发电余热与太阳能耦合增温系统设计与应用
光伏与工业余热回收利用的耦合系统设计
光伏与工业余热回收利用的耦合系统设计随着能源需求的日益增长和环保意识的提高，寻找可再生能源的利用方法成为了当今社会发展的重要课题。
在这个背景下，光伏发电和工业余热回收利用逐渐被广泛关注和应用。
本文将围绕光伏与工业余热回收利用的耦合系统设计展开讨论。
一、光伏发电技术概述光伏发电技术是通过光伏电池将太阳辐射能转化为电能的一种技术。
光伏电池的制作一般采用半导体材料，如硅、硒化铟等，当太阳光照射到光伏电池上时，能量将被电池吸收并释放出电子，从而产生电流。
该技术具有可再生、无污染、安全可靠等优点，广泛应用于家庭、工业和农业等领域。
二、工业余热回收利用技术概述工业余热是指工业过程中产生的高温废气、高温废水等，如果不加以利用，将会造成能源的浪费和环境的污染。
通过余热回收利用技术，可以将废热转化为热能或电能。
常用的工业余热回收利用技术包括余热锅炉、余热发电和余热蒸汽发生器等。
这些技术可以最大限度地提高能源利用效率，减少环境污染。
三、光伏与工业余热回收的耦合系统设计原理光伏与工业余热回收的耦合系统设计旨在将两种可再生能源的利用方式相结合，提高整个能源系统的效率和可靠性。
其原理是将光伏发电系统与工业余热回收利用系统相互补充，使得能源的利用更加充分。
在系统设计上，可以通过以下步骤实现光伏与工业余热回收的耦合：1. 光伏发电系统的设计与安装：根据所处的地理环境和电力需求，确定光伏发电系统的规模和布局。
选取高效的光伏电池板和逆变器，确保光伏发电系统的稳定运行。
2. 工业余热回收利用系统的设计与安装：根据工业过程中产生的余热类型和温度，选择相应的余热回收利用技术。
如余热锅炉用于提供热水或蒸汽，余热发电用于产生电能等。
同时，确保余热回收利用系统的安全和可靠性。
3. 能源转换与集成：通过热能互换器等设备实现光伏发电系统与工业余热回收利用系统的能量转换与集成。
将光伏发电系统产生的直流电转换为交流电或者蓄电池储能，供工业过程使用；同时利用余热回收系统提供的热能，提高光伏电池的光电转换效率。
太阳能热发电系统的设计与优化
太阳能热发电系统的设计与优化太阳能热发电系统是一种利用太阳能将其转化为可用能源的技术。
它通过利用太阳能辐射的热量，将其转化为电能，以满足人们的能源需求。
随着对可再生能源的需求不断增加，太阳能热发电系统的设计与优化成为了一个重要的研究领域。
本文将对太阳能热发电系统的设计与优化进行探讨。
一、太阳能热发电系统的基本原理太阳能热发电系统主要由太阳能集热器、传热介质、热能储存装置和发电装置四个部分组成。
太阳能集热器通过吸收太阳能辐射的热量，将其转化为传热介质的热能。
传热介质将热能传递至热能储存装置，以便在需要时释放出来。
最后，热能通过发电装置转化为电能，供电使用。
二、太阳能热发电系统设计的主要考虑因素1. 太阳能辐射资源：太阳能热发电系统的性能与所处地区的太阳能资源密切相关。
需要考虑太阳能的辐射强度、日照时间和季节变化等因素。
2. 集热器类型选择：太阳能集热器是太阳能热发电系统中最关键的组件之一。
常见的太阳能集热器类型包括平板式集热器、聚光式集热器和真空管集热器。
设计者需要根据实际需求选择合适的集热器类型。
3. 传热介质选择：传热介质对太阳能热发电系统的效率和稳定性有重要影响。
常用的传热介质有水蒸气、液态盐和工质油等。
设计者需要根据系统的要求选择合适的传热介质，并考虑介质的循环方式。
4. 热能储存装置设计：热能储存装置用于储存由太阳能集热器获取的热能，并在需要时释放出来。
设计者需要考虑储存装置的容量、热损失和储热介质的选择等因素。
5. 发电装置选择：太阳能热发电系统中的发电装置主要包括蒸汽轮机、发电机组和电控系统等。
设计者需要根据系统的要求选择可靠、高效的发电装置，并考虑装置的尺寸和功率输出能力。
6. 系统的控制与监测：太阳能热发电系统的控制和监测对于系统的安全和性能优化至关重要。
设计者需要考虑系统的自动控制、温度监测和故障诊断等功能，以确保系统的稳定运行。
三、太阳能热发电系统的优化方法1. 集热器优化：通过优化集热器的设计参数，如材料选择、结构设计和吸收涂层等，可提高集热器的吸收率和传热效率，从而提高整个系统的性能。
太阳能供热系统设计与应用案例
太阳能供热系统设计与应用案例太阳能作为一种清洁、可再生的能源，被广泛应用于供热领域。
本文将以一个太阳能供热系统的设计与应用案例为例，介绍其工作原理、关键组成部分及应用效果。
一、太阳能供热系统概述太阳能供热系统是利用太阳能热量进行水加热或空气加热的系统，主要由太阳能集热器、热媒循环装置、热储装置和供热终端设备组成。
1. 太阳能集热器太阳能集热器是太阳能供热系统中的核心组件，主要用于将太阳能转化为热能。
常见的太阳能集热器包括平板式集热器、真空管集热器等。
在本案例中，我们选择了平板式集热器，其结构紧凑、成本较低。
2. 热媒循环装置热媒循环装置用于将太阳能集热器中的热量传递到热储装置或供热终端设备。
一般采用泵将热媒液体循环输送，以实现热能的传递。
在本案例中，我们选择了循环泵来完成这一任务。
3. 热储装置热储装置用于储存太阳能热量，以满足夜间供热或连续阴天时的需求。
常见的热储装置有水箱热储装置和岩棉热储装置等。
在本案例中，我们选择了水箱热储装置，其操作稳定、造价相对较低。
4. 供热终端设备供热终端设备用于将太阳能热能传递给用户进行供热，可以是辐射型供暖设备、热水器等。
在本案例中，我们选择了辐射型供暖设备，以提供舒适的供热效果。
二、案例描述本案例中，我们为一座住宅小区设计了一个太阳能供热系统，以实现住户冬季供暖的需求。
该系统由多个独立的太阳能供热子系统组成，每个子系统为一栋建筑服务。
1. 系统设计方案根据小区建筑情况和燃烧设备使用情况，我们为每个子系统设计了一个独立的太阳能供热系统。
每个系统由一组平板式太阳能集热器、循环泵、水箱热储装置和辐射型供暖设备组成。
2. 系统安装与调试在系统安装过程中，我们将太阳能集热器安装在每栋建筑的南向屋顶上，确保能够充分接收太阳辐射。
同时，将循环泵、水箱热储装置和供热终端设备分别安装在室内合适位置。
完成安装后，我们进行了系统的调试工作。
确保各组件之间的连接正常，热媒液体能够顺利循环，水箱热储装置能够稳定储存热量。
太阳能热发电系统的设计与效能提升方法
太阳能热发电系统的设计与效能提升方法太阳能热发电系统是一种利用太阳能将其转化为电能的系统。
这种系统在可再生能源领域中具有重要的地位，因为太阳能是一种无限的资源且对环境没有污染。
然而，为了提高系统的效能，设计合理的太阳能热发电系统是必不可少的。
首先，设计合理的太阳能热发电系统需要合理选择太阳能收集器。
太阳能收集器是将太阳能转化为热能的关键组件。
传统的太阳能热发电系统通常使用平板太阳能热收集器，但这种收集器的热损失较大，效能较低。
为了提高系统的效能，可以选择更先进的太阳能热收集器，如集总管加热器、真空管太阳能收集器等。
这些新型太阳能收集器具有更高的热吸收率和更低的热损失率，能够更充分地利用太阳能。
其次，设计合理的太阳能热发电系统需要考虑优化系统的热储存和热传递。
热储存和热传递是太阳能热发电系统中的重要环节，直接影响系统的效能。
为了提高热储存效能，可以采用相变储热材料来储存太阳能热能。
相变储热材料能够在相变过程中吸热或放热，提高热储存效率。
同时，在热传递方面，使用高效的传热介质和合理的传热管道布局能够减少热能在传递过程中的损失，提高系统的传热效率。
此外，设计合理的太阳能热发电系统还需要考虑系统的自动控制和智能化。
通过添加自动控制系统，可以实现对系统的自动调节和运行状态的监测，提高系统的稳定性和效能。
智能控制系统可以根据实时的天气情况和能源需求，合理调配太阳能的利用，最大程度地提高系统的效能。
通过集成智能感知技术和智能控制算法，太阳能热发电系统能够自动感知光照强度、温度等参数，实现对系统运行状态的实时监测和调控。
另外，对太阳能热发电系统的建设和维护也是提高系统效能的关键。
为了确保系统的长期稳定运行，需要定期对系统进行巡检和维护，并做好系统的清洁工作。
定期检查和维护可以发现潜在故障和问题，并及时进行修复和处理，保证系统的正常运行。
此外，对系统的运行数据进行监测和记录，可以根据数据分析来优化系统的运行策略，提高系统的效能。
光伏与工业余热回收利用的耦合系统设计
光伏与工业余热回收利用的耦合系统设计光伏发电和工业余热回收利用是当今可持续发展的重要领域。
为了有效利用太阳能资源和工业生产过程中产生的余热，设计一个光伏与工业余热回收利用的耦合系统显得尤为重要。
本文将就该系统的设计原则和具体方案展开讨论。
一、设计原则1. 最大限度利用可再生能源：这是光伏发电和工业余热回收利用系统的首要原则。
通过光伏发电技术，将太阳能转化为电能；而通过工业余热回收利用技术，将工业生产过程中产生的余热转化为可用能源。
2. 系统高效运行：光伏发电系统和工业余热回收利用系统是相互耦合的。
设计之初要考虑系统整体运行效率，确保两种能源的协同工作，优化能源利用效果。
3. 安全可靠：系统设计要充分考虑光伏设备和工业回收利用设备的稳定性和安全性。
保证系统长期稳定运行，减少安全风险。
二、系统设计方案本系统的设计方案包括：光伏发电装置、余热回收利用设备、能量转换和储存装置等。
1. 光伏发电装置设计光伏发电装置是该系统的核心。
光伏发电利用太阳能将光能转化为电能。
光伏电池板是光伏发电的关键组件，其选用和布置要合理。
同时，为了提高光伏发电效率，还可以考虑加装跟踪器来追随太阳光线的变化。
2. 余热回收利用设备设计工业生产过程中产生大量余热，利用余热可以提高资源利用效率。
设计余热回收利用设备时，首先需要确定产生余热的环节，然后选择合适的余热回收技术进行利用。
例如，可以采用换热器、蒸汽发生器等设备来回收余热供能。
3. 能量转换和储存装置设计光伏发电产生的直流电需要转换为交流电并进行储存。
同时，余热回收利用设备产生的能量也需要进行转换和储存。
因此，设计中要考虑适当的能量转换和储存装置，如逆变器和蓄电池等。
4. 控制系统设计为了确保系统的稳定运行和高效利用，设计中还需要考虑控制系统。
通过合理的监测和控制手段，实现太阳能和余热的自动调节，保持系统的平衡和稳定。
三、系统运行效果分析该耦合系统设计的实施可以显著提高能源利用效果。
太阳能发电与供热系统耦合优化技术
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太阳能热力发电系统的优化设计与应用
太阳能热力发电系统的优化设计与应用第一章：引言太阳能热力发电系统是一种利用太阳能来产生电能的技术，其在环保方面、安全性方面和稳定性方面等方面具有巨大的优势。
然而，在太阳能热力发电系统的设计和应用中存在各种各样的问题和挑战。
为了更好地发挥太阳能热力发电系统的优势，本文对太阳能热力发电系统的优化设计和应用进行了研究和分析，以提高其能源利用效率和经济效益。
第二章：太阳能热力发电系统的结构太阳能热力发电系统一般由聚光器、热媒、锅炉、蒸汽轮机、发电机和辅助设备等组成。
其中，聚光器是将太阳辐射能集中到一个较小的区域来产生高温、高压的关键设备。
热媒则是通过聚光器将太阳能转化为热能的负责物质。
锅炉则用于将热媒中的热能传递给蒸汽轮机。
蒸汽轮机则将热媒中的热能转化为机械能来驱动发电机发电。
发电机则将机械能转化为电能。
辅助设备则包括输送系统、控制系统、冷却系统和保护系统等。
第三章：太阳能热力发电系统的优化设计太阳能热力发电系统的优化设计包括提高聚光器效率、改进热媒性能、提高发电效率和设计轮换让位方案等。
可通过以下几个方面进行优化设计：1.提高聚光器效率聚光器的效率决定着太阳能热力发电系统的整体效率。
因此，通过优化聚光器的设计和材料的选择来提高聚光器的效率是非常关键的。
常用的聚光器设计包括抛物面聚光器、凸面镜反射器和平面镜反射器等。
2.改进热媒性能热媒性能是影响太阳能热力发电系统能源转化效率的重要因素。
通过选择优质热媒和改善热媒的传热性能来提高系统的能源利用效率。
3.提高发电效率提高发电效率是太阳能热力发电系统优化设计中的重要部分。
可通过以下几个方面进行优化：（1）提高蒸汽轮机设计效率和运行效率；（2）优化锅炉和热媒系统的传热和传质性能；（3）改进发电机的设计和制造工艺。
4.设计轮换让位方案太阳能热力发电系统一般都需要进行维护和检修，因此，轮换让位方案的设计也是非常重要的。
通过合理的轮换让位方案来最大限度地减少系统停机时间和维护成本，提高系统的可靠性和稳定性。
光伏光热一体化系统设计与应用研究
光伏光热一体化系统设计与应用研究引言：随着能源需求的不断增长，传统能源资源的短缺和环境污染等问题日益凸显。
因此，可再生能源的利用显得尤为重要。
在可再生能源中，太阳能被广泛认可为最具潜力和可持续性的能源之一。
光伏光热一体化系统作为太阳能利用的一种重要形式，能够同时实现太阳能的光伏发电和光热利用，具有广阔的应用前景。
1. 光伏光热一体化系统概述光伏光热一体化系统是将光伏发电和光热利用两种利用形式有机结合的太阳能利用系统。
通过利用光伏模组转换太阳辐射为电能，同时利用光伏模组底部的热集热器将光伏模组余热转化为热能，实现光热联合利用。
该系统能够提高太阳能利用效率，增加能源利用效益。
2. 光伏光热一体化系统设计原理光伏光热一体化系统的设计原理关键是提高光伏模组的光电转换效率和底部热集热器的热能转化效率。
在光伏模组方面，采用高效转换效率的太阳能电池片和优化光伏模组结构设计能够提高光伏发电效率。
在底部热集热器方面，采用高效的热导体材料、优化集热器结构设计和合理的热传导路径，能够提高底部热集热器的热能转化效率。
同时，还需要合理设计光伏光热一体化系统的组织结构和运行控制策略，以实现系统的稳定和高效运行。
3. 光伏光热一体化系统的应用领域光伏光热一体化系统具有广泛的应用领域和市场前景。
首先，在建筑领域中，光伏光热一体化系统可以应用于建筑外立面、屋顶和阳台等空间，实现建筑物的能源自给自足；其次，在工业领域中，光伏光热一体化系统可以用于工业生产过程中的电力供应和热能供应；再次，在农业领域中，光伏光热一体化系统可以用于温室大棚的理想能源供应系统；最后，在区域供热领域中，光伏光热一体化系统可以用于地域集中供热，增强供热系统的可持续性和环保性能。
4. 光伏光热一体化系统的优势和挑战光伏光热一体化系统相比于单独的光伏发电系统和光热利用系统，具有以下优势：首先，它能够提高太阳能的利用效率，达到能源高效利用的目标；其次，通过光伏模组底部的热集热器，光伏光热一体化系统可以实现余热的回收和利用，提高能源利用效益；再次，光伏光热一体化系统具有较高的适应性和灵活性，可以根据需要进行组织结构和规模的调整，满足不同场景和需求。
一种太阳能供暖及余热综合利用系统[实用新型专利]
![一种太阳能供暖及余热综合利用系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/25c9048bcaaedd3382c4d33c.png)
专利名称：一种太阳能供暖及余热综合利用系统专利类型：实用新型专利
发明人：陈波,张云贺,李惠,王运明,陈聪聪
申请号：CN201620095626.X
申请日：20160128
公开号：CN205536093U
公开日：
20160831
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种太阳能供暖及余热综合利用系统，属于节能环保技术领域，该系统包括太阳能空气集热器、太阳能电池板、温差发电部分、自来水供应、控制中心、气体混合处理部分、太阳能储热部分、散热器、电加热部分和家用温水；温差发电部分与太阳能空气集热器、自来水供应、太阳能储热部分连接，太阳能储热部分与气体混合处理部分连接，气体混合处理部分经电加热部分与家用温水连接。
该系统不仅能够实现冬季供暖，还能够为家庭常年提供温水，同时又实现了自发电功能。
该系统的设计方案充分利用了太阳能，大大减少了对电网电能、燃气和煤等传统能源的消耗，体现了节能减排、绿色环保的理念。
申请人：大连大学
地址：116622 辽宁省大连市经济技术开发区学府大街10号
国籍：CN
代理机构：大连智高专利事务所(特殊普通合伙)
代理人：李猛
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“余热+光伏”能源互联技术及运用研究
“余热+光伏”能源互联技术及运用研究发布时间：2021-06-04T15:47:52.733Z 来源：《工程建设标准化》2021年3期作者：武东鑫[导读] 我国是能源大国同时也是能源的消耗大国。
传统的化石能源已经不能满足我国的能源需求武东鑫中石化新星河南新能源开发有限公司，河南郑州，457000摘要：我国是能源大国同时也是能源的消耗大国。
传统的化石能源已经不能满足我国的能源需求，这就需要提高可再生资源在能源消耗中的比例。
近年来，我国将水余热资源和太阳能资源进行结合，进而形成了"余热+光伏"能源互联技术，在实际应用中取得了一定的成效，这对于提高我国能源安全具有重要的意义。
因此，本文对“余热+光伏”能源互联技术及其运用进行研究，以期为我国新能源的发展提供参考。
关键词：能源互联技术；新能源；节能环保0引言近些年来，随着我国经济的不断发展，我国对能源的需求不断增加。
而能源本身也是经济发展的基础，而我国一直依赖化石能源，这也使我国长期处于化石能源进口的被动局面。
化石能源在使用过程中会对环境造成严重影响，因此，这些年来我国特别重视对可再生资源进行研究。
同时，随着全球气候变暖，极端天气不断出现，节能减排已经成为全球各国应对气候变化的重要手段。
为了降低对环境的影响就需要减少化石能源的使用，增加清洁能源的使用比例，这是世界各国主要研究的方向。
目前可再生资源的利用，主要面临着波动性与间接性的缺点，在实际使用过程中容易受到外部环境因素的影响，在与电力网络并网时也会对电网的电能质量和可靠性产生影响。
而能源互联技术就可以有效的应对这一问题，将各种清洁能源进行优化配置，实现取长补短协同供应，降低能源间歇性与波动性对电力系统的影响，提高了可再生能源的综合效益。
1能源互联技术能源互联技术的基础是能源互联网，能将可再生能源网络与配电网络相结合，利用先进的电子与信息技术，将大量分布式的再生能源进行储存并相互连接起来。
污水余热和太阳能光伏发电耦合的综合能源项目节能降碳分析计算秦帆
污水余热和太阳能光伏发电耦合的综合能源项目节能降碳分析计算秦帆发布时间：2023-06-30T09:02:43.063Z 来源：《中国电业与能源》2023年8期作者：秦帆[导读] 污水余热和太阳能光伏的耦合应用是综合能源项目领域的一种创新。
本文以实际工程项目为例，分析了污水源热泵和太阳能光伏发电的工作原理，设计计算了污水源热泵供暖热负荷和屋顶光伏发电负荷，并对光伏发电量和污水源热泵系统用电量进行了计算，得出年可节约电力和热力的具体值。
根据二氧化碳排放因子，计算得出对应的二氧化碳减排量，结果表面污水余热和太阳能光伏的耦合应用可以有效节约电力和热力，减少二氧化碳排放。
徐州市国有资产投资经营集团有限公司江苏省徐州市 221000摘要：污水余热和太阳能光伏的耦合应用是综合能源项目领域的一种创新。
本文以实际工程项目为例，分析了污水源热泵和太阳能光伏发电的工作原理，设计计算了污水源热泵供暖热负荷和屋顶光伏发电负荷，并对光伏发电量和污水源热泵系统用电量进行了计算，得出年可节约电力和热力的具体值。
根据二氧化碳排放因子，计算得出对应的二氧化碳减排量，结果表面污水余热和太阳能光伏的耦合应用可以有效节约电力和热力，减少二氧化碳排放。
关键词：污水余热；冬季采暖；光伏发电；节能量；降碳量Abstract：Sewage waste heat and solar photovoltaic coupling application is an innovation in the field of integrated energy projects. Taking the actual project as an example，this paper analyzes the working principle of sewage source heat pump and solar photovoltaic power generation，designs and calculates the winter heating load and roof photovoltaic power generation load of sewage source heat pump heating，and calculates the photovoltaic power generation and the electricity consumption of sewage source heat pump system，and obtains the specific value of electricity and heat that can be saved annually. According to the carbon dioxide emission factor，the corresponding carbon dioxide emission reduction is calculated. The result is that the coupling application of surface sewage waste heat and solar photovoltaic can effectively save electricity and heat and reduce carbon dioxide emission.Key words：Sewage waste heat；Winter heating；Photovoltaic power generation；Energy saving；Carbon reduction引言综合能源项目可以实现多能的一体化供应和高效化利用，国内进行了大量的应用[1-2]。
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发电余热与太阳能耦合增温系统设计与应用摘要：车库式干发酵沼气系统在冬季运行过程中，由于温度低而影响厌氧菌的活力，造成系统产气量大幅下降。
为保障其冬季稳定产气，试验以长江中下游地区为例设计出一套发电余热与太阳能耦合增温系统，对该系统增温热负荷、发电机组余热回收率、太阳能热效率等关键参数进行理论计算得出，系统的中温发酵最大负荷为1 月，负荷量为23 630.4MJ; 5—10月只需要太阳能供热就可基本实现中温发酵环境；11 —12月、1 —4月系统需要发电余热补充增温。
经工程试验表明，100 t物料在冬季由13.3 C增温到35.0 C,至少须提供热量17 680.6 MJ,系统经过10 d可实现库内物料中温发酵，并能够维持中温发酵水平。
关键词：发电余热；太阳能；设计；耦合；增温系统；热效率中图分类号：S2 1 0 . 7文献标志码：A 文章编号：1002-1302（2016）05-0380-03 近年来，随着农村能源开发利用政策的不断深入，沼气的开发利用也越来越受到重视。
但是，冬季环境温度低，使得冬季沼气的产量减少，严重影响沼气的生产。
因此，沼气生产必须在厌氧发酵过程中采取增温措施进行热量补充[1]。
目前，主要增温方式有生物质锅炉增温、太阳能增温、电加热锅炉增温、地源热泵增温等[2-3] ，单一增温方式的存在受天气影响大、成本较高、自动化程度低、受地理位置限制等缺点[4] ，而采用组合加热方式可解决这一缺点[5] 。
沼气发电余热加热实现了废弃资源的再利用，节能环保，且费用仅分别为燃气锅炉加热、太阳能加热方式的60%和12%[6] 。
太阳能为绿色能源，在长江中下游地区资源丰富，利用太阳能可减少污染的排放和能源消耗，是未来发展的重要方向[7] 。
本系统采用沼气发电余热和太阳能，设计出一套发电余热与太阳能为热源、采用电加热为辅助的沼气车库耦合增温系统，利用定温控制，通过太阳能集热系统完成热能的采集和传输，热水通过换热管对料液进行增温。
为预防太阳能增温的不稳定性和发电机偶然性故障，系统在蓄热水箱内设计电加热系统作为增温系统的外辅助增温，以提高增温系统整体稳定性[8]。
1耦合增温系统组成及工作原理增温系统由发电余热-太阳能耦合供热环路组成（图1），其中，发电余热热源与太阳能增温相互补充，最大利用太阳能热源，实现增温系统运行稳定。
发电余热-太阳能耦合系统作为增温系统中主要热量来源，通过发电余热与太阳能集热器耦合的方法为发酵库提供稳定的热量；发电机组内循环冷却水通过缸套水热交换器预热，外循环冷却水通过废气热交换器预热后进入蓄热水箱，实现热量交换[9] 。
阳光充足时，太阳能集热器收集热量，通过换热器与蓄热水箱进行热量互换，通过换热管实现对发酵物料的增温；太阳能不充分时，系统主要利用发电余热增温。
系统根据温度传感器所测值，通过控制阀门和循环泵来控制集热水箱、蓄热水箱和发酵库内热量交换，发酵库内换热方式采用盘管辐射散热。
增温系统蓄热水箱内设有电加热系统，作为增温系统稳定性的补充，当发酵库内物料产气率不高、发电余热增温不能满足需求、太阳能集热器水温在40 C以下时，电加热系统启动。
电加热设为手/ 自动联合控制方式，当发电机运行时，电加热系统关闭；发电机停止运行，开启电加热手动开关；当发酵库需要增温，太阳能集热器温度又低于40 C时，电加热开关自动闭合，电加热系统运行增温。
控制系统采用S7-200 可编程逻辑控制器（PLQ与力控组态软件结合，及时监控和采集发酵系统内数据。
2系统增温负荷量的计算2.1 发酵池增温负荷发酵池增温负荷是指在某一室外温度下，为达到要求的发酵池内温度，加热系统在一定时间内须向发酵池供给的热量。
干式发酵在发酵前3d进行有氧堆肥，自身内部将产生微生物热，因此，干式发酵库加温负荷主要有进料吸收热量、围护结构散热、沼液加热量和内部微生物热组成[10]，计算公式为：Q=Q1+Q2+Q3-Q4。
式中：Q为发酵库需要补充的能量，Q1为进料吸收热量，Q2为围护结构热损失，Q3为每日沼液喷淋后，沼液需加热的热量，Q4 为内部微生物自产热，单位均为MJ (下同)。
由于内部微生物自产热影响较小，所以不作考虑，从而计算公式为：Q=Q1+Q2+Q3。
2.1.1进料吸热量进料吸热量是指一定时间内使物料温度由进料温度升到适宜发酵温度所要补充的热量，计算公式为：Q1=M1CP( T-T1)。
式中：M1为进料质量，kg/月；CP 为进料热容量，kJ/ (kg?K); T为设计温度，C； T1为进料温度，C [5]。
表1为根据试验进料温度数据计算出的进料吸热量Q1 的数据2.1.2维护结构散热及沼液增温热量本发酵车库顶部储气采用带有弹性的红泥塑料，温室大棚双层保温，四壁采用100 mm 聚氨酯保温板，发酵库围护结构散热的计算公式为：Q2=KFA T。
式中：Q2为维护结构散热量；K为传热系数，W (m2?K); F为换热面积，m2;A T为室内外温差，C [11]。
系统运行时每天需要喷淋1次沼液，每次喷淋2 t，所以沼液达到中温所需要的热量Q3 见表2。
2.2太阳能集热系统热负荷太阳能加热系统通过集热管实现太阳能热量的采集和传输，由温度传感器定温控制，使集热器内热水通过温差循环泵与蓄热水箱进行换热。
增温系统中太阳能增温系统可以提供的热量计算公式为：Q太=ACx [JTX n x( 1-n L) ]/f。
式中：AC 为太阳能集热板面积，本系统采用真空管集热器，试验设计太阳能集热器面积为50 m2 ; JT为倾斜辐射量，MJ; n为集热器日平均集热效率，集热器设置方向为正南，倾角取45 ° [12]，日平均集热效率取55%; n L为管路及热水箱损失效率，系统取0.2[13]; f 为太阳能保证率[14]。
由表3可知，系统在1 ― 4月、1 1 ― 1 2月需要发电机补充的热量，每月日均补充热量分别是474.3、422.6、233.6、130.4、153.0、408.6 MJ，其他月份可利用太阳能加热实现沼气工程中温厌氧发酵。
2.3 沼气发电余热回收系统热负荷机组废气、烟气的热量可通过热交换系统进行热量回收，对发电余热的回收利用既可以实现沼气发电应用，又可以减少能源的浪费。
发酵库总容积为160 m3，原料体积占发酵池体积的70%，其中原料中固体占30%，液体占70%。
设计发酵温度取35 C,干物质产气率为0.3 m3/kg[15]，设计日理论产气量最少为100 m3,全部用于沼气发电，沼气中甲烷的质量分数约为60%，其余为二氧化碳和水等物质，按60%CH4 含量计算，1 m3沼气燃烧放热23.85 MJ,沼气燃烧可产生热量Q热=2 385 MJ;沼气发电与烟气回收产生的余热利用率约为45%,则每天发电余热回收为Q余=0.45 X Q热=1 073.3 MJ< 除去水箱和管道等散热损失，发电机组余热每日提供热量Q 剩=596.2 MJ[16-17]，这可以满足1 —4月、11 —12月份发电机每日需要补充的热量。
2.4 库内加热水管计算及系统选型发酵库采用循环增温系统，可经过多次循环实现库内中温发酵。
沼气发酵增温系统通常采用不锈钢管和PERT铝塑管。
不锈钢管导热系数入=15 W/ (m2?K), PERT管导热系入=0.48 W/( m2?K)[18];交换同量热量的条件下，PERT管换热长是不锈钢管长的10倍，不锈钢管价格却是PERTt的4〜5 倍。
因此，小型沼气工程可采用价格较高的不锈钢管，但在大中型沼气工程中，因供热面积大且需要均匀增温，同时尽可能减少初期投入，宜采用PERT管，根据库内容积4X 4X 10 m3、以底部为基准每根管路间距300 mm、发酵库壁铺设9根计算，共需要PERTf长度为250 m。
3增温系统控制器3.1 控制器程序设计沼气工程系统运行中，库内温度传感器将库内物料温度值传入PLC当温度》35 C时，发电机冷却水内循环，增温系统不工作，当温度[6]蒲小东，邓良伟，尹勇，等. 大中型沼气工程不同加热方式的经济效益分析[J]. 农业工程学报，2010，26(7)：281-284.[7]邱凌，梁勇，邓媛方，等. 太阳能双级增温沼气发酵系统的增温效果[J]. 农业工程学报，2011(增刊1)：166-171.[8]秦国栋，楼平，吴湘莲. 太阳能集热、空气源热泵和电加热并联式沼气发酵增温系统研究[J]. 中国农机化学报，2014，35（5）：187-191，194.[9]寇巍，郑磊，曲静霞，等. 太阳能与发电余热复合沼气增温系统设计[J]. 农业工程学报，2013，29（24）：211-217.[10]裴晓梅，石惠娴，朱洪光，等. 太阳能-沼液余热式热泵高温厌氧发酵加温系统[J]. 同济大学学报：自然科学版，2012，40（2）：292-296.[11]石惠娴，黄超，朱洪光，等. 基于热泵加温系统的沼气池经济保温层厚度确定[J]. 农业工程学报，2012，28（22）：215-221.[12]卢奇，周建伟. 全国主要城市晴天逐时太阳辐射强度与太阳能集热器最佳倾斜角度的模拟计算[J]. 建筑科学，2012，28（2）：22-26.[13]Processing，archiving and distributing earth science data[EB/OL]. [2015-02-10]. https ：//.[14]裴晓梅，张迪，石惠娴，等. 太阳能-地源热泵沼气池加热系统集热面积优化[J]. 农业机械学报，2011，42（1）：122-128.[15]石利军，黄淼，刘慧芬，等. 干物质浓度对牛粪秸秆厌氧发酵产沼气的影响[J]. 农机化研究，2013（8）：208-211，216.[16]王凤祥，李学刚，蒋贺. 振动炉排秸秆锅炉燃烧优化调整的正交试验及分析[J]. 吉林电力，2010，38（5）：37-39，47.[17]林敏. 北方寒冷地区居住区太阳能资源利用[J]. 山西建筑，2010，36（19）：237-238.[18]石惠娴，王卓，朱洪光，等. 太阳-空气源热泵耦合式沼气池加温系统设计[J]. 建筑节能，2010（10）：28-31.夏永泉，曾莎，李耀斌，等. 基于Android 平台的植物叶片病害区域提取系统设计与实现[J]. 江苏农业科学，2016，44（5）：383-386.。