一种以沼气为原料的温室综合供能系统技术方案

本发明专利技术属于农业工程技术领域，具体涉及一种以沼气为原料的温室综合供能系统。由温室有机废弃物沼气发酵装置、沼气缓冲储存装置、沼气暖风热水双供能装置、烟气洗涤净化系统、热水分配器、气体分配器、沼气分配器、土体内热水循环供热系统、高架风管系统和沼气灯群通过管道和阀门连接组成。沼气灯群由沼气灯杆和沼气供气管组成，沼气暖风热水双供能装置由热水箱、燃烧换热箱体、循环泵、燃烧器组成，燃烧换热箱体通过烟道进口连接燃烧器，热水箱通过循环泵连接燃烧换热箱体，热水箱内设有热交换器。本发明专利技术利用温室有机废弃物发酵沼气，为温室提供供暖、补光和二氧化碳施肥全方位的供能。

【技术实现步骤摘要】
一种以沼气为原料的温室综合供能系统
本专利技术属于农业工程
，具体涉及一种以沼气为原料的温室综合供能系统。
技术介绍
温室是现代农业工程中重要的技术主题，温室的发展使传统露天农业转化为保护条件下的可控制农业。目前国际上，温室已经广泛应用于花卉、蔬菜栽培。温室栽培的最大优势是通过温室环境的控制满足作物的最佳生活条件，抵抗自然灾害等，从而获取最大的生产效益。在温室管理中，温室冬季加温、补光和二氧化碳施肥是重要的环境调控措施，是增强温室对恶劣天气的适应性，提高温室的生产效率重要途径。传统温室中应用火坑、火道进行温室土壤加温，应用烟道进行温室室内空间加温；现代温室中应用的电热、燃煤、燃油热水加温系统进行温室土壤加温，现代温室中应用的电热片、电热红外加热器、热水(燃煤、燃油)换热片、热风机(燃煤、燃油)等进行温室室内空间加温，应用燃油二氧化碳施肥系统进行二氧化碳施肥，应用日光灯、荧光灯或钠光灯等电能补光系统进行补光。传统的火坑、火道和烟道利用柴草为能源进行温，经济实惠，技术要求低，但是劳动条件恶劣，污染环境，并且可控制性差，不适应现代化温室需求。电热、燃煤、燃油加温系统，燃油二氧化碳施肥系统，以及电能补光系统，都具有劳动条件改善，可控制性强的优点，非常复合现代温室的管理特点。随着化石能源和电力价格的逐年上升，温室的生产成本逐年提高，对于附加值较低的农业产品。如此昂贵的能源成本已经让温室经营者望而生畏，许多经营者不得不放弃温室的冬季加温、夏季的补光和二氧化碳施。这样不仅不能充分发挥温室的应有功能，而且在极端气候条件下，甚至会造成温室管理的失败。即便对于高附加值的产品温室种植，经营者对能源成本的承受能力可能相对较强，温室的大量用能也加重了社会能源负担。在温室管理中，每年会产生大量种植业有机废弃物。目前，这些被随意堆放废弃物已经造成严重的农业面源污染。这些有机废弃物本身富含大量有机质，是非常好的沼气生产原料。沼气是一种气态清洁能源，能够燃烧用于温室的加温，沼气灯可以像电灯一样用于温室补光，沼气燃烧的二氧化碳可以用于温室的二氧化碳施肥。沼气完全有潜力替代传统煤、石油、电力等不可再生能源，为温室提供加温、补光和二氧化碳施肥全方位的提供能源保障。因此，如果利用温室生产过程中产生的有机废弃物生产沼气用于温室供能，温室的能量来源就基本可以在系统内部得到解决。这将大幅度降低温室供能成本，提高温室的-->综合效益。然而，目前仍没有适合以沼气为能源为温室供能的方法和设备。目前现代温室供暖、补光和二氧化碳施肥各自都构成独立系统。如果用沼气为沼气提供全面供能，仍然采用现有温室中多套系统并存的方法，不仅加大设备投资，而且系统相互之间不能进行能量利用互补，会降低总的能量利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够应用温室有机废弃物生产沼气，为温室供暖、补光和二氧化碳施肥提供全方位供能，增强温室对恶劣天气的适应性，提高温室的生产效率，降低温室生产成本的以沼气为原料的温室综合供能系统。本专利技术提出的以沼气为原料的温室综合供能系统，由温室有机废弃物沼气发酵装置1、沼气缓冲储存装置2、沼气暖风热水双供能装置3、烟气洗涤净化系统4、热水分配器5、气体分配器6、沼气分配器7、土体内热水循环供热系统10、高架风管系统11和沼气灯群12通过管道和阀门8连接组成，其中：沼气灯群12由沼气灯杆17和沼气供气管25组成，沼气灯杆17均匀排列，每排之间的间距为1.5-2米，沼气灯杆17由固定杆23和分布于固定杆23上的沼气灯22组成，沼气灯杆17通过滑轮19和吊绳26固定于温室顶架20上，沼气供应管25通过沼气支管24连接沼气灯22；沼气暖风热水双供能装置由热水箱28、燃烧换热箱体29、循环泵30、燃烧器39组成，燃烧换热箱体29通过顶部的烟道进口连接燃烧器39，热水箱28通过管道和循环泵30连接燃烧换热箱体29内的热管54，热水箱28内设有热交换器；燃烧换热箱体29由壳体42、烟道49、横隔板57、竖隔板56、穿越热风管50组成，竖隔板56的两端分别连接壳体42的上部和下部，横隔板56的两端分别连接壳体42一侧和竖隔板56，使壳体42分隔成主换热室51、次换热室52和预热室53三个空间；主换热室51内设置烟道49、烟道弯管58、热管54和翘翅片55，将主换热室分成内外两腔，烟道49位于主换热室51的中心，烟道49和烟道弯管58连通构成主换热室内腔，烟道49内壁均匀设置有热管54，翘翅片55呈辐射状均匀分布于烟道49外壁，翘翅片55上设置有热管54；次换热室52内设置穿越热风管50、热风弯管59、热管54和翘翅片55，将次换热室分成内外两腔，穿越热风管50位于次换热室52中心，穿越热风管50和热风弯管59连通构成次换热室52内腔，穿越热风管50外壁均匀分布有热管54，翘翅片55呈辐射状均匀分布于穿越热风管50的外围，翘翅片55上设置有热管54；预热室53内设置热管54和翘翅片55，预热室53内的热管54与次换热室52内的热管54上下对应，翘翅片55呈辐射状固定于热管54上；主换热室-->内腔与次换热室外腔连通，主换热室外腔与次换热室内腔连通，次换热室内腔与预热室连通；温室有机废弃物沼气发酵装置1与沼气缓冲储存装置2之间通过管道连接，沼气缓冲储存装置2分别通过管道和阀门8连接沼气暖风热水双供能装置3和沼气分配器7，沼气分配器7连接沼气灯群12；沼气暖风热水双供能装置3与热水分配器5之间有两根管道相连，其中一根管道上设置热水循环泵9，热水分配器5连接土体内热水循环供热系统10；气暖风热水双供能装置3通过管道和阀门8连接气体分配器6，气体分配器6连接高架风管系统11；气暖风热水双供能装置3与烟气洗涤净化系统4之间设置旁通管，旁通管和通向烟气洗涤净化系统4之间的管道上分别设置阀门8，烟气洗涤净化系统4连接气体分配器6。本专利技术中，每根固定杆23上分别设有固绳环21和自动圈绳装置18，吊绳26的一端固定于固绳环21上，另一端穿过滑轮19连接自动圈绳装置18。本专利技术中，每根沼气灯杆17两侧设置有沼气供应管25，每根沼气供应管25错位连接沼气灯22，为沼气灯22提供燃料本专利技术中，土体内热水循环供热系统10位于温室种植床土体15下方20cm以下，由塑料管13、塑料薄膜14组成，塑料薄膜14上均匀分布有膜孔16，塑料管13均匀分布于塑料薄膜14下方。本专利技术中，热水箱28由保温箱体40和热交换器组成，热交换器包括热交换翘翅片41和热交换热管27，热交换器位于保温箱体40内部，热交换热管27呈蛇形结构，保温箱体40顶部设进液管口32和出液管口35，进液管口32连接热交换热管27一端，出液管口35连接热交换热管27另一端，保温箱体28的顶部设有排气口33，侧壁的底部分别设有热水循环进水口34、出水口37和补水口36。本专利技术中，次换热室52一侧上部设有排烟管口48，排烟管口48与次换热室52外腔连通，排烟管口48外设有排烟引风机45，次换热室52底部设有排污管46，用于排放烟气冷疑水。本专利技术中，主换热室51一侧上部设有出风管口43，出风管口43与主换热室51的外腔连通。本专利技术中，预热室53一侧上部设有进风管口47，进风管口47外设有热风送风机44。本专利技术中，温室有机废弃物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以沼气为原料的温室综合供能系统，由温室有机废弃物沼气发酵装置（１）、沼气缓冲储存装置（２）、沼气暖风热水双供能装置（３）、烟气洗涤净化系统（４）、热水分配器（５）、气体分配器（６）、沼气分配器（７）、土体内热水循环供热系统（１０）、高架风管系统（１１）和沼气灯群（１２）通过管道和阀门（８）连接组成，其特征在于：沼气灯群（１２）由沼气灯杆（１７）和沼气供气管（２５）组成，沼气灯杆（１７）均匀排列，每排之间的间距为１．５－２米，沼气灯杆（１７）由固定杆（２３）和分布于固定杆（２３）上的沼气灯（２２）组成，沼气灯杆（１７）通过滑轮（１９）和吊绳（２６）固定于温室顶架（２０）上，沼气供应管（２５）通过沼气支管（２４）连接沼气灯（２２）；沼气暖风热水双供能装置由热水箱（２８）、燃烧换热箱体（２９）、循环泵（３０）、燃烧器（３９）组成，燃烧换热箱体（２９）通过顶部的烟道进口连接燃烧器（３９），热水箱（２８）通过管道和循环泵（３０）连接燃烧换热箱体（２９）内的热管（５４），热水箱（２８）内设有热交换器；燃烧换热箱体（２９）由壳体（４２）、烟道（４９）、横隔板（５７）、竖隔板（５６）、穿越热风管（５０）组成，竖隔板（５６）的两端分别连接壳体（４２）的上部和下部，横隔板（５６）的两端分别连接壳体（４２）一侧和竖隔板（５６），使壳体（４２）分隔成主换热室（５１）、次换热室（５２）和预热室（５３）三个空间；主换热室（５１）内设置烟道（４９）、烟道弯管（５８）、热管（５４）和翘翅片（５５），将主换热室分成内外两腔，烟道（４９）位于主换热室（５１）的中心，烟道（４９）和烟道弯管（５８）连通构成主换热室内腔，烟道（４９）内壁均匀设置有热管（５４），翘翅片（５５）呈辐射状均匀分布于烟道（４９）外壁，翘翅片（５５）上设置有热管（５４）；次换热室（５２）内设置穿越热风管（５０）、热风弯管（５９）、热管（５４）和翘翅片（５５），将次换热室分成内外两腔，穿越热风管（５０）位于次换热室（５２）中心，穿越热风管（５０）和热风弯管（５９）连通构成次换热室（５２）内腔，穿越热风管（５０）外壁均匀分布有热管（５４），翘翅片（５５）呈辐射状均匀分布于穿越热风管（５０）的外围，翘翅片（５５）上设置有热管（５４）；预热室（５３）内设置热管（５４）和翘翅片（５５），预热室（５３）内的热管（５４）与次换热室（５２）内的热管（５４）上下对应，翘翅片（５５）呈辐射状固...

【技术特征摘要】
1、一种以沼气为原料的温室综合供能系统，由温室有机废弃物沼气发酵装置(1)、沼气缓冲储存装置(2)、沼气暖风热水双供能装置(3)、烟气洗涤净化系统(4)、热水分配器(5)、气体分配器(6)、沼气分配器(7)、土体内热水循环供热系统(10)、高架风管系统(11)和沼气灯群(12)通过管道和阀门(8)连接组成，其特征在于：沼气灯群(12)由沼气灯杆(17)和沼气供气管(25)组成，沼气灯杆(17)均匀排列，每排之间的间距为1.5-2米，沼气灯杆(17)由固定杆(23)和分布于固定杆(23)上的沼气灯(22)组成，沼气灯杆(17)通过滑轮(19)和吊绳(26)固定于温室顶架(20)上，沼气供应管(25)通过沼气支管(24)连接沼气灯(22)；沼气暖风热水双供能装置由热水箱(28)、燃烧换热箱体(29)、循环泵(30)、燃烧器(39)组成，燃烧换热箱体(29)通过顶部的烟道进口连接燃烧器(39)，热水箱(28)通过管道和循环泵(30)连接燃烧换热箱体(29)内的热管(54)，热水箱(28)内设有热交换器；燃烧换热箱体(29)由壳体(42)、烟道(49)、横隔板(57)、竖隔板(56)、穿越热风管(50)组成，竖隔板(56)的两端分别连接壳体(42)的上部和下部，横隔板(56)的两端分别连接壳体(42)一侧和竖隔板(56)，使壳体(42)分隔成主换热室(51)、次换热室(52)和预热室(53)三个空间；主换热室(51)内设置烟道(49)、烟道弯管(58)、热管(54)和翘翅片(55)，将主换热室分成内外两腔，烟道(49)位于主换热室(51)的中心，烟道(49)和烟道弯管(58)连通构成主换热室内腔，烟道(49)内壁均匀设置有热管(54)，翘翅片(55)呈辐射状均匀分布于烟道(49)外壁，翘翅片(55)上设置有热管(54)；次换热室(52)内设置穿越热风管(50)、热风弯管(59)、热管(54)和翘翅片(55)，将次换热室分成内外两腔，穿越热风管(50)位于次换热室(52)中心，穿越热风管(50)和热风弯管(59)连通构成次换热室(52)内腔，穿越热风管(50)外壁均匀分布有热管(54)，翘翅片(55)呈辐射状均匀分布于穿越热风管(50)的外围，翘翅片(55)上设置有热管(54)；预热室(53)内设置热管(54)和翘翅片(55)，预热室(53)内的热管(54)与次换热室(52)内的热管(54)上下对应，翘翅片(55)呈辐射状固定于热管(54)上；主换热室内腔与次换热室外腔连通，主换热室外腔与次换热室内腔连通，次换热室内腔与预热室连通；温室有机废弃物沼气发酵装置(1)与沼气缓冲储存装置(2)之间通过管道连接，沼气缓冲储存装置(2)分别通过管道和阀门...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱洪光，徐立鸿，吴启迪，朱鹏，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[]