本发明专利技术提供了一种基于清洁能源多能互补的沼气发酵池保温装置，该保温装置由绕在沼气发酵池外围的热水管组成，且所述热水管中的热水来自并联连接的沼气热水器子系统、太阳能集热子系统、空气源热泵子系统。本发明专利技术的有益之处在于：本发明专利技术提供的一种基于清洁能源多能互补的沼气发酵池保温装置通过空间和时间上的互补性，有效地利用了储量丰富的太阳能、生物质能和空气热能等清洁能源，减少了电能等高品位能源的使用，符合绿色环保要求；克服了太阳能间歇性和不稳定性、生物质能低密度性、空气热能季节性的缺陷，巧妙地实现了对沼气发酵池的不间断保温，为确保沼气工程全年连续正常稳定运行提供了有力保障，而且大大提高了产气率。
【技术实现步骤摘要】
一种基于清洁能源多能互补的沼气发酵池保温装置
本专利技术属于沼气工程发酵池保温
，特别涉及一种基于清洁能源多能互补的沼气发酵池保温装置。
技术介绍
随着石化燃料的日趋紧张，环境污染问题的日益严重，以及生态系统制约的不断加剧，人们已经认识到开发利用清洁能源的重要性。沼气发酵是生物质能高层次利用的良好途径，是一种变废为宝、化害为利的方式，更是改善村镇建筑供暖问题的有效措施。沼气工程的建设和使用有效避免了秸秆的不合理燃烧和禽畜粪便随意堆放带来的空气污染、地下水污染等环境问题，也降低了村镇供暖对化石燃料的依赖。沼气工程的产物有沼气、沼液、沼渣。其中沼气可用于热电联产，沼液可用于绿色肥料，沼渣归田可以提高土壤的肥力。但是，沼气工程的推广应用也存在很大的困难，例如在我国西北、东北等严寒地区，室外气温低至零下30℃，而沼气最佳发酵温度在30-31℃之间。一方面，如果不对沼气发酵料液采取增温和保温措施，就不能保证厌氧发酵所需要的温度，导致沼气发酵周期长、产气率低、原料降解慢。另一方面，沼气(发酵)池是沼气工程的核心部分，如果做不好其加热保温技术措施，在严寒天气将冻裂报废，所以国内大部分沼气工程难以实现全年连续正常运行。为了解决以上问题，目前国内外主要采取的措施包括利用CHP(combinedheatandpower，动力与供热复合装置)作为加热系统，在发电的同时给沼气发酵装置加热，以提高沼气的产气率；利用中央套换热太阳能加热的沼气罐，沼气罐内安装有中央夹套，太阳能集热器加热水然后循环到夹套中，间接的给沼气池加热等。但是利用CHP法的成本较高，只适合于以发电为目的超大型沼气池，不适用于小型的沼气发酵池；采用中央套换热法加热沼气发酵池存在稳定性欠佳，受季节、天气、昼夜影响的问题。所以，急需开发一种运行稳定可靠、提高沼气产气率的沼气发酵池保温装置。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于清洁能源多能互补的沼气发酵池保温装置，该装置是一种基于太阳能—空气—生物质能耦合互补的沼气发酵池保温装置，能够稳定可靠地对严寒地区的沼气发酵池进行保温，不仅避免了沼气发酵池的冻裂报废，而且还能提高沼气发酵池的产气率。本专利技术提供了一种基于清洁能源多能互补的沼气发酵池保温装置，该保温装置由绕在沼气发酵池外围的热水管组成，且所述热水管中的热水来自并联连接的沼气热水器子系统、太阳能集热子系统、空气源热泵子系统；所述沼气热水器子系统包括储气装置、沼气泵、沼气净化装置、沼气热水器、一号循环水泵、二号循环水泵、一号阀门、二号阀门、一号测温装置、二号测温装置、一号测流量装置、二号测流量装置，所述太阳能集热子系统包括真空管太阳能热水器、三号循环水泵、四号循环水泵、三号阀门、四号阀门、三号测温装置、四号测温装置、三号测流量装置、四号测流量装置，所述空气源热泵子系统包括蓄热水箱Ⅱ、毛细管、空气换热器、压缩机、五号循环水泵、六号循环水泵、五号阀门、六号阀门、五号测温装置、六号测温装置、五号测流量装置、六号测流量装置，且所述沼气热水器子系统和所述太阳能集热子系统共享蓄热水箱Ⅰ、七号循环水泵、七号阀门、七号测温装置、七号测流量装置；所述储气装置、沼气泵、沼气净化装置、沼气热水器通过沼气管道连接；所述沼气热水器与蓄热水箱Ⅰ通过一号进入管和一号流出管连通，其中一号进入管上从沼气热水器端到蓄热水箱Ⅰ端依次设置有所述一号测温装置、一号循环水泵、一号阀门、一号测流量装置、二号测流量装置，一号流出管上从蓄热水箱Ⅰ端到沼气热水器端依次设置有二号测温装置、二号循环水泵、二号阀门、二号测流量装置；所述真空管太阳能热水器与所述蓄热水箱Ⅰ通过二号进入管和二号流出管连通，其中二号进入管上从真空管太阳能热水器端到蓄热水箱Ⅰ端依次设置有所述三号测温装置、三号循环水泵、三号阀门、三号测流量装置，二号流出管上从蓄热水箱Ⅰ端到真空管太阳能热水器端依次设置有四号测温装置、四号循环水泵、四号阀门、四号测流量装置；所述空气换热器和所述蓄热水箱Ⅱ通过所述毛细管连接，且所述空气换热器和所述蓄热水箱Ⅱ之间设置有所述压缩机；所述蓄热水箱Ⅰ与绕在沼气发酵池外围的热水管通过一号进水管和一号出水管连通，且所述一号出水管上从热水管端到蓄热水箱Ⅰ端依次设置有七号测温装置、七号循环水泵、七号阀门、七号测流量装置；所述蓄热水箱Ⅱ与绕在沼气发酵池外围的热水管通过二号进水管和二号出水管连通连通，且所述二号进水管上从热水箱Ⅱ端到热水管端依次设置有五号测温装置、五号循环水泵、五号阀门、五号测流量装置，所述二号出水管上从热水管端到热水箱Ⅱ端依次设置有六号测温装置、六号循环水泵、六号阀门、六号测流量装置。进一步的，所述蓄热水箱Ⅰ和所述蓄热水箱Ⅱ中都设置有换热盘管。进一步的，所述储气装置通过管道与所述沼气发酵池连通，且所述管道上设置有控制阀门和八号测流量装置。进一步的，所述沼气热水器子系统、太阳能集热子系统、空气源热泵子系统根据实际需要，单独或联合开启各子系统阀门，实现由一个子系统供热，或由任意两个子系统供热，亦或由三个子系统同时供热。进一步的，所述蓄热水箱Ⅰ和所述蓄热水箱Ⅱ中的热水不仅可以沼气发酵池保温，而且可以供给他用，满足其他用热需要。本专利技术的有益之处在于：①本专利技术提供的一种基于清洁能源多能互补的沼气发酵池保温装置通过空间和时间上的互补性，有效地利用了储量丰富的太阳能、生物质能和空气热能等清洁能源，减少了电能等高品位能源的使用，符合绿色环保要求；②本专利技术提供的一种基于清洁能源多能互补的沼气发酵池保温装置通过空间和时间上的互补性，克服了太阳能间歇性和不稳定性、生物质能低密度性、空气热能季节性的缺陷，巧妙地实现了对沼气发酵池的不间断保温，为确保沼气工程全年连续正常运行提供了有力保障；③本专利技术提供的一种基于清洁能源多能互补的沼气发酵池保温装置不仅能够保证沼气工程全年(尤指严寒地区冬季)的安全稳定运行，而且还大大提高了产气率；④本专利技术提供的一种基于清洁能源多能互补的沼气发酵池保温装置可以通过单独或联合开启各子系统阀门，实现生物质能、太阳能、空气能分别或任意两个、三个同时为沼气发酵池供热；⑤本专利技术提供的一种基于清洁能源多能互补的沼气发酵池保温装置可以在夏季、晚春、早秋等气温较高的季节(不需要为沼气发酵池保温)将蓄热水箱Ⅰ、蓄热水箱Ⅱ里的热水供给他用，满足其他用热需要。附图说明图1为本专利技术实施例1的一种基于清洁能源多能互补的沼气发酵池保温装置的组成结构示意图。图中附图标记的含义：1-沼气发酵池，2-储气袋，3-沼气泵，4-沼气净化装置，5-沼气热水器，6-蓄热水箱Ⅰ，7-真空管太阳能热水器，8-蓄热水箱Ⅱ，9-毛细管，10-空气换热器，11-压缩机，12-五号循环水泵，13-六号循环水泵，14-一号循环水泵，15-二号循环水泵，16-三号循环水泵，17-四号循环水泵，18-五号阀门，19-六号阀门，20-控制阀门，21-一号阀门，22-二号阀门，23-三号阀门，24-四号阀本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于清洁能源多能互补的沼气发酵池保温装置，其特征在于，所述保温装置由绕在沼气发酵池(1)外围的热水管组成，且所述热水管中的热水来自并联连接的沼气热水器子系统、太阳能集热子系统、空气源热泵子系统；/n所述沼气热水器子系统包括储气装置(2)、沼气泵(3)、沼气净化装置(4)、沼气热水器(5)、一号循环水泵(14)、二号循环水泵(15)、一号阀门(21)、二号阀门(22)、一号测温装置(27)、二号测温装置(28)、一号测流量装置(33)、二号测流量装置(34)，所述太阳能集热子系统包括真空管太阳能热水器(7)、三号循环水泵(16)、四号循环水泵(17)、三号阀门(23)、四号阀门(24)、三号测温装置(29)、四号测温装置(30)、三号测流量装置(35)、四号测流量装置(36)，所述空气源热泵子系统包括蓄热水箱Ⅱ(8)、毛细管(9)、空气换热器(10)、压缩机(11)、五号循环水泵(12)、六号循环水泵(13)、五号阀门(18)、六号阀门(19)、五号测温装置(25)、六号测温装置(26)、五号测流量装置(31)、六号测流量装置(32)，且所述沼气热水器子系统和所述太阳能集热子系统共享蓄热水箱Ⅰ(6)、七号循环水泵(38)、七号阀门(39)、七号测温装置(37)、七号测流量装置(40)；/n所述储气装置(2)、沼气泵(3)、沼气净化装置(4)、沼气热水器(5)通过沼气管道连接；所述沼气热水器(5)与蓄热水箱Ⅰ(6)通过一号进入管和一号流出管连通，其中一号进入管上从沼气热水器(5)端到蓄热水箱Ⅰ(6)端依次设置有所述一号测温装置(27)、一号循环水泵(14)、一号阀门(21)、一号测流量装置(33)、二号测流量装置(34)，一号流出管上从蓄热水箱Ⅰ(6)端到沼气热水器(5)端依次设置有二号测温装置(28)、二号循环水泵(15)、二号阀门(22)、二号测流量装置(34)；/n所述真空管太阳能热水器(7)与所述蓄热水箱Ⅰ(6)通过二号进入管和二号流出管连通，其中二号进入管上从真空管太阳能热水器(7)端到蓄热水箱Ⅰ(6)端依次设置有所述三号测温装置(29)、三号循环水泵(16)、三号阀门(23)、三号测流量装置(35)，二号流出管上从蓄热水箱Ⅰ(6)端到真空管太阳能热水器(7)端依次设置有四号测温装置(30)、四号循环水泵(17)、四号阀门(24)、四号测流量装置(36)；/n所述空气换热器(10)和所述蓄热水箱Ⅱ(8)通过所述毛细管(9)连接，且所述空气换热器(10)和所述蓄热水箱Ⅱ(8)之间设置有所述压缩机(11)；/n所述蓄热水箱Ⅰ(6)与绕在沼气发酵池(1)外围的热水管通过一号进水管和一号出水管连通，且所述一号出水管上从热水管端到蓄热水箱Ⅰ(6)端依次设置有七号测温装置(37)、七号循环水泵(38)、七号阀门(39)、七号测流量装置(40)；所述蓄热水箱Ⅱ(8)与绕在沼气发酵池(1)外围的热水管通过二号进水管和二号出水管连通连通，且所述二号进水管上从热水箱Ⅱ(8)端到热水管端依次设置有五号测温装置(25)、五号循环水泵(12)、五号阀门(18)、五号测流量装置(31)，所述二号出水管上从热水管端到热水箱Ⅱ(8)端依次设置有六号测温装置(26)、六号循环水泵(13)、六号阀门(19)、六号测流量装置(32)。/n...
【技术特征摘要】
1.一种基于清洁能源多能互补的沼气发酵池保温装置，其特征在于，所述保温装置由绕在沼气发酵池(1)外围的热水管组成，且所述热水管中的热水来自并联连接的沼气热水器子系统、太阳能集热子系统、空气源热泵子系统；
所述沼气热水器子系统包括储气装置(2)、沼气泵(3)、沼气净化装置(4)、沼气热水器(5)、一号循环水泵(14)、二号循环水泵(15)、一号阀门(21)、二号阀门(22)、一号测温装置(27)、二号测温装置(28)、一号测流量装置(33)、二号测流量装置(34)，所述太阳能集热子系统包括真空管太阳能热水器(7)、三号循环水泵(16)、四号循环水泵(17)、三号阀门(23)、四号阀门(24)、三号测温装置(29)、四号测温装置(30)、三号测流量装置(35)、四号测流量装置(36)，所述空气源热泵子系统包括蓄热水箱Ⅱ(8)、毛细管(9)、空气换热器(10)、压缩机(11)、五号循环水泵(12)、六号循环水泵(13)、五号阀门(18)、六号阀门(19)、五号测温装置(25)、六号测温装置(26)、五号测流量装置(31)、六号测流量装置(32)，且所述沼气热水器子系统和所述太阳能集热子系统共享蓄热水箱Ⅰ(6)、七号循环水泵(38)、七号阀门(39)、七号测温装置(37)、七号测流量装置(40)；
所述储气装置(2)、沼气泵(3)、沼气净化装置(4)、沼气热水器(5)通过沼气管道连接；所述沼气热水器(5)与蓄热水箱Ⅰ(6)通过一号进入管和一号流出管连通，其中一号进入管上从沼气热水器(5)端到蓄热水箱Ⅰ(6)端依次设置有所述一号测温装置(27)、一号循环水泵(14)、一号阀门(21)、一号测流量装置(33)、二号测流量装置(34)，一号流出管上从蓄热水箱Ⅰ(6)端到沼气热水器(5)端依次设置有二号测温装置(28)、二号循环水泵(15)、二号阀门(22)、二号测流量装置(34)；
所述真空管太阳能热水器(7)与所述蓄热水箱Ⅰ(6)通过二号进入管和二号流出管连通，其中二号进入管上从真空管太阳能热水器(7)端到蓄热水箱Ⅰ(6)端依次设置有所述三号测温装置(29)、三号循环水泵(16)、三号阀门...
【专利技术属性】
技术研发人员：额热艾汗，李俊峰，易丽娟，刘生宝，任玉成，李靖，汪秋刚，江煜，陈翠忠，李洁，魏震，苏祥，邓鹏远，吕朝刚，陈复颂，宋泽辉，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：新疆;65
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