CN203976806U - 一种太阳能助热式地上沼气装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能助热式地上沼气装置，它包括沼气罐（1）、太阳能集热器（2）、空气源热泵热水机组（3）、循环水箱（4）、供热水箱（5）和换热盘管（6），换热盘管（6）设置于沼气罐（1）内，在太阳辐射比较强时，利用太阳能集热器（2）收集太阳能，通过换热盘管（6）维持沼气罐（1）中温度稳定，在太阳辐射较小或无太阳辐射时，利用空气源热泵热水机组（3）生产热水维持沼气罐（1）中温度稳定。本实用新型的有益效果是：提供一种将空气源热泵热水装置与太阳能热水集热器联合运行的装置，能高效维持沼气发酵温度，使沼气发酵温度维持在较高的范围，从而解决太阳能集热负荷变化带来发酵温度波动的问题，运行可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能助热式地上沼气装置。
背景技术
生物质能是可再生能源的重要组成部分，且是唯一可以储存和运输的可再生能源，一直以来都受到国家的高度重视。特别是在能源枯竭和环境污染严重的当今时期，国家更是投入大量的资金和技术，加快生物质能的发展和建设。而在众多的生物质能开发和利用技术中，沼气作为一种清洁、高效、低成本的能源，在我国农村得到了广泛的应用。
沼气是有机物质在一定的温度、水分、酸碱度和厌氧条件下，经过多种微生物分解发酵产生的以甲烷为主的混合可燃气体，一般可利用人畜粪便、农作物秸秆、生活中的废弃物以及污水污泥等作为原料。因此，沼气的发展能够有效实现农业生产和农民生活的循环发展，极大的节约农村能源，是解决我国农村能源问题和减少节约型新农村的重要途径。
沼气的产量与发酵温度密切相关。据研究发现，在10℃~60℃范围内，沼气均能正常发酵产气，一般温度越高，微生物活动越旺盛，产气量也越高。而我国农村沼气工程，因受条件限制，一般采用常温发酵，存在产气率低、产气量不足等问题，特别是在冬春室外空气温度较低的情况。现在一般的解决方案是将太阳能热水集热器与沼气发酵装置联合使用，以提高沼气发酵温度。但由于太阳能本身的不稳定，太阳能热水集热器变化使得沼液温度波动较大，产气率仍然不高。
因此提高沼气的发酵温度是解决产气率低、产气量不足等问题的方法，具有非常重要的意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种运行可靠、维持沼气罐中温度稳定的太阳能助热式地上沼气装置。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种太阳能助热式地上沼气装置，它包括沼气罐、太阳能集热器、空气源热泵热水机组、循环水箱、供热水箱和换热盘管，换热盘管设置于沼气罐内，循环水箱设置有出水管A、进水管A、进水管B和出水管B，供热水箱设置有出水管C、出水管D、出水管E、水管C、进水管D和进水管E，循环水箱的出水管A通过温差循环水泵连接太阳能集热器的冷水进水管，太阳能集热器的热水出水管连接循环水箱的进水管B，循环水箱的出水管B通过管路连接供热水箱的进水管C，供热水箱的出水管C通过水箱循环水泵连接循环水箱的进水管A，供热水箱的出水管E通过热泵循环水泵连接空气源热泵热水机组的冷水进水管，空气源热泵热水机组的热水出水管连接供热水箱的进水管D，供热水箱的出水管D通过管道循环水泵连接换热盘管的进水口，换热盘管的出水口连接供热水箱的进水管E。
所述的出水管A与进水管A对称分设在循环水箱下部侧壁的两侧，进水管B设置在循环水箱的顶端，出水管B设置在循环水箱的上部侧壁，出水管C和出水管D对称分设在供热水箱下部侧壁的两侧，出水管E设置在供热水箱的中部侧壁，进水管C和进水管D对称分设在供热水箱上部侧壁的两侧，进水管E设置在供热水箱的底部，且进水管E靠近出水管C。
它包括两个太阳能集热器，温差循环水泵的出水口通过两个支路分别连接两个太阳能集热器的冷水进水管，两个太阳能集热器的热水出水管汇合后连接循环水箱的进水管B。
所述的太阳能集热器的热水出水管上设置有温度传感器A，太阳能集热器的冷水进水管上设置有温度传感器B，循环水箱内设置有温度传感器C，供热水箱内设置有温度传感器D，连接换热盘管的出水口与供热水箱的进水管E的管路上设置有温度传感器E，所述的太阳能助热式地上沼气装置还包括控制器和显示屏，温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C、温度传感器D、温度传感器E和显示屏均与控制器电连接，控制器还通过线路连接空气源热泵热水机组、热泵循环水泵、管道循环水泵、水箱循环水泵和温差循环水泵。
所述的沼气罐设有进料口和出料口，沼气罐的外壁设有一层保温层。
本实用新型具有以下优点：
针对当前太阳加热制取沼气装置普遍存在沼气发酵温度不稳定造成产气率低和产气量不足等问题，提供一种将空气源热泵热水装置与太阳能热水集热器联合运行的装置，能高效维持沼气发酵温度，使沼气发酵温度维持在较高的范围，从而解决太阳能集热负荷变化带来发酵温度波动的问题，运行可靠。
在白天太阳辐射比较强时，利用太阳能集热器收集太阳能，借助热水循环管路，通过换热盘管，将热量传递到沼气池中，以维持沼气发酵温度在较高的水平；而在夜间无太阳辐射或在白天太阳能辐射比较弱时，利用空气源热泵热水机组生产热水，借助热水循环管路，通过换热盘管，将热量传递到沼气池中，以维持沼气发酵温度在较高的水平。从而保证沼气装置，在阴雨天或室外气温较低时，产气量和产气率能维持在较高的水平。从而实现不仅能够在太阳辐射比较强时，利用太阳能集热器收集太阳能，通过换热盘管维持沼气罐中温度稳定，而且能够在太阳辐射较小或无太阳辐射时，利用空气源热泵热水机组生产热水，以维持沼气罐中温度稳定。
附图说明
图1 为本实用新型的结构示意图
图中，1-沼气罐，2-太阳能集热器，3-空气源热泵热水机组，4-循环水箱，5-供热水箱，6-换热盘管，7-出水管A，8-进水管A，9-进水管B，10-出水管B，11-出水管C，12-出水管D，13-出水管E，14-进水管C，15-进水管D，16-进水管E，17-温度传感器A，18-温度传感器B，19-温度传感器C，20-温度传感器D，21-温度传感器E，22-温差循环水泵，23-水箱循环水泵，24-热泵循环水泵，25-管道循环水泵，26-进料口，27-出料口，28-保温层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述：
如图1所示，一种太阳能助热式地上沼气装置，它包括沼气罐1、太阳能集热器2、空气源热泵热水机组3、循环水箱4、供热水箱5和换热盘管6，换热盘管6设置于沼气罐1内，循环水箱4的下部侧壁设置有出水管A7和进水管A8，优选的，出水管A7与进水管A8对称分设在循环水箱4的两侧，循环水箱4的顶端设置有进水管B9，循环水箱4的上部侧壁设置有出水管B10，供热水箱5的下部侧壁设置有出水管C11和出水管D12，优选的，出水管C11和出水管D12对称分设在供热水箱5的两侧，供热水箱5的中部侧壁设置有出水管E13，供热水箱5的上部侧壁设置有进水管C14和进水管D15，优选的，进水管C14和进水管D15对称分设在供热水箱5的两侧，供热水箱5的底部设置有进水管E16，且进水管E16靠近出水管C11，循环水箱4的出水管A7通过温差循环水泵22连接太阳能集热器2的冷水进水管，太阳能集热器2的热水出水管连接循环水箱4的进水管B9，循环水箱4的出水管B10通过管路连接供热水箱5的进水管C14，供热水箱5的出水管C11通过水箱循环水泵23连接循环水箱4的进水管A8，供热水箱5的出水管E13通过热泵循环水泵24连接空气源热泵热水机组3的冷水进水管，空气源热泵热水机组3的热水出水管连接供热水箱5的进水管D15，供热水箱5的出水管D12通过管道循环水泵25连接换热盘管6的进水口，换热盘管6的出水口连接供热水箱5的进水管E16。
它包括两个太阳能集热器2，温差循环水泵22的出水口通过两个支路分别连接两个太阳能集热器2的冷水进水管，两个太阳能集热器2的热水出水管汇合后连接循环水箱4的进水管B9。
所述的太阳能集热器2的热水出水管上设置有温度传感器A17，太阳能集热器2的冷水进水管上设置有温度传感器B18，循环水箱4内设置有温度传感器C19，供热水箱5内设置有温度传感器D20，连接换热盘管6的出水口与供热水箱5的进水管E16的管路上设置有温度传感器E21，所述的太阳能助热式地上沼气装置还包括控制器和显示屏，温度传感器A17、温度传感器B18、温度传感器C19、温度传感器D20、温度传感器E21和显示屏均与控制器电连接，控制器还通过线路连接空气源热泵热水机组3、热泵循环水泵24、管道循环水泵25、水箱循环水泵23和温差循环水泵22，通过显示屏能够实时监测装置各个节点的温度，当日照充足时，温度传感器A17测得的温度较高，从而控制器通过降低空气源热泵热水机组3功率，甚至停止空气源热泵热水机组3的工作，同时提高水箱循环水泵23、温差循环水泵22的转速，从而主要由太阳能集热器2为换热盘管6提供热水；当日照不充足时，温度传感器A17测得的温度较低，从而控制器通过提高空气源热泵热水机组3功率、提高热泵循环水泵24的转速，从而主要由空气源热泵热水机组3为换热盘管6提供热水。从而达到了不仅能够在太阳辐射比较强时，利用太阳能集热器2收集太阳能，通过换热盘管6维持沼气罐1中温度稳定，而且能够在太阳辐射较小或无太阳辐射时，利用空气源热泵热水机组3生产热水，以维持沼气罐1中发酵温度稳定。
所述的沼气罐1设有进料口26和出料口27，沼气罐1的外壁设有一层保温层28。
Claims (5)
1.一种太阳能助热式地上沼气装置，其特征在于：它包括沼气罐（1）、太阳能集热器（2）、空气源热泵热水机组（3）、循环水箱（4）、供热水箱（5）和换热盘管（6），换热盘管（6）设置于沼气罐（1）内，循环水箱（4）设置有出水管A（7）、进水管A（8）、进水管B（9）和出水管B（10），供热水箱（5）设置有出水管C（11）、出水管D（12）、出水管E（13）、水管C、进水管D（15）和进水管E（16），循环水箱（4）的出水管A（7）通过温差循环水泵（22）连接太阳能集热器（2）的冷水进水管，太阳能集热器（2）的热水出水管连接循环水箱（4）的进水管B（9），循环水箱（4）的出水管B（10）通过管路连接供热水箱（5）的进水管C（14），供热水箱（5）的出水管C（11）通过水箱循环水泵（23）连接循环水箱（4）的进水管A（8），供热水箱（5）的出水管E（13）通过热泵循环水泵（24）连接空气源热泵热水机组（3）的冷水进水管，空气源热泵热水机组（3）的热水出水管连接供热水箱（5）的进水管D（15），供热水箱（5）的出水管D（12）通过管道循环水泵（25）连接换热盘管（6）的进水口，换热盘管（6）的出水口连接供热水箱（5）的进水管E（16）。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能助热式地上沼气装置，其特征在于：所述的出水管A（7）与进水管A（8）对称分设在循环水箱（4）下部侧壁的两侧，进水管B（9）设置在循环水箱（4）的顶端，出水管B（10）设置在循环水箱（4）的上部侧壁，出水管C（11）和出水管D（12）对称分设在供热水箱（5）下部侧壁的两侧，出水管E（13）设置在供热水箱（5）的中部侧壁，进水管C（14）和进水管D（15）对称分设在供热水箱（5）上部侧壁的两侧，进水管E（16）设置在供热水箱（5）的底部，且进水管E（16）靠近出水管C（11）。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能助热式地上沼气装置，其特征在于：它包括两个太阳能集热器（2），温差循环水泵（22）的出水口通过两个支路分别连接两个太阳能集热器（2）的冷水进水管，两个太阳能集热器（2）的热水出水管汇合后连接循环水箱（4）的进水管B（9）。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能助热式地上沼气装置，其特征在于：所述的太阳能集热器（2）的热水出水管上设置有温度传感器A（17），太阳能集热器（2）的冷水进水管上设置有温度传感器B（18），循环水箱（4）内设置有温度传感器C（19），供热水箱（5）内设置有温度传感器D（20），连接换热盘管（6）的出水口与供热水箱（5）的进水管E（16）的管路上设置有温度传感器E（21），所述的太阳能助热式地上沼气装置还包括控制器和显示屏，温度传感器A（17）、温度传感器B（18）、温度传感器C（19）、温度传感器D（20）、温度传感器E（21）和显示屏均与控制器电连接，控制器还通过线路连接空气源热泵热水机组（3）、热泵循环水泵（24）、管道循环水泵（25）、水箱循环水泵（23）和温差循环水泵（22）。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能助热式地上沼气装置，其特征在于：所述的沼气罐（1）设有进料口（26）和出料口（27），沼气罐（1）的外壁设有一层保温层（28）。
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