CN101560465A - 北方沼气厌氧发酵联合加热系统 - Google Patents

北方沼气厌氧发酵联合加热系统 Download PDF

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李文哲
王丽丽
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Abstract

北方沼气厌氧发酵联合加热系统属于沼气发酵设备；本联合加热系统由沼气发酵太阳能加热系统和风力发电加热系统组成，其中沼气发酵风力发电加热系统包括风力发电机、蓄电池、逆变器和电加热器，导线分别将其依次连通，电加热器出水管两端分别连接在电加热器出水口和水箱入水口上，电加热器回水管两端分别连接在水箱出水口和电加热器入水口上；本系统利用太阳能与风力发电电能两种可再生能源相结合对沼气发酵装置进行能量恒定供应，具有结构简单、操作方便、作业质量好、使用可靠、故障少的特点，尤其适合高寒地区沼气发酵装置安装使用，适应能力强。

Description

北方沼气厌氧发酵联合加热系统
技术领域
本发明属于沼气发酵设备，主要涉及沼气发酵的太阳能及风力电能联合加热系统。
背景技术
当今社会能源和环保问题已经成为两大突出问题，在不可再生能源日益减少的情况下，人们开始寻求最大限度的利用生物质资源补充能源的不足，并且可以在生物质资源利用的同时消除对环境的污染。沼气厌氧发酵是一种能将废弃物变为能源并进行无害化处理的技术，而沼气厌氧发酵需要一定的温度，所以在沼气厌氧发酵过程中必须要对沼气厌氧发酵系统进行加热，以维持较高的产气率。但目前的沼气厌氧发酵加热系统的热能主要来源于燃煤锅炉，也有部分沼气工程采用太阳能作为热量供应形式。这样就出现了一方面生产新能源沼气，另一方面还要消耗一部分不可再生能源的现象。当只用太阳能作为热供应形式时，由于我国一年四季可利用的太阳能资源变化较大，特别是我国的北方地区冬季气温低，加热耗费的热量相对较多，而可利用太阳能却较少，出现了北方地区冬季和夏季供能和用能的严重失调，冬季沼气发酵产气量大幅下降，甚至出现不能正常工作的现象，影响了沼气在寒冷北方地区的推广应用，成为一亟待解决的问题。
发明内容
本发明创造的目的就是针对上述已有技术存在的问题和我国北方地区的气候特点，设计提供一种完全采用新能源实现全年能量恒定供应的北方沼气厌氧发酵联合加热系统，达到全年能量的恒定供应和不耗费其他能源的目的。
本发明的基本设计是，北方沼气厌氧发酵联合加热系统包括由太阳能集热器、换热器、换热器回水管、沼气发酵装置、原料预热升温器、水箱组装构成的沼气发酵太阳能加热系统，该联合加热系统还包括由风力发电机、蓄电池、逆变器和电加热器构成的沼气发酵风力发电电加热系统，第一导线、第二导线和第三导线分别将风力发电机与蓄电池、蓄电池与逆变器和逆变器与电加热器接通，电加热器出水管两端分别连接在电加热器出水口和水箱入水口上，电加热器回水管两端分别连接在水箱出水口和电加热器入水口上。
本发明创造具有以下特点：全部采用新能源作为加热热源，将太阳能和风能两种能源相结合共同维持沼气的恒温发酵，全年能量恒定供应，结构简单，操作简便，作业质量好，作业可靠，故障少。
附图说明
附图是北方沼气厌氧发酵联合加热系统总体配置结构示意图。
图中件号说明：
1、太阳能集热器、2、换热器、3、换热器回水管、4、电磁开关阀A、5、电磁开关阀B、6、电加热器回水管、7、风力发电机、8、蓄电池、9、逆变器、10、电加热器、11、电加热器出水管、12、沼气发酵装置、13、原料预热升温器、14、水箱、15、沼气发酵太阳能加热系统、16、沼气发酵风力发电电加热系统、17、第一导线、18、第二导线、19、第三导线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明最佳实施方案进行详细描述。北方沼气厌氧发酵联合加热系统包括由太阳能集热器1、换热器2、换热器回水管3、沼气发酵装置12、原料预热升温器13、水箱14组装构成的沼气发酵太阳能加热系统15，该联合加热系统还包括由风力发电机7、蓄电池8、逆变器9和电加热器10构成的沼气发酵风力发电电加热系统16，第一导线17、第二导线18和第三导线19分别将风力发电机7与蓄电池8、蓄电池8与逆变器9和逆变器9与电加热器10接通，电加热器出水管11两端分别连接在电加热器10出水口和水箱14入水口上，电加热器回水管6两端分别连接在水箱14出水口和电加热器10入水口上。在电加热器回水管6上配装电磁开关阀B5。在换热器回水管3上配装电磁开关阀A4。
作业时，太阳能集热器1收集来的热量通过换热器2储存到水箱14内，风力发电机7产生的电能储存在蓄电池8内，之后根据需要通过逆变器9将直流电转换为交流电供给电加热器10加热水箱14内的水，水箱14内的热水输送到原料预热升温器13和沼气发酵装置12的加热系统内，用来维持沼气厌氧发酵装置14进行全年的恒温发酵，而不需要补充其他能源。夜间或冬季阳光不足使用时，可关闭换热器回水管3上的电磁开关阀A4；白天阳光充足时，可关闭电加热器回水管6上的电磁开关阀B5，风力发电机7发出的电能储存到蓄电池8内备用。也可以同时打开电磁开关A、B，共同对沼气发酵装置12进行加热。其中换热器2、蓄电池8、逆变器9、电加热器10和水箱14位于室内，太阳能集热器1和风力发电机7位于室外，沼气发酵装置12既可以在室内也可以在室外。本沼气厌氧发酵联合加热系统将太阳能和风能联合起来对沼气厌氧发酵装置进行加热，实现一年四季能量的恒定供应，并不耗费其他能源。

Claims (3)

1、一种北方沼气厌氧发酵联合加热系统，包括由太阳能集热器(1)、换热器(2)、换热器回水管(3)、沼气发酵装置(12)、原料预热升温器(13)、水箱(14)组装构成的沼气发酵太阳能加热系统(15)，其特征在于该联合加热系统还包括由风力发电机(7)、蓄电池(8)、逆变器(9)和电加热器(10)构成的沼气发酵风力发电电加热系统(16)，第一导线(17)、第二导线(18)和第三导线(19)分别将风力发电机(7)与蓄电池(8)、蓄电池(8)与逆变器(9)和逆变器(9)与电加热器(10)接通，电加热器出水管(11)两端分别连接在电加热器(10)出水口和水箱(14)入水口上，电加热器回水管(6)两端分别连接在水箱(14)出水口和电加热器(10)入水口上。
2、根据权利要求1所述的北方沼气厌氧发酵联合加热系统，其特征在于在电加热器回水管(6)上配装电磁开关阀B(5)。
3、根据权利要求1所述的北方沼气厌氧发酵联合加热系统，其特征在于在换热器回水管(3)上配装电磁开关阀A(4)。
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