[實用新型]多能源互補的冷熱沼氣聯供系統

有效

• 申請號: 201720804568.8
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN208104408U
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 馮榮;孟欣
• 申請（專利權）人: 陜西理工大學
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C12M1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種多能源互補的冷熱沼氣聯供系統，由太陽能集熱器、儲熱水箱和循環泵組成的太陽能利用裝置，恒溫沼氣發生器、沼氣熱水器、沼氣凈化和儲存裝置組成的沼氣生產利用裝置，高溫水箱、低溫水箱、節流閥、壓縮機、蒸發器和冷凝器組成的熱泵裝置，風機、擋水板、噴淋器、換熱器、空氣預熱器、接水盤、噴淋水箱和噴淋泵組成的能源塔，置于高溫水箱中的生產生活熱水的換熱器等組成；其中的高溫水箱與恒溫沼氣發生器相連，能源塔與高溫水箱和低溫水箱相連，儲熱水箱與高溫水箱、低溫水箱和空氣預熱器相連，沼氣熱水器與高溫水箱相連，排出的煙氣由管道引入空氣預熱器下部排出。系統在穩定供應冷熱沼氣的同時還實現能量的高效梯級利用。

技術領域

本實用新型涉及太陽熱能、生物質能和空氣熱能等可再生能源利用技術領域，特別是涉及一種可應用于夏熱冬冷地區的多能源互補的冷熱沼氣聯供系統。

背景技術

能源與環境問題已成為制約社會發展的重要瓶頸，因地制宜開發利用可再生能源滿足建筑的多層次用能需求，是緩解能源供應的嚴峻形勢，改善生態環境的有效途徑。我國夏熱冬冷地區可再生能源受地理、氣候和經濟等因素的影響，分布特征顯著，空氣濕度較大導致空氣熱能相對豐富，太陽能相對欠豐富，陰雨天易發且持續時間長，而生物質能在農村儲量豐富。

能源塔熱泵技術、太陽能集熱技術和生物質厭氧發酵生產沼氣技術是利用該地區空氣熱能、太陽能和生物質能的單項技術。其中能源塔熱泵技術是非常適用于夏熱冬冷地區的空氣熱能利用技術，它以能源塔作為熱泵的冷熱源，負責與空氣進行熱量交換，在冬季利用冰點低于0℃的介質作為能量的載體，提取蘊藏在低溫、高含濕量環境空氣中的低品位熱能，利用卡諾循環達到制熱目的，由于采用了低冰點的工質，不僅吸收顯熱，還會吸收水蒸氣凝結成液體產生的相變潛熱，但能源塔熱泵的性能依然隨環境溫度的降低而下降，而且當能源塔換熱器表面溫度低于空氣中水蒸氣露點溫度且低于0攝氏度時同樣會結霜，需要額外的融霜設備和能量，太陽能集熱技術是利用太陽能最廣泛的技術，但受太陽能間歇性影響巨大，需要配套儲熱系統，生物質厭氧發酵生產沼氣可在10℃～65℃進行，產氣速率隨溫度的提高呈駝峰形，存在兩個產沼氣高峰：一個在37℃左右，另一個在52℃左右，后者在一定容器中相同時間內處理生物質能力和產沼氣量是前者的2～2.5倍，同時，一個高效穩定的沼氣生產系統必須保持反應器內的溫度恒定，因此，必須要求有熱源提供熱量，太陽能、各類余熱、熱泵等都可用作增溫熱源。

可以看出，這些技術受氣候周期性變化和技術條件等因素的制約，均不同程度存在供能單一、穩定性差和能源利用率低等問題。從單項技術上解決這些問題必然導致成本上升，進而影響其推廣應用。

實用新型內容

基于上述問題，本實用新型的目的是提供一種可應用于夏熱冬冷地區的、太陽能-生物質能-空氣熱能的多能源互補的冷熱沼氣聯供系統，除能連續穩定高效供能外，還能實現能量的高效梯級利用。

多能源互補的冷熱沼氣聯供系統，包括由太陽能集熱器、儲熱水箱和循環泵P1組成的太陽能利用裝置，集熱器通過管道、循環泵P1 與儲熱水箱連接，并形成回路；

還包括由恒溫沼氣發生器、沼氣熱水器、沼氣凈化和儲存裝置組成的沼氣利用裝置，恒溫沼氣發生器中設置有換熱器H1；恒溫沼氣發生器、沼氣凈化和儲存裝置和沼氣熱水器通過管道依次相連，沼氣凈化和儲存裝置連接有能夠為用戶提供沼氣的管道；

還包括由高溫水箱、低溫水箱、節流閥、壓縮機、蒸發器H5和冷凝器H4組成的熱泵裝置，冷凝器H4位于高溫水箱內，蒸發器H5 位于低溫水箱內，蒸發器H5的出水口通過管道和節流閥與冷凝器 H4的入水口相連，冷凝器H4的出水口通過壓縮機與蒸發器H5的入水口相連；高溫水箱中配設有換熱器H3和換熱器H2，換熱器H3的一個端口與水源連接，另一個端口向用戶提供生活熱水；低溫水箱中配設有換熱器H6；