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

Страна (территория)	Значение ГСОП	То же в 100 % к России	То же в 100 % к Свердловской области
Россия	4360	100	72
Швеция	4014	92	67
США	2316	53	39
ФРГ	2530	65	42
Франция	2456	56	41
Англия	2350	54	400
Екатеринбург	6020	138	100
Нижний Тагил	6331	145	106
Ивдель	6845	157	114

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.