能源是人类赖以生存的重要资源之一。然而能源的短缺已成为世界性问题,特别是可再生能源的短缺更显突出。化石能源的不断减少,导致其价格不断上涨。随着社会主义新农村建设的深入开展,广大寒区农民迫切要求解决牲畜粪便污染、改善居住环境、提高用能品质和方式,降低生活用能费用等问题。为此,本文提出建设寒区高效小型沼气工程,以解决上述问题。温度是制约沼气发酵的重要因素之一,北方寒区因为冬季气候寒冷,沼气发展受到一定制约。本文采用燃池为沼气池增温的方式,使沼气池达到了中温发酵,在满足了农户生活用能的同时还为猪舍提供了一个良好的温度环境,为田地提供了优质、高效的有机肥,一举多得。因此设计适合寒区的高效小型沼气工程势在必行。本课题选择黑龙江省拜泉县为试验基地,选择一农户为试验对象,为其设计小型沼气工程。该农户房屋住宅面积为100m~2,通过热能计算设计沼气池的容积为108m~3,发酵温度为25～30℃,产气率为0.4m~3/(m~3·d),燃池为其增温方式。利用假设方法与传热学原理设计燃池的容积为108m~3。在燃池与沼气池中共布置了13个温度测试点,通过传感系统将测试温度自动传输到计算机上并保存,利用沼气流量计测试每天产气量并通过传感系统自动传输到计算机上并保存。通过对所测数据进行处理与比较得到以下结论:本课题通过理论设计与实践测试,获得了大量有价值的数据,通过对数据的处理与分析,为北方寒区高效小型沼气工程的设计提供了理论与实践依据,现阐述如下:1.燃池在启动15天左右时,进入稳定运行状态,沼气池的稳定性比燃池好;2.通过控制燃池燃料的密实度、含水率和通风速度来控制燃池的燃烧速度及温度,进而控制沼气池的发酵温度;3.在高寒地区建设高效小型沼气工程可满足农户的冬季取暖或夏季照明、炊事所需能源,提高了农户用能品质,为猪的生长提供了良好的温度环境;4.此工程具有良好的经济、生态和社会效益;5.此工程填补了黑龙江省空白,可为类似地区提供一种成功推广模式。