[發(fā)明專利]一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010116534.2
• 申請日: 2010-03-03
• 公開（公告）號: CN101775352A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 劉軍林
• 申請（專利權(quán)）人: 劉軍林
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C02F11/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發(fā)明涉及一種熱泵沼氣池，特別涉及一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池。適合農(nóng)作物秸稈、廚房生活垃圾、畜禽糞便污水等的綜合利用，屬環(huán)境工程所需設備裝置。

背景技術

在當今能源危機的形勢下，拓展資源再生利用，促進生物質(zhì)能的科學利用和保護生態(tài)環(huán)境，越來越成為當今世界發(fā)展的主題。而沼氣就是實現(xiàn)生物質(zhì)能量向清潔能源的轉(zhuǎn)化。現(xiàn)有傳統(tǒng)沼氣池包括大、中型沼氣工程成本高、效率低，對糞污的處理不徹底、不迅速，特別是有些沒有增溫、保溫裝置，有些有增溫、保溫裝置，也由于使用煤炭、電力等高品質(zhì)能源，成本高，不利于北方寒冷地區(qū)推廣。而德國沼氣工程一般采用沼氣發(fā)電的余熱熱水循環(huán)加熱沼氣池，對于中、小型沼氣池以及沒有發(fā)電的沼氣工程也不實用。空氣能熱泵技術、地源熱泵技術以逆向卡諾循環(huán)原理為基礎，通過輸入少量的電能提取空氣能、地下淺層地熱能源，為建筑物體供暖、制冷及熱水等，是一個利用少量的高品位電能，實現(xiàn)低品位熱能的轉(zhuǎn)移過程；能量投入少，產(chǎn)出大。太陽能熱水系統(tǒng)也是清潔能源。而將太陽能熱水系統(tǒng)、空氣能熱泵技術、地源熱泵技術應用于沼氣工程不僅可以降低沼氣工程運行成本，而且還是可再生循環(huán)利用的能源，意義深遠。本發(fā)明就是解決沼氣池及大、中型沼氣工程易凍、冬季能源消耗大、運行成本高、產(chǎn)氣率低以及對糞污的處理不徹底、不迅速、效率低等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種熱泵沼氣池，特別涉及一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池。本發(fā)明采用的技術方案為：一種熱泵沼氣池，特別涉及一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池，其特征在于它包括：厭氧消化系統(tǒng)、隔熱保溫系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)、空氣能熱泵系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。所述的厭氧消化系統(tǒng)由預處理池、污泥泵、厭氧消化池、曝氣池組成；隔熱保溫系統(tǒng)由隔熱保溫板、熱水循環(huán)管、循環(huán)泵、熱水中轉(zhuǎn)箱組成；太陽能熱水系統(tǒng)由集熱器、水箱、熱水管道、循環(huán)泵組成；空氣能熱泵系統(tǒng)由蒸發(fā)器、壓縮機、節(jié)流裝置、氣液型板式換熱器組成；地源熱泵系統(tǒng)由地下?lián)Q熱系統(tǒng)、熱泵主輔機系統(tǒng)及末端換熱設備組成，其中地下?lián)Q熱系統(tǒng)由地埋管換熱器、循環(huán)水泵、管道組成，熱泵主輔機系統(tǒng)由冷熱源側(cè)換熱器、壓縮機、換向閥、節(jié)流閥組成。地源熱泵系統(tǒng)末端換熱設備、太陽能熱水管道、空氣能熱泵系統(tǒng)通過熱水循環(huán)管與隔熱保溫系統(tǒng)、厭氧消化系統(tǒng)連接，熱水中轉(zhuǎn)箱對上述熱源系統(tǒng)的熱水進行調(diào)節(jié)、平衡。地源熱泵中的地埋管換熱器為豎直式埋管換熱器，它吸收地表淺層土壤中的熱量，空氣能熱泵系統(tǒng)吸收空氣中的能量，太陽能熱水系統(tǒng)吸收太陽能，它們將熱量傳遞給水，水通過循環(huán)管加熱厭氧消化池促進厭氧消化，熱水變冷后，再通過地源熱泵系統(tǒng)、空氣能熱泵系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)加熱。厭氧消化池發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，沼氣可以用來發(fā)電，發(fā)電產(chǎn)生的余熱也可以打入上述系統(tǒng)的熱水循環(huán)管中對厭氧消化池進行加熱。所述的熱水循環(huán)管既可以放置于厭氧消化池內(nèi)部也可以放置于厭氧消化池外部。本發(fā)明不僅限于上述三者組合，其中二者組合也屬保護范圍。本發(fā)明的主要目標為：(1)可處理畜禽糞便污水、秸稈、廚房生活垃圾等，可以使原料發(fā)酵充分，提高發(fā)酵效率和產(chǎn)氣率；(2)系統(tǒng)中設置有空氣能熱泵、地源熱泵、太陽能熱水系統(tǒng)可以為厭氧發(fā)酵提供適宜的溫度同時降低了加熱成本；(3)空氣能熱泵、地源熱泵系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)提供的能源為可再生能源，它高效節(jié)能、運行費用低，發(fā)酵溫度穩(wěn)定，節(jié)約能源顯著。本發(fā)明的有益效果：1、系統(tǒng)設計了空氣能熱泵、地源熱泵裝置、太陽能熱水系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，可控制厭氧發(fā)酵溫度，進而實現(xiàn)恒溫高效生產(chǎn)；2、系統(tǒng)中有循環(huán)加溫、保溫裝置、熱水中轉(zhuǎn)箱，可保證各種能源的平衡合理利用，保障厭氧發(fā)酵穩(wěn)定運行；3、空氣能熱泵、地源熱泵是節(jié)能設備，它能消耗較少的能源提供大量的能源，是利用逆卡諾循環(huán)原理，從低溫環(huán)境吸熱并向高溫環(huán)境放熱達到為物體供熱的目的，它是可再生能源，可實現(xiàn)高效率低能耗，節(jié)能效果明顯；4、沼氣池的產(chǎn)品沼氣主要用來發(fā)電和生活燃料，而發(fā)電的余熱又可以利用來加熱厭氧消化池，實現(xiàn)循環(huán)利用；5、空氣能熱泵系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)在提供熱量的同時也可以提供冷氣，而本發(fā)明同時也可以提供熱水、沼氣燃料及電力。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，運行高效，適合西北地區(qū)及新農(nóng)村建設推廣使用。

具體實施方式