CN216550401U - 一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置，涉及沼气设备领域。包括罐体，所述罐体上设置有进料管和出渣口，所述罐体上设置有蓄热层，所述蓄热层外设置有用于收集太阳能的集热层。太阳能辐射的热量首先被罐体最外侧的集热层收集，然后传递给蓄热层，蓄热层吸收热量并储存一定的热量，然后再传递给罐体，提高罐体内沼液的温度，提高低温季节时沼液的产气效率；同事在夜晚温度较低时，蓄热层能够释放热量，减小昼夜温差，有效地提高产气效率。
Description
技术领域
本申请涉及沼气设备领域，尤其是涉及一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置。
背景技术
目前沼气工程利用农业农村废弃物（包括秸秆、家禽、畜禽粪便等）并通过生化作用产生沼气，为生产生活提供清洁燃料。沼气工程的科学发展可减少有害物质和污染物的排放，改善农业生态环境。沼气作为一种具有较高燃值的清洁燃料，在我国具有良好的经济效益和环境效益。
然而，在沼气装置设备设施在应用过程中出现以下问题，沼液发酵环境受季节变化和气温波动影响很大，造成低温季节发酵程度不充分，产气效率低。
发明内容
为了提高产气效率，本申请提供一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置。
本申请提供的一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置，采用如下的技术方案：
一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置，包括罐体，所述罐体上设置有进料管和出渣口，所述罐体上设置有蓄热层，所述蓄热层外设置有用于收集太阳能的集热层。
通过采用上述技术方案，太阳能辐射的热量首先被罐体最外侧的集热层收集，然后传递给蓄热层，蓄热层吸收热量并储存一定的热量，然后再传递给罐体，提高罐体内沼液的温度，提高低温季节时沼液的产气效率；同时在夜晚温度较低时，蓄热层能够释放热量，减小昼夜温差，有效地提高产气效率。
可选的，所述蓄热层采用无机纳米材料或石蜡制成。
通过采用上述技术方案，无机纳米材料或石蜡是良好的相变储热材料，当白天温度较高时，石蜡融化吸热，将对于的热量储存起来；当夜晚温度较低时，石蜡凝固放热，提高沼液温度，进而提高放气效率。
可选的，所述集热层包括若干的集热孔。
通过采用上述技术方案，集热孔的设置，增加了集热层的受热面积，提高集热效果。
可选的，所述集热层与蓄热层之间设置有用于传递热量的导热层。
通过采用上述技术方案，导热层的设置，起到传递热量的作用，使得集热层的热量较为均匀地传递给蓄热层。
可选的，所述导热层设置为空气层。
通过采用上述技术方案，集热层收集的热量，传递给空气层，因罐体为圆形，受到太阳照射的一侧温度较高，使得该侧空气层的局部温度较大，而远离此处的温度较低，使得空气层内的空气形成对流，使得集热层的热量能够均匀的传递到蓄热层；同时空气层也能够起到热量隔绝的作用，减小夜间蓄热层放热时传递至外界的热量。
可选的，所述罐体上设置有循环管路，所述循环管路的两端均与罐体连通，所述循环管路上连通设置有水泵。
通过采用上述技术方案，工作时，启动水泵，水泵将罐体内的沼液从循环管道的一端输送至另一端，然后再进入罐体内，形成水力搅拌的效果，提高罐体内沼液分布的均匀性，提高产气效率。
可选的，所述循环管路的一端与罐体的底部连通，且循环管路的另一端位于罐体的上部。
通过采用上述技术方案，使得罐体的底部沼液与上层沼液混合，提高混合效果。
可选的，所述进料管上设置有用于遮蔽进料管管口的密封帽。
通过采用上述技术方案，密封帽的设置，起到预防沼气从进料管泄漏的作用。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1. 太阳能辐射的热量首先被罐体最外侧的集热层收集，然后传递给蓄热层，蓄热层吸收热量并储存一定的热量，然后再传递给罐体，提高罐体内沼液的温度，提高低温季节时沼液的产气效率；同时在夜晚温度较低时，蓄热层能够释放热量，减小昼夜温差，有效地提高产气效率；
2. 集热层收集的热量，传递给空气层，因罐体为圆形，受到太阳照射的一侧温度较高，使得该侧空气层的局部温度较大，而远离此处的温度较低，使得空气层内的空气形成对流，使得集热层的热量能够均匀的传递到蓄热层；同时空气层也能够起到热量隔绝的作用，减小夜间蓄热层放热时传递至外界的热量；
3. 工作时，启动水泵，水泵将罐体内的沼液从循环管道的一端输送至另一端，然后再进入罐体内，形成水力搅拌的效果，提高罐体内沼液分布的均匀性，提高产气效率。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图；
图2是本申请实施例集热层的结构示意图。
附图标记说明：1、罐体；11、出渣口；12、出气管；2、进料管；21、密封帽；3、循环管路；31、水泵；4、蓄热层；5、集热层；51、集热孔；6、导热层。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置。
参照图1，一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置，包括罐体1，罐体1为封闭的桶体结构，罐体1的横截面积可以为圆形、椭圆形、矩形或其他形状均可。罐体1上设置有进料管2，进料管2插设于罐体1的顶壁，进料管2的一端深入罐体1内，且没入沼液液面的下方，以防止沼气从进料管2出排出。进料管2的管口上设置有用于遮蔽进料管2的密封帽21，预防沼气从进料管2处外泄。
参照图1，罐体1上设置有出渣口11，出渣口11设置在罐体1侧壁的底部，便于排出罐体1内的残渣；出渣口11处设置有密封盖（图中未标示），用于封闭出渣口11。罐体1上连通有出气管12，且出气管12设置在罐体1的顶壁上，罐体1内产生的沼气通过出气管12接入用户输配管路。
参照图1，罐体1上设置有循环管路3，循环管路3的两端均与罐体1连通，循环管路3上连通设置有水泵31。循环管路3的一端与罐体1的底部连通，且循环管路3的另一端位于罐体1的上部。水泵31工作，使得罐体1的下层沼液与上层沼液混合，到达水力搅拌的效果，提高沼液分布的均匀性。
参照图1，罐体1上设置有蓄热层4，蓄热层4包裹整个罐体1的外侧壁，蓄热层4采用无机纳米材料或石蜡制成。无机纳米材料或石蜡是良好的相变储热材料，当白天温度较高时，石蜡融化吸热，将对于的热量储存起来；当夜晚温度较低时，石蜡凝固放热，提高沼液温度，进而提高放气效率。
参照图1、图2，蓄热层4外设置有用于收集太阳能的集热层5，集热层5采用铝片制成。集热层5包括若干的集热孔51，集热层5为蜂窝状；集热孔51为正六边形孔，提高结构强度，减小铝板的使用。
参照图1，集热层5与蓄热层4之间设置有用于传递热量的导热层6，导热层6设置为空气层。集热层5与蓄热层4之间设置为封闭的空腔，空腔内充有空气。
集热层5收集的热量，传递给空气层，罐体1受到太阳照射的一侧温度较高，使得该侧空气层的局部温度较大，而远离此处的温度较低，使得空气层内的空气形成对流，使得集热层5的热量能够均匀的传递到蓄热层4；同时空气层也能够起到热量隔绝的作用，减小夜间蓄热层4放热时传递至外界的热量。
本申请实施例的实施原理为：太阳能辐射的热量首先被罐体1最外侧的集热层5收集，然后传递给空气层，通过空气层，均匀地将热量传递给整个蓄热层4，蓄热层4吸收热量并储存一定的热量，然后再传递给罐体1，提高罐体1内沼液的温度，提高低温季节时沼液的产气效率。同时在夜晚温度较低时，蓄热层4能够释放热量，减小昼夜温差，有效地提高产气效率。
通过设置蓄热层4和集热层5实现对太阳能被动式利用和积蓄，不需要额外动力辅助；通过设置空气层增强了沼气发酵装置的保温能力，也实现了集热层5和蓄热层4之间的高效热量传递；通过上述方案能够防止由于气温下降引起沼气产气效率下降问题的出现，实现全年沼液发酵环境的稳定。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置，包括罐体(1)，所述罐体(1)上设置有进料管(2)和出渣口(11)，其特征在于：所述罐体(1)上设置有蓄热层(4)，所述蓄热层(4)外设置有用于收集太阳能的集热层(5)；所述集热层(5)与蓄热层(4)之间设置有用于传递热量的导热层(6)。
2.根据权利要求1所述的一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置，其特征在于：所述蓄热层(4)采用无机纳米材料或石蜡制成。
3.根据权利要求1所述的一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置，其特征在于：所述集热层(5)包括若干的集热孔(51)。
4.根据权利要求1所述的一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置，其特征在于：所述导热层(6)设置为空气层。
5.根据权利要求1所述的一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置，其特征在于：所述罐体(1)上设置有循环管路(3)，所述循环管路(3)的两端均与罐体(1)连通，所述循环管路(3)上连通设置有水泵(31)。
6.根据权利要求5所述的一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置，其特征在于：所述循环管路(3)的一端与罐体(1)的底部连通，且循环管路(3)的另一端位于罐体(1)的上部。
7.根据权利要求1所述的一种被动式太阳能利用结合相变蓄能的沼气发酵装置，其特征在于：所述进料管(2)上设置有用于遮蔽进料管(2)管口的密封帽(21)。
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|---|---|---|---|---|
| CN113308346A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-08-27 | 四川大学 | 一种沼气发酵罐及沼气系统 |
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- 2021-10-12 CN CN202122456851.5U patent/CN216550401U/zh not_active Expired - Fee Related
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