一种热能循环的沼气加热保温系统技术方案

本发明专利技术公开了一种热能循环的沼气加热保温系统，其包括沼气池和热能循环系统，沼气池上设置有气体保温层，空气源热泵与设置于沼气池内的加热盘管连接，废气收集装置连接有集气阀，集气阀与气体汇流器连接，气体汇流器与热源切换阀之间连接有气泵，热源切换阀与气体保温层连通、并且与设置于空气源热泵上方的散气罩连通；气体保温层与气体分流器连接，气体分流器分别与集气阀、气体保温层和空气源热泵连接。本发明专利技术运用用户使用沼气后燃烧的热源废气所携带的大量的热量来对沼气发酵进行保温和加热，同时废气可作为气体肥料促进蔬菜大棚内的植物生长，太阳能电池板提供电能。实现清洁能源的热能循环，符合可持续发展战略。

A heat and heat preservation system with heat energy circulation

The invention discloses a heat and heat insulation system for heat energy circulation, which includes a biogas pool and a heat energy circulation system. The gas pool is arranged with a gas insulation layer, the air source heat pump is connected with a heating coil set in the biogas pool, the gas collector is connected with a gas collector, the gas collector is connected with a gas confluence, and the gas confluence is connected. There is a gas pump connected between the device and the heat source switch valve, the heat source switch valve is connected with the gas insulation layer, and is connected with the gas shield set above the air source heat pump; the gas insulation layer is connected with the gas shunt, and the gas shunt is connected with the gas collector, gas insulation layer and air source heat pump respectively. The invention uses a large amount of heat carried by the exhaust gas of the heat source burning after the use of methane to heat and heat the biogas fermentation. At the same time, the exhaust gas can be used as a gas fertilizer to promote the growth of plants in the vegetable greenhouse, and the solar panel provides electrical energy. The realization of thermal energy cycle of clean energy conforms to the strategy of sustainable development.

【技术实现步骤摘要】
一种热能循环的沼气加热保温系统
本专利技术涉及沼气
，具体涉及一种热能循环的沼气加热保温系统。
技术介绍
沼气是一种具有较高热值的可燃气体，属于清洁能源，与其他燃气相比，沼气是一种可再生能源。传统上大多利用沼气进行取暖、炊事和照明，事实上，沼气技术在农业领域具有更广泛的潜力，在低碳经济大行其道的今天，低碳、低污染、成本低、可利用价值高的能源正在被越来越多的人所接受，其中沼气的能源正处于一种迅猛的发展态势，沼气是多种气体组成的混合气体，其中甲烷和二氧化碳的含量最多，可以占到百分之九十多，其余气体很少。沼气燃烧主要靠甲烷，甲烷气体无色、无味、无毒，它和一定数量的空气混合，点火就能燃烧起来，发出蓝色的火焰和大量的热，由于沼气具有节能环保的特性，越来越多的人接受和使用。沼气发酵技术工艺可以大量使用秸秆(麦秸、玉米秸、稻草、杂草、树叶、生活垃圾等易腐熟物质)和粪便。沼气在发酵的过程中，温度对沼气产量的影响非常大，特别是在寒冷的冬天，我国一些北方地区处于及其寒冷的气候当中，导致沼气的产量非常低，甚至停止产气。现有技术中大多采用空气源热泵对沼气发酵进行加热，但是由于空气严寒，空气源热泵容易结霜，从而影响空气源热泵的加热效果。沼气燃烧产生大量的水蒸气和二氧化碳，并且水蒸气和二氧化碳会携带大量的热量被排出，同时二氧化碳可以作为温室大棚内的农作物的废料，促进农作物生长。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种可循环利用沼气燃烧的热量和沼气产物的热能循环的沼气加热保温系统。为达到上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：提供一种热能循环的沼气加热保温系统，其包括沼气池和热能循环系统，沼气池设置于室外，并且与用户屋内连通，沼气池上设置有气体保温层，热能循环系统包括空气源热泵、废气收集装置和热源切换阀，空气源热泵与设置于沼气池内的加热盘管连接，废气收集装置设置于沼气用户屋内，废气收集装置连接有集气阀，集气阀与气体汇流器连接，气体汇流器与热源切换阀之间连接有气泵，热源切换阀与气体保温层通过导管连接、并且与设置于空气源热泵上方的散气罩连通；气体保温层与气体分流器连接，气体分流器分别与集气阀、气体保温层和空气源热泵连接，并且气体分流器的各分支分别与各个蔬菜大棚导通；地面上设置有太阳能电池板，太阳能电池板与太阳能蓄电池连接，太阳能蓄电池与控制器连接，空气源热泵、热源切换阀、集气阀、水泵、气泵、温度传感器、液控阀均与控制器连接。进一步地，气体保温层为铝制薄板材料，气体保温层外设置有一层保温层，保温层采用加气砖砌合而成。进一步地，沼气池内设置有pH检测仪，沼气池的上方设置有注水口，注水口与洒水水泵连接，pH检测仪和洒水水泵均与控制器连接。进一步地，沼气池内设置有液位传感器，液位传感器与控制器连接。进一步地，集气阀和热源切换阀均为二位三通的电磁阀。进一步地，沼气池内设置有搅拌杆，搅拌杆与电机连接。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过将用户使用沼气时，沼气燃烧所产生的二氧化碳和水蒸汽加以利用，燃烧后产生的二氧化碳和水蒸汽携带有大量的热量，通过安装于用户屋内的废气收集装置将热源废气收集，利用气体汇流器将多家用户的废气进行汇流；再经过气泵将带有热量的废气送入气体保温层与空气源热泵，实现对沼气池进行保温和加热。经过热交换的废气中的水蒸汽冷凝成水，二氧化碳被汇集到气体分流器，经过气体分流器将二氧化碳分流到各个蔬菜大棚内，用于气体肥料，实现循环利用。由于冬季气温较低，温度传感器检测到沼气池内的温度较低时，控制器控制集气阀和热源切换阀只打开对散气罩提供热源废气的通道，空气源热泵通过加热加热盘管内的水，实现对沼气发酵直接加热，使沼气发酵达到最大效率。散气罩设置于空气源热泵上方，使空气源热泵吸收的气体大都来自于热源废气，大大提高了空气源热泵的加热效果，减小空气源热泵的功率；热源废气还可以有效防止空气源热泵的结霜现象；经过空气源热泵的废气排入温室大棚内，促进植物生长。当处于温度较高的季节时，由于沼气发酵自热的作用，无需对沼气发酵进行加热和保温，热源废气可直接从集气阀输送到温室大棚内；热源废气还可在气体保温层内循环，实现对沼气池的保温作用。控制器上连接有太阳能蓄电池，为空气源热泵和其他耗电设备提供电源，太阳能电池板产生的电能储存在太阳能蓄电池内。沼气池内设置的pH检测仪用于检测pH值，并将信息反馈给控制器，当沼气池内的pH失衡时，控制器控制注水水泵向沼气池内注水，以使pH值达到平衡，液位传感器用于检测液位的高度，防止注水水泵注水过多而影响产气。气体保温层采用薄板结构，使保温效果达到最大化；保温层采用加气砖，重量轻、抗震能力强、加工性能好，便于安装，同时保温隔热性能好。沼气池内还设置有搅拌杆，防止沼气原料结团，从而影响发酵。附图说明图1为热能循环的沼气加热保温装置的结构示意图。图2为控制系统的原理图。图3为热源废气的循环示意图。其中，1、太阳能电池板，2、太阳能蓄电池，3、散气罩，4、空气源热泵，5、水泵，6、液控阀，7、加热盘管，8、气体保温层，9、保温层，10、热源切换阀，11、气泵，12、气体汇流器，13、废气收集装置，14、温度传感器，15、沼气池，16、气体分流器，17、蔬菜大棚，18、集气阀，19、pH检测仪，20、注水口，21、搅拌杆，22、液位传感器。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。如图1所示，一种热能循环的沼气加热保温装置包括沼气池15和热能循环系统，沼气池15上开设有沼气出口，沼气池15内设置有温度传感器14，温度传感器14采用PT100温度传感器，沼气出口与用户屋内连通。热能循环系统包括废气收集装置13、气体汇流器12、气泵11、热源切换阀10和空气源热泵4，废气收集装置13与气体汇流器12之间设置有集气阀18，气体汇流器12与气泵11通过导管连接，气泵11与热源切换阀10导管连接，热源切换阀10与集气阀18均为二位三通的电磁阀。热源切换阀10的一端出口与气体保温层8通过导管连通，另一端出口与设置于空气源热泵4上的散气罩3导管连接，空气源热泵4与设置于沼气池15内的加热盘管7连接，空气源热泵4与沼气池15之间设置有水泵5和液控阀6；空气源热泵4的出气口与气体分流器16导管连接，气体分流器16还与气体保温层8和集气阀18导管连接，气体分流器16的各个支管通过导管与蔬菜大棚17内连通；本方案所采用的所有导管均采用聚氨酯埋地保温管材。如图2所示，控制器采用FX1N-30MT可编程控制器，集气阀18、温度传感器14、热源切换阀10、气泵11、空气源热泵4、太阳能蓄电池2、水泵5和液控阀6均与控制器导线连接；沼气池15内还设置有pH检测仪19，沼气池15上设置有注水口20，注水口20与注水水泵导管连接；pH检测仪19和注水水泵均与控制器导线连接。地面上还设置有太阳能电池板1，用于给空气源热泵4和其他用电装置提供电能，太阳能产生的电能储存在太阳能蓄电池2内，太阳能蓄电池2与控制器连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热能循环的沼气加热保温系统，其特征在于，包括沼气池(15)和热能循环系统，所述沼气池(15)设置于室外，并且与用户屋内连通，所述沼气池(15)上设置有气体保温层(8)，所述热能循环系统包括空气源热泵(4)、废气收集装置(13)和热源切换阀(10)，所述空气源热泵(4)与设置于沼气池(15)内的加热盘管(7)连接，所述废气收集装置(13)设置于沼气用户屋内，所述废气收集装置(13)连接有集气阀(18)，所述集气阀(18)与气体汇流器(12)连接，所述气体汇流器(12)与热源切换阀(10)之间连接有气泵(11)，所述热源切换阀(10)与气体保温层(8)通过导管连接、并且与设置于空气源热泵(4)上方的散气罩(3)连通；所述气体保温层(8)与气体分流器(16)连接，所述气体分流器(16)分别与集气阀(18)、气体保温层(8)和空气源热泵(4)连接，并且气体分流器(16)的各分支分别与各个蔬菜大棚(17)连通；地面上设置有太阳能电池板(1)，所述太阳能电池板(1)与太阳能蓄电池(2)连接，所述太阳能蓄电池(2)与控制器连接，所述空气源热泵(4)、热源切换阀(10)、集气阀(18)、水泵(5)、气泵(11)、温度传感器(14)和液控阀(6)均与控制器连接。...

【技术特征摘要】
1.一种热能循环的沼气加热保温系统，其特征在于，包括沼气池(15)和热能循环系统，所述沼气池(15)设置于室外，并且与用户屋内连通，所述沼气池(15)上设置有气体保温层(8)，所述热能循环系统包括空气源热泵(4)、废气收集装置(13)和热源切换阀(10)，所述空气源热泵(4)与设置于沼气池(15)内的加热盘管(7)连接，所述废气收集装置(13)设置于沼气用户屋内，所述废气收集装置(13)连接有集气阀(18)，所述集气阀(18)与气体汇流器(12)连接，所述气体汇流器(12)与热源切换阀(10)之间连接有气泵(11)，所述热源切换阀(10)与气体保温层(8)通过导管连接、并且与设置于空气源热泵(4)上方的散气罩(3)连通；所述气体保温层(8)与气体分流器(16)连接，所述气体分流器(16)分别与集气阀(18)、气体保温层(8)和空气源热泵(4)连接，并且气体分流器(16)的各分支分别与各个蔬菜大棚(17)连通；地面上设置有太阳能电池板(1)，所述太阳能电池板(1)与太阳能蓄电池(2)连接，所述太阳能蓄电池(2)与控制器连接，所述空气源...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔垂雪，梅自力，李淑兰，罗涛，李江，席江，段奇武，
申请(专利权)人：农业部沼气科学研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51