堆肥発酵熱を利用した温室暖房に関する環境解析学的研究

堆肥发酵热温室供暖环境分析研究

• 批准号: 03660268
• 负责人: 関 平和
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03660268/
• 关键词: 堆肥化; 発酵熱; 温室暖房; 熱回収; エクセルギ-

1.温室の暖房負荷の解析ダイナミックモデルに基づき,温室内温・湿度の経時的変化を求めるための数値計算プログラムを作成した。そして,敷地面積72m^2の小型温室を対象に,昼間,夜間の設定室温を満たすのに必要な暖房所要熱量,すなわち暖房負荷を見積ったところ,昼間,夜間のそれぞれについて,7000kcal/hr,3500kcal/hrと算出された。(北陸地方を対象)2.熱源の基本的特性の解析酵素反応速度論に基づき,堆肥化過程の反応速度と発熱量を,堆肥材料中の有機物量と温度の関数として表した。そして,堆肥槽を完全混合槽とみなして,槽内の有機物量,温度の経時的変化を求める計算プログラムを作成し,以前に著者らが行った堆肥化実験結果との比較により,提示したモデルの妥当性を確認した。3.熱回収用熱交換器の伝熱解析発酵熱回収用の熱交換器として,槽内から熱を汲み上げるサ-モウェル型熱交換器と,通気後槽外へ排出される水蒸気の潜熱回収用の多管式凝縮器を試作・実験し,熱交換器出口温度が理論解析結果とよく一致することを確認した。また,熱回収時の堆肥槽内温度は、熱回収用伝熱管近傍に熱低抗が集中するものと近似して得られた簡便な計算法で予測し得ることを明らかにした。4.システムの最適化に関する熱力学的解析堆肥化過程を化学エネルギ-から熱エネルギ-へのエネルギ-変換過程とみなし,エクセルギ-解析を試みた。その結果,発酵熱回収操作のエクセルギ-効率は10%以下になること,発酵熱回収操作の最適化は,熱効率のみでは決められず,エクセルギ-効率を指標の一つに加えることが有効であることを明らかにした。

1.基于温室热负荷的分析动态模型，创建了数值计算程序来确定温室内温度和湿度的时间变化。那么，当我们估算场地面积为72m^2的小温室白天和夜间满足设定室温所需的供暖量，即供暖负荷时，发现为7000kcal/分别计算白天和夜间的 hr 和 3500kcal/hr。 （针对北陆地区） 2.热源基本特性分析 根据酶反应动力学，将堆肥过程的反应速率和热值表示为堆肥材料中有机物含量和温度的函数。然后，将堆肥罐视为一个完整的混合罐，我们创建了一个计算程序来计算罐中有机物的量以及温度随时间的变化，并基于与作者之前进行的堆肥实验结果的比较，我们提出了一个模型，其有效性得到了证实。 3. 热回收用热交换器的传热分析 发酵热回收用热交换器包括从罐内吸取热量的热电偶套管式热交换器、从罐内吸取热量的热电偶套管式热交换器、以及从罐内吸取热量的热电偶套管式热交换器。回收通风后排出罐外的水蒸气潜热，对多管式冷凝器进行了样机测试，证实换热器出口温度与理论分析结果吻合良好。据透露，热回收期间堆肥罐内的温度可以通过简单的计算方法来预测，该方法近似于散热器集中在热回收管附近。 4.有关系统优化的热力学分析我们将堆肥过程视为从化学能到热能的能量转换过程，并尝试进行火用分析。结果，发酵热回收操作的火用效率不足10%，发酵热回收操作的优化不能仅通过热效率来确定，但添加火用效率作为指标之一是有效的。透露了这一点。