5.2. Теплова енергія

Біогазова установка не виробляє теплову енергію безпосередньо, вона її споживає. Температура найпоширенішого режиму роботи біогазових установок - мезофильного - становить 37-380C, що вище, ніж середньодобова температура в європейських широтах, причому навіть пікові денні температури зазвичай нижче цієї величини. Серед хімічних реакцій, що відбуваються всередині біогазової установки, є як екзотермічні, так і ендотермічні. Але сумарний тепловий баланс реакцій разом з тепловим обміном з навколишнім середовищем в наших широтах виходить негативним. Тому в наших широтах підігрівати субстрат в реакторі біогазової установки доводиться завжди.

Однак, біогаз, який виділяється в результаті анаеробного бродіння, містить приблизно 2/3 метану в своєму складі. Тому найперше застосування для біогазу - спалювання для отримання теплової енергії. Спалювання таке проводиться в звичайних газових котлах або пальниках, які використовуються для спалювання природного газу або пропан-бутану. Але, як було сказано в першому розділі, для оптимального спалювання біогазу бажано регулювати склад газово-повітряної суміші, якщо утворення такої суміші перед спалюванням передбачено конструкцією пальника. Однак, якщо пальника розраховані і на природний газ і на пропан-бутан, це означає, що таке регулювання можлива, або не потрібна, оскільки для природного газу і пропан-бутану теж потрібна різна дозування повітря.

Теплотворну здатність біогазу можна виразити в калоріях або джоулях. Але, думаю, для звичайної людини більш зрозумілим буде порівняння біогазу за теплотворною здатністю з природним газом. І там, і там згорає метан, що міститься в цих газах. Значить енергія, що виділяється при згорянні цих газів, пропорційна кількості міститься в них метану. У природному газі міститься 92-98% метану, а в біогазі - 55-75%. Візьмемо середні величини - 95% і 65%. Співвідношення метану в цих газах виходить 65/95 = 0,68. Це приблизно дві третини. Значить, для виконання однієї і тієї ж теплової роботи (нагрівання приміщення, приготування їжі) біогазу треба в півтора рази більше, ніж природного газу.

ККД газових котлів зазвичай становить 90-95%. При роботі газового котла на біогазі ККД може вийти меншим через неточні налаштувань газо-повітряної суміші.

Ще одним способом отримання тепла є когенерація. Когенератори - пристрої для отримання з біогазу (і не тільки) одночасно декількох видів енергії, зазвичай електричної і теплової. Бувають поршневі і газотурбінні когенератори. У першому випадку працює класичний двигун внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням, паливом для якого служить біогаз. Іноді це може бути дизельний двигун, що працює на суміші солярки та біогазу. Теплова енергія знімається з такого когенератора у вигляді гарячої води температурою близько 750C, що циркулює через теплообмінник когенератора і нагрівається там. А теплообмінник, в свою чергу, може грітися теплоносієм, охолоджуючим сорочку двигуна, маслом картера і вихлопними газами. Тепловий ККД при цьому може досягати 35-40%. Це непогано, враховуючи ще електричний ККД 30-33%.

У другому випадку працює газова турбіна на біогазі. Теплова енергія знімається теж у вигляді гарячої води, циркулюючої через теплообмінник.

Таким чином, утилізація тепла, виробленого з біогазу, залежить від виду нагрітого робочого тіла. Гарячу воду направляють циркулювати по різним трубах і батареям опалення.

Гарячими продуктами згоряння біогазу безпосередньо гріють ємності з водою, їжею, поверхні нагрівачів і т.п. Попросту кажучи, застосування біогазу для отримання теплової енергії нічим кардинально не відрізняється від застосування для цих же цілей природного газу або скрапленого пропан-бутану.

Зміст кгігі: Що таке біогаз.

Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі