆模； （10）回填土； （11）密封层施工； （12）输配气管件、灯、灶具安装； （13）试压，验收。各地要因地制宜，就地取材，不强求一律。
农村家用沼气池的修建技术 农村常用的家用沼气池池形一般为圆形、方形和长方形。实践证明以圆形池最好，目前修建也最多。 因为圆形或近似于圆形的沼气池与长方形池比较，具有以下优点：第一，相同容积的沼气池，圆形比长方形的表面积小，省工、省料；第二，圆形池受力均匀，池体牢固，同一容积的沼气池，在相同荷载作用下，圆形池比长方形池的池墙厚度小；第三，圆形沼气池的内壁没有直角，容易解决密封问题。 修建沼气池的基本技术农村家用沼气池是生产和贮存沼气的装置，它的质量好坏，结构和布局是否合理，直接关系到能否产好、用好、管好沼气。因此，修建沼气池要做到设计合理，构造简单，施工方便，坚固耐用，造价低廉。 有些地方由于缺乏经验，对于建池质量注意不够，以致池子建成后漏气、漏水，不能正常使用而成为“病态池”；有的沼气池容积过大、过深，有效利用率低，出料也不方便。 实践证明，沼气池的结构要“圆”（圆形池）、“小”（容积小）、“浅”（池子深度浅）；沼气池的布局，南方多采用“三结合”（厕所、猪圈、沼气池），北方多采用“四位一体”（厕所、猪圈、沼气池、太阳能温棚）。 修建沼气池需要的材料修建沼气池材料主要是水泥、沙、石子、砖，还需要一些混凝土预制构件或选用其它成型材料做进、出料管、池盖以及输配气管件、灯、灶具等。 各地要因地制宜，就地取材。 修建沼气池的步骤１．查看地形，确定沼气池修建的位置；２．拟定施工方案，绘制施工图纸；３．准备建池材料；４．放线；５．挖土方；６．支模（外模和内模）；７．混凝土浇捣，或砖砌筑，或预制混凝土大板组装；８．养护；９．拆模；１０．回填土；１１．密封层施工；１２．输配气管件、灯、灶具安装；１３．试压，验收。 农户修建沼气池容积沼气池容积的大小（一般指主池的净容积），应该根据每日发酵原料的品种、数量、用气量和产气率来确定，同时要考虑到沼肥的用量及用途。 在农村，按每人每天平均用气量０．３～０．４立方米，一个４口人的家庭，每天煮饭、点灯需用沼气１．５立方米左右。 如果使用质量好的沼气灯和沼气灶，耗气量还可以减少。根据实践，一般要求平均按一头猪的粪便量（约５公斤）入池发酵，即规划建造１立方米的有效容积估算。池容积可根据当地的气温、发酵原料来源等情况具体规划。北方地区冬季寒冷，产气量比南方低，一般家用池选择８立方米或１０立方米；按照这个标准修建的沼气池，管理得好，春、夏、秋三季所产生的沼气，除供煮饭、烧水、照明外还可有余，冬季气温下降，产气减少，仍可保证煮饭的需要。 修建沼气池应该知道的几个问题１．在相同容积和发酵条件下，浅池为什么比深池的产气率高？ 首先，因为沼气池底部发酵原料多，菌种多，是产生沼气的主要部位。浅的圆池底增大了厌氧微生物与发酵原料的接触面积，所以产气比较高。其次，同一容积的池子，深度浅的池子，池底压力比深池相对小一些，有利于厌氧微生物的活动和气体的扩散。因此，在修建沼气池时，要适当增大池底部的直径，降低池子的深度（一般家庭用的沼气池，深度宜在２米左右），便于管理维修，提高产气量，又能减轻出料的劳动强度。当然，池子也不能过浅，过浅不利于冬季保温和沉淀粪便中的寄生虫卵。同时，由于池子过浅，池子的跨度越大，也会增加建池材料的用量和施工的难度。 至于寒冷地区修建沼气池的深度，必须修建在冻土层以下，或与太阳能温棚相结合（满足种植土层厚度即可）。
太阳能供暖系统方案集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
太阳能采暖系统 方 案 书 班级：电机二班 姓名：刘常斌 2、系统基本设计 2.1根据改地区全年气温温差大的特点，选用热效率高、经济实惠的玻璃-金属真空管式太阳集热器。 2.2采用太阳能与联合供采暖的系统方案，并优先利用太阳能。当阴雨天或太阳能不足时，用采暖系统辅助加热补充采暖，并充分利用太阳能，最大限度地减少用气量，降低运行费用。 2.3太阳能系统设计为直流式定温放水太阳采暖系统，达到充分利用太阳能。直流式系统分虹吸式和定温放水型。定温放水型特别适合大型太阳能采暖装置，布置也较为灵活，缺点是要求性能可靠的电磁阀和控制器，从而使系统较为复杂，在当前的技术条件下，值得推广。 直流式采暖系统按控制方式有3种：一是流量控制式，适用于大面积系统。当水压不足时为克服管道阻力可在系统中加入小型水泵。二是温控阀控制式(或膨胀阀控制式)适用于小面积
直流采暖系统。该系统因不用常规能源又获得较多的系统效率而得到用户的欢迎。三是电磁阀控制式，大小面积都适用，但还未有专用电磁阀。 2.4冬季管路防冻采用低温时水泵自动循环和自限温伴热带自动启动的双重防冻设计，防止管路结冰冻坏。 2.5采用工业级CPU 可编程电脑控制器，实现太阳能系统的全自动化、智能化，确保控制系统的可靠性，实现自动化运行，并可以根据用户的实际需要修改控制程序，使太阳能系统实现真正意义上的全自动控制和智能化管理。 2.6采暖供应采用变频增压循环供水方式，为了减少采暖循环的热损失，在采暖回水末端加装一个可根据管道水温自动控制的电磁阀。当管道温度低于40℃时，电磁阀自动打开；当采暖循环使管道水温达到水箱水温时，电磁阀自动关闭。 综上所述，不同类型的产品各有其优缺点。我们认为：选择全玻璃真空管太阳集热器比较合适，热效率高，经济实用，是目前国内市场普遍使用,生产成熟的产品。 3、系统运行原理 系统运行原理如上图所示。 3.1正常情况下，太阳能定温加热在光照条件下，当太阳集热器内水温达到设定水温时（可在0～100℃之间任意设定，一般设定在45～55℃之间），电脑控制器使供冷水电磁阀自动打开，自来水进入太阳集热器底部，同时将太阳集热器顶部达到设定温度的采暖顶入储采暖箱；当太阳
农村家用沼气池设 计规范
农村家用沼气池设计规范 1、范围 本标准规定了农村家用沼气池(以下简称沼气池)设计原则要求几何尺寸的确定和结构设计。 本标准适用于砖、水泥为建筑材料，人畜粪便为主要发酵原料的半连续发酵的家用小型(发酵间10m3以内)水压式沼气池设计。 2、引用标准 下列标准所包含的条文，经过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T4750---1984 农村家用水压式沼气池标准图集 GBJ 3---88 砌体结构设计规范 GBJ9---87 建筑结构荷载规范 GBJ10---89 混凝土结构设计规范 3 、设计原则 3.1 沼气池宜建在畜圈或厕所地表以下，进料间与人、畜粪入口相连通。 3.2 坚持适用、卫生、平面布局合理，外型美观。 3.3 池盖顶端复土厚度不小于200mm。 3.4 强度安全系数K≥2.65。 3.5 正常使用寿命20年以上。 4、设计要求
4.1 设计技术参数。 4.1.1 沼气压力。 4.1.1.2 最大工作压力13KPa。 4.1.2 产气率：0.15m3/m3，d；0.2m3/m3，d； 0.25m3/m3，d；0.3m3/m3，d。 4.1.3 投料量 4.1.3.1 最小投料量按发酵间总容积的50%。 4.1.3.2 最大投料量按发酵间总容积的90%。 4.1.4 贮气量正常贮气量为日产气量的50%。 4.2 工艺流程 人畜粪便(青草及农业废物)→进料间→厌氧发酵间→水压(出料)间→农田。在有条件的地方，可将人粪便和牲畜粪便分两处进料口进入厌氧发酵间。 4.3 形状及平面布局 形状及平面布局按GB/T4750选用。 4.3.1 发酵间的形状以圆形为主，受占地面积限制或地下水位较高的，可将发酵间设计成椭球形或单跨拱长方形。 4.3.2 平面布局 4.3.2.1 沼气池应有平面布局设计，在征得用户同意后，方可进行施工设计。 4.3.2.2 平面布局应符合下列要求： a)充分利用土地资源，平面布局紧凑； b)厕所与畜圈分设； c)进、出料方便； d)导气管和输气管不被损害；
一、工艺设计 发酵料液经前处理池沉淀、除杂后，从进料口进入装置，经各发酵单元逐级发酵，使养殖粪污得到无害化和减量化处理。通过设置在各发酵单元的回流搅拌器，进行强制回流搅拌，以提高菌料均匀度和产气率。在最后一级发酵单元设置储气浮罩，使最后一级发酵单元与整个装置产生的沼气经脱水、脱硫净化处理后，汇集与储气浮罩，供生产和生活使用。从出料间溢出的沼液和抽出的沼渣储存与贮肥池，用作农作物有机肥料，或淡水养殖营养饵料。 二、设计参数 (一)气压 沼气发酵工艺及沼气沼气灯炉具都要求沼气气压相对稳定，且宜小不宜大。对于水压是沼气池，，如果气压过大，容易破坏池体，造成泄漏；气压过小势必水压间面积过大，占地多。因此，我国农村家用水压池常用设计气压为8千帕；浮罩池设计气压可采用2千帕。 (二)产气率 根据我国养殖专业户沼气池发酵产气水平，其设计产气率采用0.2~0.5米3/（米3·天）（三）贮气量 水压式沼气池靠池内带有压力的沼气将发酵料液压到出料间（大部分）、进料管（小部分）而贮存沼气。浮罩池由浮罩的升降来贮存沼气。 贮气容积的确定和用户用气的情况有关。养殖专业户沼气池的设计贮气量考虑能贮存12小时所产的沼气，即昼夜产气量的一半。 （四）池容 沼气池容积指发酵池净空容积。沼气池的容积应根据用户所拥有的发酵原料（数量和种类）、滞留时间、用气要求等因素合理确定。 （五）投料率 投料率指的是最大限度投入的料液所占发酵间容积的百分率。设计最大投料量一般水压式为沼气池容积的90％，料液上部留适当空间，以免导气管堵塞和便于收集沼气;浮罩式为沼气容积的98％。最小设计投料量以不使沼气从进、出料管跑掉为原则。 三、建池规模计算 （一）参数确定 根据小型畜禽养殖场的特点，经过优化设计和工程实践所选定的发酵工艺为无动力自由进料、多旋流布料、回流搅拌、固菌成膜、浮罩储气、常温发酵工艺。发酵料液温度变化范围为10~28℃，原料在发酵装置内的滞留天数（HRT）为30~90天，南方取低限，北方取高限，一般取60天；适宜于小型畜禽养殖场沼气工程的发酵料液平均浓度（Ts）为6％~10％，一般取8％；发酵装置的有效料液容积（m），浮罩式取98％，水压式取90％；常温条件下的容积产气率（平均）一般为0.20~0.40米3/（米3·天），取平均值 0.30米3/（米3·天）;浮罩储气压力取2~3千帕。 （二）池容计算 小型畜禽养殖场一般采用干清粪养殖工艺，每天可收集的粪便及含水量见表17-1 表17-1 成年畜禽日排粪量及含水率 根据发酵原料的数量、一定温度下发酵原料在装置内停留的时间和投料浓度等工艺条件，沼气发酵装置的容积计算公式为：
农村家用沼气池的池形有哪几种？它由哪几部分组成？ 我国农村常用的家用沼气池池形一般为圆 形、方形和长方形。实践证明以圆形池最好， 目前修建也最多。 修建沼气池的基本技术要求是什么？ 农村家用沼气池是生产和贮存沼气的装置， 它的质量好坏， 结构和布局是否合理， 直接 关系到能否 产好、用好、管好沼气。因此，修建沼气池要做到设计合理，构造简单，施工方 便，坚固耐用，造价低廉。有些地方由于缺乏经验，对于建池质量注意不够，以致池子建成 后漏气、漏水，不能正常使用而成为 “病态池 ”；有的沼气池容积过大、 过深，有效利用率低， 出料也不方便。多年来的实践经验证明，沼气池的结构要 “圆”（圆形池）、 “小 ”（容积 小）、 “浅”（池子深度浅） ；沼气池的布局，南方多采用 “三结合 ”（厕所、猪圈、沼气池） ，北方多 采用 “四位一体 ”（厕所、猪圈、沼气池、太阳能温棚） 。 怎样修建沼气池？ 怎样修建沼气池，沼气池的大小、尺寸， 沼气池使用什么材料，沼气池修好了怎么判断 它的质量是否符合使用要求，这些问题在下面的国家标准中都能找到答案，即： GB4750 GB4751 GB4752 GB7637 GB9958 GB7959 还可以参考 DB21/T-835-94 北方农村能源生态模式标准。修建沼气池不同于修建民用住房， 有一些特殊要求。所以国家专门发布了有关技术标准（包括土建工程中相关的国家标准） ， 来保证沼气池的建造质量。 如果建池质量不符合要求或者因为建池地基处理不适当， 会使沼 气池漏水、漏气，不能正常工作，则需要检查出毛病，进行修补，费时费力。 修建沼气池需要什么材料？ 修建沼气池材料主要是水泥、沙、石子、砖，还需要一些砼预制构件或选用其它成型材 料做进、出料管、池盖以及输配气管件、灯、灶具等。 修建沼气池有哪些步骤？ 查看地形，确定沼气池修建的位置； 拟定施工方案，绘制施工图纸； 准备建池材料； 放线； 挖土方； 支模（外模和内模） ； 混凝土浇捣，或砖砌筑，或预制砼大板组装； 养护； 拆模； 回填土； 密封层施工； 输配气管件、灯、灶具安装； 试压，验收。各地要因地制宜，就地取材，不强 求一律。 农村家用水压式沼气池标准图集； 农村家用水压式沼气池质量验收标准； 农村家用水压式沼气池施工操作规程； 农村家用沼气管路施工安装操作规程； 农村家用沼气发酵工艺规程； 粪便无害化卫生标准。 1） 2） 3） 4） 5） 6） 7） 8） 9） 10） 11） 12） 13）