养殖场中多能源系统应用的可行性研究

摘要

大规模的畜禽养殖带来了大量的粪污,这不仅造成周围环境的污染,而且引起疾病的传播。发酵处理粪污是一种好方法。但环境温度降低,使沼气池内部发酵温度低,影响了沼气的产生。另外目前养殖场的加热与制冷系统消耗大量的电能。本文提出一种将地源热泵、沼气池、养殖大棚组成一个新的能源系统。并对该系统进行了设计、模拟、计算,得到如下研究结果：
　　 ⑴根据目前河南省的一些养殖规模的比例,选取了存栏2000头猪的养殖场为对象,进而计算了养殖场的面积、猪的粪污的排放量、沼气池的体积大小,建立了它们之间的数量关系。
　　 ⑵通过数值模拟,计算了在不同发酵温度和环境温度、不同厚度的保温层及无保温层的条件下,沼气池及周围土壤的温度分布及沼气池的散热量。
　　 ⑶对沼气池池壁安装盘管进行加热的沼气池进行了数值模拟,模拟结果显示:由于沼气池的体积较大,远离池壁的地方温度较低,因此需要增加这些区域的湍动程度,使沼气池内部的温度分布更均匀。
　　 ⑷养殖大棚、沼气池、地源热泵所构成的新系统,在寒冷季节和炎热的季节,系统需要的热量和冷量基本平衡,因此地源热泵系统将从土壤中提取的热量和冷量基本相等,可以保证热泵系统的高效、稳定的运行。
　　 ⑸分析了目前养殖场加热与制冷方式与地源热泵系统的初投资和运行费用,得到地源热泵更具有经济、节能、发展的前景。