一种可持续从堆肥体系中取热的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种可持续从堆肥体系中取热的装置和方法，属于取暖设备技术领域。可持续从堆肥体系中取热的装置，将空地划分为若干个区域，每两个区域之间被分割开；区域用于堆肥发酵产热；在区域的土壤下方铺设管道；管道一端依次通过进水阀门和总进水阀门与进水箱连通，管道另一端延伸依次通过出水阀门和总出水阀门与出水箱连通；出水箱终端连接到供热系统；同时出水箱与进水箱之间保证定向水循环。采用该装置的取热方法，每个区域进行间歇堆肥发酵，保证至少一个区域堆体温度≥45℃，打开相应区域阀门，同时关闭其他区域的阀门。该装置保证持续供应热量，具有较高的应用价值。同时该方法易于控制，热量易于回收，节能环保。

【技术实现步骤摘要】
一种可持续从堆肥体系中取热的装置和方法
本专利技术属于取暖设备
，具体涉及一种可持续从堆肥体系中取热的装置和方法。
技术介绍
中国是一个农业大国，随着农业生产水平的不断提高，农业废弃物越来越多。农业废弃物一般分为种植废弃物、养殖废弃物和农产品加工废弃物等，如秸秆、残株杂草、畜禽粪便等。我国已经成为世界上农业废弃物产出量最大的国家，其中农作物秸秆年产量达数亿万吨，畜禽粪便排放量达数百亿吨。由于农业废弃物资源量大，处理起来较为困难，大量秸秆的焚烧、丢弃，造成资源的浪费和环境污染。因此，如何合理利用农业废弃物资源，真正实现农业废弃物变“废”为“宝”，对缓解我国能源压力、保护生态环境、促进农业的可持续发展具有重大意义。众所周知，堆肥是一种有效处理固体废弃物的手段，堆肥后产物可作为肥料，所含营养物质丰富，且肥效长而稳定，同时有利于促进土壤固粒结构的形成，能增加土壤保水、保温、透气、保肥能力。堆肥化处理技术已成为农业废弃物资源化利用技术之一，该方法能够实现农业废弃物循环利用，既可取得良好的经济效益，又可实现清洁生产，防止环境污染。然而，堆肥过程中会产生许多能量，这些热量一直以来被忽视，得不到有效地利用。目前，已经开发出一种新模式可有效利用这些能量。由于能源、经济条件限制，集中供暖事业发展缓慢，农村地区更是没有供暖条件，许多家庭使用污染严重的燃煤火炉取暖。农业废弃物好氧堆肥能将有机物分解，并释放大量能量。农民可以就近回收农业废弃物，通过堆肥处理既可以无害化处理这些废弃物，使之转化为肥力很高的腐殖酸，回归农田，又可以回收废弃物中的生物质能，用于日常的采暖和生活热水的制备。这有效地解决了收集运输的高成本，减少带来的环境污染，回收了生物质能，十分具有节能和环保意义。然而，堆肥分为升温期，高温期，降温期，腐熟期四个时期，可产热的升温期和高温期维持时间较短，所以这只能作为一个间断的产热源，不能保证持续供应热量，在实际应用中会受限。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种可持续从堆肥体系中取热的装置和方法，具有减少资源消耗和资源合理化利用的特点，实现持续采暖和制备生活热水。本专利技术提供了一种可持续从堆肥体系中取热的装置，在一片空地上等面积划分为若干个区域，每两个区域之间被分割开；所述区域用于堆肥发酵产热；所述区域的土壤下方铺设管道；所述管道的一端延伸至地面上方依次通过进水阀门和总进水阀门与进水箱连通，所述管道的另一端延伸至地面上方依次通过出水阀门和总出水阀门与出水箱连通；所述出水箱的终端连接到供热系统；同时出水箱与进水箱之间保证定向水循环；所述进水阀门控制所在区域管道的进水；所述总进水阀门控制所有区域管道的进水；所述出水阀门控制所在区域管道的出水；所述总出水阀门控制所有区域管道的出水。优选的，所述管道的铺设深度为0.3～1m。优选的，所述区域的土壤下方铺设管道的长度为10～1000m。优选的，所述区域的面积为4～200m2。优选的，所述区域的个数包括4～10个。本专利技术提供了一种基于所述装置可持续从堆肥体系中取热的方法，包括以下步骤：向每个区域内间歇添加农业废弃物进行堆肥发酵，保证至少一个区域的堆体进入升温期，保持相应区域的出水阀门和进水阀门处于开放状态，当所述区域的堆体处于降温期、腐熟期或刚填料期，则使所述区域的出水阀门和进水阀门处于关闭状态；所述升温期为所述堆体的温度≥45℃。优选的，当所述区域为4个时，向每个区域添加农业废弃物的间隔时间为5～7d。优选的，每个区域添加农业废弃物的质量为8～400kg。优选的，所述堆肥发酵将所述农业废弃物与微生物混合后密闭发酵；所述微生物的接种量为3％～15％。优选的，所述农业废弃物包括畜禽粪便、作物秸秆、糠壳饼麸或果园残留物。本专利技术提供了一种可持续从堆肥体系中取热的装置，在一片空地上等面积划分为若干个区域，每两个区域之间被分割开；所述区域用于堆肥发酵产热；所述区域的土壤下方铺设管道；所述管道的一端延伸至地面上方依次通过进水阀门和总进水阀门与进水箱连通，所述管道的另一端延伸至地面上方依次通过出水阀门和总出水阀门与出水箱连通；所述出水箱的终端连接到供热系统；所述供热系统与进水箱之间保证定向水循环；所述进水阀门控制所在区域管道的进水；所述总进水阀门控制所有区域管道的进水；所述出水阀门控制所在区域管道的出水；所述总出水阀门控制所有区域管道的出水。本专利技术区域内堆肥的热量通过传递给管道中的水进行能量传递，具体为利用农业废弃物在区域内堆肥产生的热量被区域下方铺设的管道中的水吸收，并转运至出水箱进入供热系统中，当某个区域堆肥的阶段不产热或产热量较低时则关闭该区域内管道的进水阀门和出水阀门。该装置通过设置若干个堆肥区域，克服了堆肥发酵产热量间歇的问题，为供热系统提供一个连续不断的热源，保证持续供应热量，具有较高的实际应用价值。本专利技术提供的可持续从堆肥体系中取热的方法，能够持续地为居民供热，减少能源消耗，合理资源化利用农业废弃物，真正实现农业废弃物变“废”为“宝”，对缓解我国能源压力、保护生态环境、促进农业的可持续发展具有重大意义。同时本专利技术方法过程易于控制，热量易于回收，节能环保。附图说明图1为本专利技术所述用于可持续取热的整体结构示意图；1#区域1；2#区域2；3#区域3；4#区域4；1阀门1；2阀门2；3阀门3；4阀门4；5阀门5；6阀门6；7阀门7；8阀门8；9阀门9；10阀门10；图2为各区域水管管道的结构示意图；图3为小型简易装置结构示意图；图4为各区域堆肥状态及具体操作的示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种可持续从堆肥体系中取热的装置，在一片空地上等面积划分为若干个区域，每两个区域之间被分割开；所述区域用于堆肥发酵产热；所述区域的土壤下方铺设管道；所述管道的一端延伸至地面上方依次通过进水阀门和总进水阀门与进水箱连通，所述管道的另一端延伸至地面上方依次通过出水阀门和总出水阀门与出水箱连通；所述出水箱的终端连接到供热系统；同时出水箱与进水箱之间保证定向水循环；所述进水阀门控制所在区域管道的进水；所述总进水阀门控制所有区域管道的进水；所述出水阀门控制所在区域管道的出水；所述总出水阀门控制所有区域管道的出水。在本专利技术中，所述区域的面积优选为4～200m2，更优选为50m2。所述区域的个数优选包括4～10个，更优选为5～7个。所述管道的铺设深度优选为0.3～1m。管道铺设的方法优选水平蛇形铺设或垂直螺旋铺设。所述区域的土壤下方铺设管道的长度优选为0.4～0.6m。所述管道的材质没有特殊限制，采用本领域所熟知的取暖管道即可。所述管道的内直径优选为6～12cm，更优选为8～10cm。在本专利技术中，在每个管道的进水口安装进水阀门。若干个管道的进水口通过三通汇总连通到进水箱的出水口上，所述进水箱的出水口处设置所述总进水阀门，用于控制所有管道的进水情况。在每个管道的出水口安装出水阀门。若干个管道的出水口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可持续从堆肥体系中取热的装置，其特征在于，在一片空地上等面积划分为若干个区域，每两个区域之间被分割开；所述区域用于堆肥发酵产热；/n所述区域的土壤下方铺设管道；所述管道的一端延伸至地面上方依次通过进水阀门和总进水阀门与进水箱连通，所述管道的另一端延伸至地面上方依次通过出水阀门和总出水阀门与出水箱连通；所述出水箱的终端连接到供热系统；所述出水箱与进水箱之间保证定向水循环；/n所述进水阀门控制所在区域管道的进水；所述总进水阀门控制所有区域管道的进水；所述出水阀门控制所在区域管道的出水；所述总出水阀门控制所有区域管道的出水。/n

【技术特征摘要】
1.一种可持续从堆肥体系中取热的装置，其特征在于，在一片空地上等面积划分为若干个区域，每两个区域之间被分割开；所述区域用于堆肥发酵产热；
所述区域的土壤下方铺设管道；所述管道的一端延伸至地面上方依次通过进水阀门和总进水阀门与进水箱连通，所述管道的另一端延伸至地面上方依次通过出水阀门和总出水阀门与出水箱连通；所述出水箱的终端连接到供热系统；所述出水箱与进水箱之间保证定向水循环；
所述进水阀门控制所在区域管道的进水；所述总进水阀门控制所有区域管道的进水；所述出水阀门控制所在区域管道的出水；所述总出水阀门控制所有区域管道的出水。


2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述管道的铺设深度为0.3～1m。


3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述区域的土壤下方铺设管道的长度为10～1000m。


4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述区域的面积为4～200m2。


5.根据权利要求1～4任意一项所述装置，其特征在于，所述区域的...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏自民，陈晓蒙，赵越，张书博，杜壮，吴俊秋，张旭，汤晓霏，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23