一種太陽能蓄熱、沼氣生產(chǎn)、大棚種植一體化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種太陽能蓄熱、沼氣生產(chǎn)、大棚種植一體化系統(tǒng)，能夠充分的利用太陽能維持沼氣池內(nèi)的溫度。包括若干個大棚基地，大棚基地下方設有至少兩個沼氣池，大棚基地一側(cè)設有進料口、一側(cè)設有出料口，沼氣池與太陽能加熱裝置相連。本實用新型利用太陽能加熱裝置吸收太陽能進行加熱，之后將熱量傳遞至沼氣池，同時充分利用大棚基地的保溫作用，使得沼氣池內(nèi)的溫度合理分布，即使在寒冷天氣，也可以保證沼氣的高效發(fā)酵。
【專利說明】一種太陽能蓄熱、沼氣生產(chǎn)、大棚種植一體化系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種沼氣利用系統(tǒng)，具體涉涉及一種寒冷溫度下的沼氣利用系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]戶用沼氣作為一種歷史悠久的生物質(zhì)能利用技術已經(jīng)得到了廣泛利用，但在實際應用中遇到一些問題，其中的一個主要問題是發(fā)酵池的溫度偏低對沼氣產(chǎn)量的影響。試驗表明，當沼氣池的溫度在15°C以上時，每立方米沼氣池每天可產(chǎn)氣0.1?0.2m3，但在10°C以下時，沼氣發(fā)酵受到嚴重抑制，產(chǎn)氣率每天僅為0.0lm3左右，無法滿足用氣需求。受成本的制約，絕大多數(shù)戶用沼氣很少采用有效的保溫措施，因而在極端寒冷時期，沼氣池內(nèi)發(fā)酵溫度偏低，沼氣池處于不產(chǎn)氣或凍結狀態(tài)，導致冬季農(nóng)村沼氣池出現(xiàn)大量閑置現(xiàn)象。沼氣池發(fā)酵溫度低這一問題，嚴重制約了農(nóng)村戶用沼氣技術的發(fā)展及推廣。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種太陽能蓄熱、沼氣生產(chǎn)、大棚種植一體化系統(tǒng)，能夠充分的利用太陽能維持沼氣池內(nèi)的溫度。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案是以下述方式實現(xiàn)的:一種太陽能蓄熱、沼氣生產(chǎn)、大棚種植一體化系統(tǒng)，包括若干個大棚基地，大棚基地下方設有至少兩個沼氣池，大棚基地一側(cè)設有進料口、一側(cè)設有出料口，沼氣池與太陽能加熱裝置相連。
[0005]所述太陽能加熱裝置包括太陽能熱水器，太陽能熱水器的出口通過PE管盤與分水器相連，PE管盤設置在蓄熱池內(nèi)，分水器分兩路與換熱盤管相連，換熱盤管設置在沼氣池內(nèi)，換熱盤管的輸出端與集水器相連，集水器通過電磁閥、循環(huán)泵與水箱相連，集水器上連有排氣閥，水箱與太陽能熱水器相連，電磁閥連接沼氣池內(nèi)的測溫點。
[0006]所述沼氣池的輸出端還連有手動閥。
[0007]所述沼氣池的輸出端還連有沼氣燈，沼氣燈設置在大棚基地內(nèi)部。
[0008]所述蓄熱池為裝有石蠟的蓄熱池。
[0009]所述大棚基地內(nèi)設有攪拌機。
[0010]所述蓄熱器設置在大棚基地下方，蓄熱器外包覆有泡沫水泥。
[0011]在太陽能熱水器和蓄熱池之間設有定時開關。
[0012]本實用新型利用太陽能加熱裝置吸收太陽能進行加熱，之后將熱量傳遞至沼氣池，同時充分利用大棚基地的保溫作用，使得沼氣池內(nèi)的溫度合理分布，即使在寒冷天氣，也可以保證沼氣的高效發(fā)酵。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的原理示意圖。
[0014]圖2是太陽能熱水器和沼氣池換熱的示意圖。
[0015]圖3是沼氣池和大棚基地分布狀態(tài)示意圖。
[0016]其中:1.水箱，2.自動排氣閥，3.太陽能熱水器，4.蓄熱器，5.循環(huán)泵，6.循環(huán)泵，7.排氣閥，8.換熱盤管，9.分水器，10.手動閥，11.電磁閥，12.測溫點，13.定時開關，14.進料口，5.出料口，16.大棚基地，17.沼氣燈，18.沼氣池，19.攪拌機。

【具體實施方式】
[0017]如圖1和圖3所不,一種太陽能蓄熱、沼氣生產(chǎn)、大棚種植一體化系統(tǒng),包括若干個大棚基地16，大棚基地16下方設有兩個沼氣池18，大棚基地16 —側(cè)設有進料口 14、一側(cè)設有出料口 15，沼氣池18與太陽能加熱裝置相連。每個系統(tǒng)組內(nèi)設兩個沼氣池18，每個系統(tǒng)組輸氣管道上安裝換氣閥，使兩個沼氣池18交替工作，解決了換料時沼氣中斷現(xiàn)象，保證系統(tǒng)連續(xù)供氣。進料口 14與出料口 15建在相鄰大棚基地16之間，而沒有設在大棚內(nèi)部，保證了大棚內(nèi)的空氣質(zhì)量。
[0018]本實用新型工作原理如下:太陽熱加熱裝置吸收太陽光對循環(huán)介質(zhì)進行加熱，循環(huán)介質(zhì)將熱量傳遞給沼氣池18，使得沼氣池18高效的發(fā)酵，同時，大棚基地16內(nèi)基地的溫度較高，可以減少沼氣池18的熱量散失。
[0019]作為優(yōu)選，如圖2所示，所述太陽能加熱裝置包括太陽能熱水器3，太陽能熱水器3的出口通過PE管盤與分水器9相連，PE管盤設置在蓄熱池4內(nèi)，分水器9分兩路與換熱盤管8相連，換熱盤管8設置在沼氣池18內(nèi)，換熱盤管8的輸出端與集水器6相連，集水器6通過電磁閥11、循環(huán)泵5與水箱I相連，集水器6上連有排氣閥7，水箱I與太陽能熱水器3相連，電磁閥11連接沼氣池18內(nèi)的測溫點。所述蓄熱池4為裝有石蠟的蓄熱池。水箱I下部設有自動排氣閥2。
[0020]太陽能加熱裝置的工作過程如下:太陽能熱水器3吸收太陽熱量，將循環(huán)介質(zhì)乙二醇加熱，加熱后的乙二醇進入蓄熱池4，在蓄熱池4內(nèi)乙二醇通過PE盤管將熱量傳遞給蓄熱池4內(nèi)的石蠟，使得石蠟熔化，從蓄熱池4流出的乙二醇被分水器9分為兩條支路進入沼氣池18，在沼氣池18內(nèi)，乙二醇通過換熱盤管8給沼氣池提供熱量，以保證沼氣池18內(nèi)的溫度適宜發(fā)酵、產(chǎn)生沼氣。從沼氣池18出來的乙二醇經(jīng)過集水器6收集后進行循環(huán)使用。而循環(huán)泵5能夠不斷為整個系統(tǒng)補充乙二醇，電磁閥11連接沼氣池18內(nèi)的測溫點12，通過測溫點12反應的溫度變化，電磁閥11可以控制循環(huán)水泵5的流量，從而達到控制整個系統(tǒng)的產(chǎn)熱量的目的。夜間，太陽能熱水器停止工作。蓄熱池內(nèi)的石蠟因為外界溫度降低，由液體凝固成固體，從而產(chǎn)生大量的相變熱，加熱乙二醇。乙二醇進入沼氣池內(nèi)，繼續(xù)為沼氣池供熱。
[0021 ] 所述蓄熱器4放置在地下，蓄熱器4外包覆有泡沫水泥，其保溫效果良好。
[0022]作為優(yōu)選，所述沼氣池18的輸出端還連有手動閥10，產(chǎn)生的沼氣通過手動閥，經(jīng)過管道輸送給用戶。
[0023]作為再一步優(yōu)選，所述沼氣池18的輸出端還連有沼氣燈17，沼氣燈17設置在大棚基地16內(nèi)部。沼氣池18上面是大棚基地，大棚基地16的溫度間接地減少了沼氣池的熱量散失，沼氣池18的生產(chǎn)的沼氣又可以通過沼氣燈提高大棚基地的溫度，有利于植物的生長。
[0024]在大棚中添加了一定數(shù)量的沼氣燈17，不僅節(jié)約了電能，而且在一定程度上也提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量。通過實驗證明，在大棚中每50平方米面積設置I個沼氣燈，在冬季早上棚溫最低時(5:00?7:00)點燃，能提高棚溫I?2°C。沼氣燈的燃燒還會產(chǎn)生一定量的二氧化碳，經(jīng)實驗驗證得，每I立方米沼氣燃燒后能產(chǎn)生0.9立方米的二氧化碳氣體，棚內(nèi)空氣中CO2含量由0.02%?0.03%升到0.08%?0.12%。上午9:00?11:00是蔬菜進行光合作用的旺盛期，若點燃沼氣燈，二氧化碳在光合作用旺盛期濃度充足，對植物的光合作用起到積極的作用，在很大程度上也提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量。
[0025]作為進一步優(yōu)選，所述大棚基地16內(nèi)設有攪拌機19，攪拌機19定期攪拌，不僅加快了產(chǎn)氣的輸出，還能使得料液發(fā)酵更加充分。
[0026]在太陽能熱水器3和蓄熱池4之間設有定時開關13，定時開關13晚上打開，白天關閉，晚上使太陽能熱水器短路。
【權利要求】
1.一種太陽能蓄熱、沼氣生產(chǎn)、大棚種植一體化系統(tǒng)，包括若干個大棚基地(16),其特征在于:大棚基地(16)下方設有至少兩個沼氣池(18)，大棚基地(16) —側(cè)設有進料口(14)、一側(cè)設有出料口( 15)，沼氣池(18)與太陽能加熱裝置相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能蓄熱、沼氣生產(chǎn)、大棚種植一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽能加熱裝置包括太陽能熱水器(3)，太陽能熱水器(3)的出口通過PE管盤與分水器(9)相連，PE管盤設置在蓄熱池(4)內(nèi)，分水器(9)分兩路與換熱盤管(8)相連，換熱盤管(8)設置在沼氣池(18)內(nèi)，換熱盤管(8)的輸出端與集水器(6)相連，集水器(6)通過電磁閥(11)、循環(huán)泵(5)與水箱(I)相連，集水器(6)上連有排氣閥(7)，水箱(I)與太陽能熱水器(3 )相連，電磁閥(11)連接沼氣池(18 )內(nèi)的測溫點(12 )。
3.根據(jù)權利要求2所述的太陽能蓄熱、沼氣生產(chǎn)、大棚種植一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述沼氣池(18)的輸出端還連有手動閥(10)。
4.根據(jù)權利要求2所述的太陽能蓄熱、沼氣生產(chǎn)、大棚種植一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述沼氣池(18)的輸出端還連有沼氣燈(17)，沼氣燈(17)設置在大棚基地(16)內(nèi)部。
5.根據(jù)權利要求2?4之一所述的太陽能蓄熱、沼氣生產(chǎn)、大棚種植一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄熱池(4)為裝有石蠟的蓄熱池。
6.根據(jù)權利要求5所述的太陽能蓄熱、沼氣生產(chǎn)、大棚種植一體化系統(tǒng),其特征在于:所述大棚基地(16)內(nèi)設有攪拌機(19)。
7.根據(jù)權利要求6所述的太陽能蓄熱、沼氣生產(chǎn)、大棚種植一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄熱器(4)設置在大棚基地(16)下方，蓄熱器(4)外包覆有泡沫水泥。
8.根據(jù)權利要求7所述的太陽能蓄熱、沼氣生產(chǎn)、大棚種植一體化系統(tǒng)，其特征在于:在太陽能熱水器(3)和蓄熱池(4)之間設有定時開關(13)。
【文檔編號】C12M1/02GK204111750SQ201420504929
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權日:2014年9月4日
【發(fā)明者】趙金輝, 張力雋, 李凱華, 侯超杰, 楊靜怡 申請人:鄭州大學