1598005433-e56a4b827448586987c6a2104f124b32 (Биогаз. Теория и практика. В. Баадер, Е. Доне, М. Бренндерфер, 1982u), страница 16

55...60% этого ресурса теоретически можно также использовать с помощью теплообмеиника и котла-утилизатора, конечно, с соответствующими техническими и финансовыми затратами. Средние значения финансовых затрат пока еще назвать нельзя. В таблице !3 приведены значения полезно используемой теплоты, которую можно дополнительно получить прн эксплуатации электрогенераторов соответствующей мощности.

Эту теплоту можно будет использовать в сельскохозяйственном производстве для следующих целей: — подогрева воды для бытовых нужд и содержания скота; — отопления жилых помещений; — подогрева воздуха для сушилок (см. Объединенное получение тепловой и механической энергии в установках для привода вентиляторов) или создания нужного микроклимата в животноводческих помещениях; — для создания необходимой температуры брожения в биогазовых реакторах; — отопления теплиц. Как правило, поголовье скота в течение года остается постоянным, поэтому можно рассчитывать на постоянное количество получаемых из биогаза электроэнергии и дополнительной теплоты, Однако проблема всегда состоит в том, чтобы рационально и равномерно использовать как электроэнергию, так и теплоту, причем тем в большей степени, чем меньше установка.

Даже небольшое количество неутнлизированной энергии удорожает стоимость единицы полезно используемой энергии. В каждом конкретном случае предприятие должно иметь диаграмму предполагаемого выхода биогаза по месяцам года и соответствующее распределение потребностей в электроэнергии и теплоте, на базе которых составля- 88 ются рекомендации по утилизации получаемых в течение планируемого периода избытков энергии или покрытии возникающих за это жс время дополнительных потребностей в пей. На рисунке 29 приведена соответствующая диаграмма для предприятия по очистке городских стоков [3) населенного пункта, насчитывающего !40 тыс, жителей (по общей массе стоков соответствует приблизительно 5 тыс.

уел. гол. крупного рогатого скота). Как видно из рисунка, возможная выработка электроэнергии всегда выше, чем собственная потребность предприятия в ней. При этом выход теплоты в течение десяти месяцев года также превышает собственные потребности предприятия. Проведем сравнительный расчет затрат для трех вариантов. А. Потребность в электроэнергии на 100г!о удовлетворяет энергоснабжающая организация; теплоснабжение обеспечивает отопительный котел, работающий на выделяющемся при очистке стоков газе; излишек газа сжигается в факелах (-60'/ь).

Б. Самообеспечение электроэнергией (1Х660 кВт) при 1007(э-ном резервировании за счет энергоснабжающей организации; для выравнивания суточных колебаний в электроэнергии используется газгольдер; покрытие основных потребностей в теплоте за счет отбросной теплоты газовых двигателей, пиковых потребностей — за счет отбросноп теплоты котла-утилнзатора, работающего на биогазе; сжигание избытков газа в факелах ( — 207с). В.

Самообеспечение электроэнергией (ЗХЗЗО кВт) при 50О(о-ном резервировании за счет энергоснабжающей организации; для выравнивания суточных колебаний используется газгольдер; покрытие основных потребностей в теплоте за счет отбросной теплоты газовых двигателей, пиковых потребностей — за счет отбросной теплоты котла-утилизатора, сжигание избытков газа в факелах ( - 20'$ ). Расчеты показали, что по сравнению с другими вариант В дает снижение затрат на энергию примерно на 10эю однако общие годовые затраты уменьшаются только до 85 о(э.

Дальнейшего снижения затрат можно было бы ожидать при подключении к коммунальным электросетям (параллельная эксплуатация) и подборе дополнительных потребителей теплоты. В случае эксплуата- 89 В.теа лра Ц-5%001 ° г000 яВгп ч ад!меа 500 Несгареугаее птуп,тиса 55% ("Мйр) 7)алегная аленптра- энергая лу«енае полеглая тспг сйая гнергая 200 гбяпясс'ьг — — -- — у — — — -з н1000ну.п чзайеес «00 Огбснпан Собстуенная лаптре5наспте 100 91 90 Т гТ Л;,У Х ''г' Б' 5Р Л' Х ~,ТТ Х0 г»7ааяг(ьг Рис.

00. Годовые диаграммы проиэаодства электрической (вверху) и тепловой (енину) энергии с помощью установки по очистке городских стоков (3]: à — собствсннвв потребвосгь в теплоте; 2 — выход теплоты прв производстве элвхтровнергнн: г — выход теплоты. соотвстствгющнй собственной потребности в элентроэнсргнн. Рис. ЗО. Схема энергетического баланса ксыпактной установки «Тотем» (То1а1 епегйу тобп1е) автомобильной фирмы Фиат (138]. Цифры в скобках соответствуют тепловым эквивалентам энергив в гнал/ч. ции небольших биогазовых установок не следует рассчитывать на снижение затрат в таких масштабах.

Фирма Фиат разработала на базе двигателя «Фиат- 27» работающую на природном газе или биогазе компактную теплосиловую установку «Тотем» [1381, которая вырабатывает электроэнергию (переменный ток напряженнем 380 В, 15 кВт) и горячую воду (145 МД>к(ч, илп 35 тыс. ккал(ч), Часовая потребность ее в биогазе составляет около 10 м', что соответствует затратам в О,!13 долл. Те же самые электроэнергия и теплота, полученные первая от энергоснабжающей организации, вторая — нз системы с отопительным котлом, стоили бы 0,2 долл. Разница в этих цифрах и соответствует зкономии энергии.

На рисунке 30 представлена схема энергетического баланса этой компактной установки, которая имеет хорошие шансы на использование в сельском хозяйстве. 8. Потребности сельскохозяйственных предприятий в энергии, которые могут быть покрыты с помощью биогаза Следует различать потребности в биогазе для хозяйственно-бытовых нужд, получения продукции растение- 8Л.

Крестьянские хозяйства ФРГ В ФРГ имеется около 929 тыс. крестьянских хозяйств (1471, насчитывающих около 3258300 взрослых работников и 928 тыс. детей до !4 лет. Средний состав семьи: трое-четверо взрослых (3,5) и один ребенок. В дальнейших расчетах рассмотрены четыре модельные хозяйства (табл. 17). Таблица 17. Модельные хозяйства Тип хозяйства 3 3 190 Число взрослых Число детей Всего человек Жилая плошадь, ма 3 1 126 4 2 6 150 > 3 8 206 Поскольку не имеется точных статистических данных об отапливаемой жилой площади, соответствующей этим моделям хозяйств, на основе опытных данных были определены соотношения между жилой площадью п ее оснащенностью отопительными приборами.

Жилая площадь одного хозяйства была выбрана на 10о/о большей, чем в несельскохозяйственной зоне [!371. Для хозяйства с центральным снабжением горячей водой (1061, обычным для сельских районов ФРГ, можно назвать следующие значения удельного расхода энергии при использовании природного газа: 5225 МДж в 92 водства, получения продукции животноводства и для различных других видов сельскохозяйственного производства.

Наличие в хозяйстве собственного скота — не обязательная предпосылка использования биогаза, его можно получать и из соседнего хозяйства. Виогазовые установки, работающие только на растительных отходах (например, на соломе), представляются нерациональными. Из 1 кг соломы можно получить только 4,2 МДж энергии, причем не решается проблема удаления отходов. В то жс время при непосредственном сжигании соломгя энергии выделяется в три раза больше. год на взрослого человека (1248 Мкал в год) и 2670 МДж в год на ребенка (638 Мкал в год). Эти данные позволяют определить потребность модельных хозяйств в энергии и бногазе для подогрева воды (табл. 18). Таблаяа )8, Потребность в энергии и биогвзе модельных хозяйств для подогрева воды Биогаз Мхах сут Мдж гоз Млж, сут Тип хозяйства ыь гоз ич сут 712 834 1 193 1 555 9 2,3 З,З 4,3 42,9 50,3 71,9 93 (10,24) (12,00) (1?,15) (22,32) 15 675 18 345 26 240 34 130 А В В Г 93 Для децентрализованного горячего водоснабжения (106] можно принять потребность в энергии на 1Г>...17 % меньше.

Однако в сельском хозяйстве ФРГ этот вид водоснабжения не находит широкого распространения, Для расчета отопления помещений была выбрана наинизшая температура наружного воздуха — 15'С и длительность отопительного сезона 220 дней !1061. В сельском хозяйстве ФРГ нет четкого разграничения построек по теплотехническим качествам.

По закону «Об экономии энергии в постройках» от июля 1976 г. новые отапливаемые здания должны обладать совершенной тепловой защитой. Удельная потребность их в тепле не должна превышать 116 Вт/мз (100 ккал/(м' ч)). Имеющиеся в сельских районах старые постройки обладают более высокой удельной потребностью в теплоте.

В таблице 19 приведены значения годовой потребности модельных хозяйств в тепловой энергии и биогазе для трех видов построек, различающихся по категориям теплоизоляции: 1 категория: соответствует теплоизо.тяции, применяемой в новых зданиях согласно закону об экономии энергии — удельная потребность в теплоте 116 Вт/м' (100 ккал/(м'Х Хч)); 11 категория: обычная хорошая теплонзоляция— удельная потребность в теплоте !28 Вт/м' (110 ккал/ (м' ч) ); Потребность в биогазе, м' доли головой потребности в энергии на отопление, И Пбз) Категория тепгоизозяпип завяня Месяп В суточная месягггая 102 61515 112 7!0 1Зл 620 ! И !П 121 18з 135 255 222 740 153 980 169 070 2?8 425 205 310 225 420 371 235 33,0 33,0 25,0 16,5 10,0 3,5 З,О 8,0 15,0 24,5 30,0 10!4 922 768 492 307 П1 92 74 2.16 462 738 922 16,5 15,0 12,5 8,0 5,0 1,8 1,5 1,2 12,0 15,0 51 ива рь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Пгм до.гженос Потребность хозяйстна в биогазе, чйгоа Категория тепзоизозяпии охания 1 П П1 4 666 гз 123 8 137 5 600 6 148 10 150 б?00 7 о85 12 бзб 9 332 10 247 16 874 100,0 6148 1 Всего Тип хозяйства Потребность в электроэнергии, кВт ч/сут Потребность в биогазе, МДж/сут Потребность в биогазе, м'/сут о,70 3,30 2,70 2,26 2з,О 15,7 12,6 9,50 1,2 0,7 0,6 0,5 Таблгща !Р.

Годовая потребность модельных хозяйств в энергии и биогазе для отопления жилых домов (центральное водяное отопление с газовой топкой) с помощью обычного газового котла ! Потреб:ость хозяйства в знергин, Мдж гох ~ * !!! категория: теплоизоляцпя, применяемая в старых постройках — удельная потребность в теплоте !9! Вт/м' (165 ккал/(м' ч)). Всели невольно~а~~ для отец~с~ив жил~к до~о~ газокомпрессорный тепловой насос вместо газового отопительного котла, то потребуется только около 42 о/о указанного количества газа (см. гл. 7). Средняя потребность в биогазе может быть получена только путем процентного распределения годовой потребности в отоплении по отдельным месяцам (!50!.