太阳能沼气联合储热系统技术方案

本发明专利技术公开了太阳能沼气联合储热系统，涉及新能源领域，包括集热单元，将外部能量收集并转化为热能；地下储热单元，将集热单元收集的热能通过储热池中水体储存在地下；沼气发生装置，沿所述地下储热单元周围设置；和/或，所述沼气发生装置设置在所述地下储热单元内。通过上述结构设置，提高了储热池的保温效果，同时为沼气池的发酵提供了良好的温度环境，相辅相成，取得了预料不到的应用效果。

Solar energy biogas combined heat storage system

【技术实现步骤摘要】
太阳能沼气联合储热系统
本专利技术新能源领域，特别是涉及一种太阳能沼气联合储热系统。
技术介绍
太阳能是一种最清洁的能源，它的光热转换率可以达到80％以上，使用的过程中，除了设备制造环节，不产生碳排放，而且光能的“储量”是无限的。但是夏季气温高阳光充足，太阳能可以转化成热量的数量很大，而热量的需求量却很小，借助特殊的太阳能集热房屋结构，利用太阳能储热系统将夏季多余的热量储存到冬天使用，是一个行之有效的方法。(专利2018206804185公开了一种储存利用方法)。这种太阳能利用方式的主要技术要点是提高地下空间的储热效率，减少减缓储热空间向外的热量散失。在农村的日常生活及农业生产中产生了大量的有机垃圾，这些有机垃圾通常的处理方式是露天堆放、自然腐烂、或者焚烧。在科学环保的前提下，这些处理方式不仅影响了环境美观，产生的有害气体、有害颗粒物质都对环保产生了不利的影响。兴建沼气池是对有机物降解处理的科学有效方式，但一般沼气池个体规模小，不但不利于沼气的收集利用，而且沼气池体积小，沼气发生产生的热量散失较快，沼气发生体温度不易提高，从而也不利于提高沼气的发生效率(有机物的降解)。而且由于沼气池规模小，零星的较低浓度的沼气不易回收利用，也造成了一定的环境污染。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种沼气联合地下储热系统，以解决上述现有技术存在热能储存难，沼气池效率低的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种沼气联合地下储热系统，其特征在于，包括：集热单元，将外部能量收集并转化为热能；地下储热单元，将集热单元收集的热能通过储热池储存在地下；沼气发生装置，沿所述地下储热单元周围设置；和/或，所述沼气发生装置设置在所述地下储热单元内。优选地，集热单元的热源采用太阳能、电力系统热水供给或地热。优选地，所述地下储热单元设置在地下，通过储热池内的储热材料将热能储存。优选地，所述沼气发生装置采用水压式沼气池、浮罩式沼气池或红泥塑料沼气池。优选地，沼气池至少为1个，多个所述沼气池分段环形设置在储热池周围。优选地，所述沼气池内部外侧设置钢性防腐防水层。优选地，所述沼气池深度与所述储热池深度相同，或所述沼气池深度大于所述储热池深度。优选地，所述储热池中部还设有沼气燃烧装置，与沼气发生装置联通，将产生的沼气燃烧。优选地，所述沼气燃烧装置的出风管道从储热池内部穿出。本专利技术的另一目的在于提供一种太阳能沼气联合储热系统，包括太阳能集热单元，所述太阳能集热单元集热组件设置在建筑物受光面，所述集热组件外部设置封闭保温空间；地下储热单元，设置在地下，与集热单元连接，将所述集热组件收集的太阳能进行热交换转换为热能存储；沼气发生装置，紧沿地下储热单元的储热部分外部设置；和/或，所述沼气发生装置设置在所述地下储热单元的内部。本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：本专利技术提供的沼气联合地下储热系统，对于储热单元，沼气发生反应产生的有限热量、沼气池及沼气发生的材料及产物的结构和成份对热的传导不利，因此这些因素对其内部储热单元的保存热量都有利；采用适当的燃烧分解装置，利用沼气池产生的沼气燃烧产生的热量加热储热池内的水体，可以将有机物中的化学能转化成热能储存起来，对于沼气池而言，储热池向外散失的热量有利于沼气池内反应物温度提高及保持温度，能促进沼气发生反应；较大规模较长距离的线性布置，对于沼气池的生产管理有利，对于沼气反应末期零星沼气的收集和利用也有利。具体实施方式本专利技术的目的是提供一种沼气地下储热联合系统，利用设置沼气池对地下储热单元同时设置，沼气池对储热单元进行保护集热，储热单元释放热量促进沼气池反应，两者均实现了更好的效果。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本实施例1提供一种沼气地下储热联合系统，包括集热单元，集热单元采用太阳能集热，太阳能集热管安装在房屋建筑的顶部或侧面的受光面，将太阳能转化为热能。同时，房屋建筑下方设有地下储热单元，地下储热单元采用储热池的形式，其内设置水或水、砂混合等储热介质，本实施例中储热介质为水。储热池内部边缘设置阻止水体流动的结构，如铺设絮状物，利用水的不良导热性能增加储热池的储热效率。太阳能集热单元的集热管通入储热池内，与储热池内的水进行热交换，将收集的热能储存在储热池中。紧沿储热池的外侧设置沼气发生装置。虽然本实例中以太阳能为例介绍沼气地下储热联合系统，但应当知晓，本专利技术的热能来源包括但不限于太阳能，例如热电厂发电产生的热水、地热能等。在其他实施例中，地下储热单元也可采用其他形式，虽然本实施例中以水为例，但本领域技术人员应当知晓，地下储热单元包括但不限于采用液态、固态或气态介质储热。上述实施例中，太阳能集热组件安装在封闭的房屋保温结构内，房屋保温结构的受光面采用双层玻璃透光，以供阳光射入。对集热组件外部安装房屋建筑类结构，可使无阳光照射时降低集热单元向外散热，在温度较低的冬季能够减少热量的散失，并持续向储热单元供热，提高集热效率。上述实施例中，储热池采用构建地下构筑物的方式，采用混凝土浇筑方式设置封闭式水池。集热组件的输热管直接通入储热内，通过温差进行热交换。储热池中部设置沼气燃烧装置，可在建造储热池时同时构筑容置空间，预埋通风及电路管路，沼气燃烧装置置于其中，并且上方设有开口，能够方便对沼气燃烧装置进行维护，该开口位置可与储热池顶部齐平或高出，当然若开口低于储热池顶部，需要对该开口进行有效密封，同时储热池也需设置开口，以通过储热池的开口进入对沼气燃烧装置进行维护。此外，也可以采用多点燃烧的方式，充分利用热能，释放热量至储热池中，沼气燃烧采用简易的电打火结构，沼气燃烧装置的导气管连通沼气池的贮气间内，点火嘴置于储热池内预制的通风管路内，通风管路从进气口提供沼气燃烧需要的氧气，排烟口将燃烧后的废气排出，或进行其他利用。排烟管路可在储热池内加长盘设，以充分利用燃烧后的热量，供给加热储热池内的水。另外，可通过关闭进气口或关闭贮气间与点火嘴之间的导气管上的阀门开关，控制燃烧。在本专利技术的其他实施例中，沼气池可采用农村常用的水压式沼气池，主要包括下方的发酵间及上方的贮气间，发酵间分别通过进料管和出料管连通进料间和出料间，当发酵产生的沼气逐步增多时，气压随之增高，出料间液面和池内液面形成压力差，因而将发酵间内的料液压到出料间，直至内外压力平衡为止。当用户使用沼气时，池内气压下降，出料间中的料液便被压回发酵间内，以维持内外压力新的平衡。当然，也可以采用其他如浮罩式沼气池或红泥塑料沼气池等，在现有技术中均有应用，其结构和原理不再赘述，本专利技术包括但不限于上述沼气池，其他结构的沼气池也在本专利技术保护范围之内。在本专利技术的其他实施例中，沼气池的数量不限制为1个，可以为2个或多个，较佳地，沼气池分段环形连续设置储热池的外侧四周，以利于沼气反应物的添加、生产、清除等操作的分段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.沼气池联合地下储热系统，其特征在于，包括：/n集热单元，将外部能量收集并转化为热能；/n地下储热单元，将集热单元收集的热能通过储热池储存在地下；/n沼气发生装置，沿所述地下储热单元周围设置；和/或，所述沼气发生装置设置在所述地下储热单元内。/n

【技术特征摘要】
1.沼气池联合地下储热系统，其特征在于，包括：
集热单元，将外部能量收集并转化为热能；
地下储热单元，将集热单元收集的热能通过储热池储存在地下；
沼气发生装置，沿所述地下储热单元周围设置；和/或，所述沼气发生装置设置在所述地下储热单元内。


2.根据权利要求1所述的沼气池联合地下储热系统，其特征在于：集热单元的热源采用太阳能、电力系统热水供给或地热。


3.根据权利要求1所述的沼气池联合地下储热系统，其特征在于：所述地下储热单元设置在地下，通过储热池内的储热材料将热能储存。


4.根据权利要求1所述的沼气池联合地下储热系统，其特征在于：所述沼气发生装置采用水压式沼气池、浮罩式沼气池或红泥塑料沼气池。


5.根据权利要求4所述的沼气池联合地下储热系统，其特征在于：沼气池至少为1个，多个所述沼气池分段呈环形设置在储热池周围。


6.根据权利要求5所述的沼气池联合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪海，刘立伟，张力新，秦利松，王明月，张晓利，
申请(专利权)人：唐山际宇岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13