大中型沼气工程余热回收系统及模拟分析

根据对大中型沼气工程中温发酵系统的研究,依照哈尔滨等地区气象条件计算总耗热量,在此基础上为减少沼气罐出料的热量损失,设计了一套污水源热泵余热回收系统。应用Dymola软件对该系统模型的余热回收效率进行模拟分析,评价了污水源热泵全年的工作状况。对哈尔滨地区,在周期为4 h的进出料循环中,污水源热泵系统的COP为2. 7～3. 0,过热度在3 K左右,热泵系统工作稳定,制热性能系数较高。对哈尔滨地区,11月至转年3月,辅助热源需一直开启; 6—8月,压缩机部分负荷运行; 4、5、9、10月,根据总耗热量与热泵制热量,确定辅助热源开启时间。在哈尔滨地区,采用压缩机功率为20 kW的热泵系统,最冷的1月能够补偿72%的总耗热量,但小时不保证率较高,需设置辅助热源;采用压缩机功率为33 kW的热泵系统,制热量与总耗热量大体持平,可基本满足中温发酵,但该热泵在6—8月提供的热量超过所需热量的两倍,且COP相比压缩机功率为20 kW时有所降低。