[實用新型]基于聯戶厭氧消化工程的復合太陽能-湖水源熱泵加溫系統

有效

• 申請號: 201220663716.6
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN203024488U
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 石惠嫻;游煜成;裴曉梅;徐凱
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06;F25B27/00;F25B41/04;F24J2/05
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本實用新型屬于環境與可再生能源領域，具體涉及一種基于聯戶厭氧消化工程中的復合太陽能-湖水源熱泵加溫系統。

背景技術

農業廢棄物形式多種多樣，但按其來源分為秸稈和畜禽糞便兩大類。我國是農業生產大國，秸稈資源相當豐富。根據我國主要農作物產量，通過谷草比計算，2004年我國秸稈產量約為6億噸，其中以稻草、玉米秸、麥秸為主，占秸稈總量打得77.2％。大量秸稈露天燃燒，不僅不能有效利用這部分資源，還導致CO₂?、SO₂等氣體的排放，污染了空氣，加重了全球氣候變暖。同時，隨著我們畜牧業的飛速發展，畜禽糞便量也隨之增加，2004年我國畜禽便量已經達到了27億噸。目前，我國大多數養殖場糞便、污水的儲存和處理能力不足，90％以上的規模化養殖場沒有污染防治措施，畜禽糞便已經對土壤、水體、空氣和人畜安全構成了嚴重得威脅，有效地處理和利用農業法廢棄物已成為當務之急。

農業廢棄物也是物質和能量的載體，是一種特殊形態的農業資源，具有巨大的開發潛力。近年來，我國農業廢棄物資源化利用取得了一定得成就，涌現了秸稈還田技術、秸稈氣化技術、秸稈成型及炭化技術、秸稈制沼氣技術、秸稈飼料化技術、畜禽糞便肥料化技術、畜禽糞便能源化技術等農業廢棄物資源化利用技術。

研究表明，沼氣發酵對溫度要求嚴格，在適宜的溫度范圍內才能達到較高的產氣率，溫度過高，過低都會導致產氣率降低，且對發酵池內日溫度波動不大于3℃。沼氣發酵溫度可以分為常溫發酵（10-26℃）、中溫發酵（28-38℃）和高溫發酵（46-60℃）三個階段。目前，大多戶式沼氣池采用常溫發酵，大中型沼氣工程常配置加溫設施采用中溫（35℃）發酵。

聯戶厭氧消化工程即指幾十戶或以上中型全埋于地下的沼氣池集中供氣工程,?其中沼氣池全年熱負荷極不平衡，夏季進料溫度高，環境耗散熱量少，所需負荷極少，甚至不需要加熱；冬季外界氣溫低，進料溫度也較低，冬季所需熱負荷是過渡季節的2-3倍；同時，伴隨著進出料排出一部分具有較高熱量沼液（大概溫度35℃），目前這部分熱量主要耗散在大氣中，很少人提出對其回收利用。由于有些沼氣工程地理位置位于全年陽光充足的山區和近湖水源,而湖水源熱泵運行穩定,加之太陽能的免費使用特性,在此前提下提出實用新型專利”基于聯戶厭氧消化工程的復合太陽能-湖水源熱泵加溫系統”,?以解決聯戶厭氧消化工程的實際加溫問題,維持工程全年連續運行.

中國關于沼氣池主要加溫方法專利如下：

1、中國發明專利“?太陽能-地源熱泵耦合式沼氣池供暖系統及運行控制方法”（公?開?(公告)?號：?CN101974415A），具體涉及一種太陽能-地源熱泵耦合式沼氣池供暖系統及其運行控制方法，根據太陽能集熱器所能制備熱水的溫度梯度，結合熱泵機組COP與蒸發器進水溫度的關系曲線，將太陽能-地源熱泵耦合式沼氣池供暖系統劃分為太陽能直接供暖、太陽能-地源熱泵串聯供暖、太陽能熱泵供暖、地源熱泵單獨供暖、太陽能地下蓄熱等五種運行模式，充分的利用低品位的太陽能和地熱能，顯著的提高了熱泵機組及系統的制熱效率，能夠長期高效穩定的為沼氣發酵池供暖，具有長期的經濟和環境效益。

2、中國發明專利“?一種用地源/空氣源熱泵途徑加溫沼氣池的系統和控制方法”（公?開?(公告)?號：?CN101974420A），涉及一種地源/空氣源熱泵途徑加溫沼氣池的系統和控制方法，系統由地下環路、風冷設備、地源/空氣源熱泵公用機組以及控制系統組成，以中等規模發酵工程為對象，探索出一種在保證產氣率的前提下提高了能源利用率并降低了建設成本的新型加溫系統和控制方法，該方法不僅節能效益高而且環保效果佳。

3、中國發明專利“?太陽能熱泵厭氧消化池加熱系統與運行控制方法”（公?開?(公告)?號：CN102635978A），具體涉及一種太陽能熱泵厭氧消化池加熱系統與運行控制方法。本發明將太陽能熱利用技術和熱泵技術相結合，應用到沼氣工程加熱系統中，采用全玻璃真空管集熱器收集太陽能，熱泵機組提升低品位熱為高品位熱，提出了可以實現太陽能直接加熱模式和太陽能熱泵加熱模式的厭氧發酵池加熱系統。所提出的系統運行控制方法，解決了不同氣候條件下各系統模式自動切換最優運行問題，以達到整個系統的穩定、高效、節能運行，有助于推動沼氣工程的快速發展與產業化進程。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于提出了一種基于聯戶厭氧消化工程中的復合太陽能-湖水源熱泵加溫系統。