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: 04660273
• 负责人: 関 平和
• 金额: $ 0.9万
• 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: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04660273/
• 关键词: 堆肥化; 発酵熱; 熱回収; 温室暖房; エネルギー変換; エクセルギー

施設農業用の代替エネルギー源の一つとして、農畜産系廃棄物の堆肥化過程で発生する代謝熱(堆肥発酵熱)に着目し、その温室暖房への有効利用システムの開発を目的に、以下の実験的・理論的検討を行った。1)堆肥化過程におけるエネルギー変換構造の解明 堆肥化過程は燃料である堆肥材料の持つ化学エネルギーが微生物によって熱エルギーの変換される過程である。そこで、堆肥槽を完全混合槽と仮定した場合のエネルギー収支式、エクセルギー収支式を導いた。それを用いた計算結果によれば、堆肥発酵熱回収操作のエクセルギー効率は最大10%であることが分かった。2)試作熱交換器による堆肥発酵熱回収実験 円筒型のステンレス製容器(容積約200)の内壁に巻いた蛇管による内部熱交換と、槽上部に設置した凝縮器による外部熱交換を併用した「熱交換器付き堆肥槽」を試作し、発酵熱回収実験を行った。その結果、熱交換のエンタルピー効率は約20%、エクセルギー効率は0.4〜0.8%であった。凝縮器を改良すればエクセルギー効率をより高め得るものと思われた。また、通気に必要な動力など外部からの投入エネルギーがどの程度有効な熱エネルギーの生産に寄与したかを知るための指標としてエクセルギー効率を用いるのが最適であることが分かった。3)温室環境の解析と暖房負荷の解析 温室が3つのサブシステム(温室の空間部分、植物層、土壌層)から構成されると考えて、個体数動力学と輸送現象論を組み合せた新しい環境解析プログラムを開発した。しかし、このプログラムを用いての暖房負荷の計算は今後の課題として残された。

The following theoretical discussions were carried out on the development of effective utilization systems in greenhouse buildings in order to establish a new source of agricultural substitution and the metabolic heat (compost heat) generated during composting of agricultural and livestock wastes. 1) Composting process: the process of chemical production of compost materials, the process of microbial production, and the process of thermal transformation. The compost tank is completely mixed with the compost tank and the compost tank is mixed with the compost tank. The results of the calculation are as follows: The maximum recovery rate of compost is 10%. 2)The heat exchanger is used for composting heat recovery. The cylindrical heat recovery system is used for making containers (capacity about 200). The inner wall of the container is equipped with a coil pipe. The condenser is installed at the upper part of the tank. The external heat exchange system is used for heat exchanger and composting tank. As a result, the heat exchange efficiency is about 20%, and the heat exchange efficiency is 0.4 ~ 0.8%. The condenser has a high efficiency. For example, if the temperature of the air is too high, the temperature of the air is too low, and the temperature of the air is too high, the temperature of the air is too high. 3)Analysis of greenhouse environment and greenhouse load analysis of greenhouse structure (greenhouse space part, plant layer, soil layer) from the composition of the study, individual dynamics and transport phenomenon theory of the combination of new environmental analysis of the development of the system. The calculation of greenhouse load is a problem in the future.

项目成果

関 平和・小森 友明: "堆肥発酵熱回収操作のエンタルピー及びエクセルギー効率についてーサーモウェル型熱交換器による熱回収実験ー" 日本農業気象学会北陸支部会誌. 18. (1993)

Heiwa Seki和Tomoaki Komori：“堆肥发酵热回收操作的热函和火用效率-使用热电偶套管式热交换器的热回收实验”日本农业气象学会北陆分会杂志18。（1993）。

関 平和・小森 友明: "堆肥化過程におけるエネルギー変換構造" 農業気象. 48. 225-235 (1992)

Heiwa Seki 和 Tomoaki Komori：“堆肥过程中的能量转换结构”农业气象学 48. 225-235 (1992)。