Влияние климата на эффективность БГУ

Влияние климатических факторов на эффективность биогазовых установок

Арбузова Е.В., Щеклеин С.Е.

В таблице приведены климатические характеристики Уральского региона, а на рис.1 приведен годовой температурный график Свердловской области.

Таблица

Сравнительные климатические характеристики Уральского региона

Рис. 1. График годового изменения температуры воздуха в Свердловской области

Наличие значительного периода низких температур предполагает наличие дополнительных барьеров между биореактором и окружающей средой. Может быть рассмотрено три варианта размещения биогазовых установок:

- Наружное (с теплоизоляцией).

- Подземное (с теплоизоляцией).

- В помещении.

Наиболее приемлемым является вариант размещения биогазовой установки в помещении, если не превышают 10 м³ , и наружное, для промышленных объектов. 

При этом расход тепловой энергии на поддерживание термофильного и мезофильного режимов (рис.2): 

 Q_необ=Q_подог+Q_режим+Q_{гомоген}

Q_подог=∑с_i·m_i·Δt - расход энергии на подогрев;

Q_режим=∑α_i·F_i·Δt -  расход энергии на поддержании режима;

Q_режим+Q_{гомоген}  составляют менее 5% от полного расхода энергии;

Δt - температурный напор (разница температур процесса и окружающей среды)

Рис.2. Расход энергии на поддержание температурного режима: а) термофильного и б) мезофильного.

Существенное влияние на эффективность использования биогазовых технологий оказывает толщина теплоизоляционного слоя (рис. 3).

Рис.3. а) - зависимость годового расхода энергии от толщины теплоизоляционного слоя ; б) - зависимость тепловой мощности от времени года

Как видно из полученных результатов, в климатических условиях Уральского региона необходима хорошая теплоизоляция, ее толщина в каждом конкретном случае будет определяться с учетом оптимизации капитальных затрат, стоимостью энергии необходимо для поддержания процесса, а также местом расположения биогазовой установки и выбором температурного режима сбраживания.