專利名稱：一種太陽能輔助加熱的農(nóng)村戶式沼氣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能輔助加熱的農(nóng)村戶式沼氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
沼氣發(fā)生的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)是維持沼液的溫度，當(dāng)溫度低于15度時，產(chǎn)氣量急劇下 降。對目前的農(nóng)村戶式沼氣池來說，不管其池型結(jié)構(gòu)如何，不保溫結(jié)構(gòu)占大部分，冬季存在 散熱損失嚴(yán)重、不產(chǎn)氣的問題。戶式沼氣系統(tǒng)成為一種農(nóng)村可有可無的能源，使用的可靠性 不高。據(jù)估計，全國已建的戶式沼氣池中，1/3在冬季不產(chǎn)氣。另外，隨著太陽能熱利用技術(shù)的成本下降，太陽能熱水器日益普及。我國許多地區(qū) 的太陽能熱水器，在冬季并不能達(dá)到洗浴所需的溫度，常產(chǎn)生水管凍裂的問題。因此，太陽 能熱水器的利用效率不高。專利號200620136250的太陽能沼氣池在沼氣池內(nèi)布置加熱器和攪拌裝置，利用 太陽能熱水器的熱水加熱沼氣池內(nèi)的沼液，實現(xiàn)溫度的保持；專利號200620087799的太 陽能沼氣池利用沼氣池中央部分的水壓間蓋板透光，用太陽光直接加熱沼氣池。專利號 200620084495的太陽能沼氣池提出使用太陽能熱利用技術(shù)或光伏發(fā)電技術(shù)，借助循環(huán)熱水 或電加熱裝置來實現(xiàn)加熱沼液的目的。專利號200820052751的新型太陽能沼氣池將復(fù)合 透鏡用于太陽能聚焦，加熱沼氣池。上述所有專利均未涉及沼氣池自身的保溫問題。也未提到冬季沼氣池的熱量可用 于太陽能熱水器的防凍問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種太陽能輔助加熱的農(nóng)村戶式沼氣系統(tǒng)。本實用新型提出的太陽能輔助加熱的農(nóng)村戶式沼氣系統(tǒng)，由太陽能熱水器1、循環(huán) 水泵2、三通閥3、閥門4、換熱器5、攪拌裝置8、沼氣池9和控制柜10組成，其中換熱器5 和攪拌裝置8均位于沼氣池9內(nèi)，換熱器5和攪拌裝置8同軸設(shè)置，攪拌裝置8位于換熱器 5內(nèi)側(cè)；太陽能熱水器1內(nèi)的水箱出水口通過管道依次連接循環(huán)水泵2、進(jìn)水三通閥3、閥門 4和換熱器5進(jìn)水端，換熱器5出水端通過管道依次連接閥門6、回水三通閥7和太陽能熱 水器1內(nèi)的水箱進(jìn)水口連接；太陽能熱水器1的水箱和沼氣池9內(nèi)設(shè)置有溫度測點，溫度測 點、水泵2和攪拌裝置8信號線均連接控制柜10。本實用新型中，攪拌裝置8連接電機(jī)。本實用新型中，控制柜10設(shè)有控制模塊。本實用新型的工作過程如下本實用新型可選擇“冬季”或“夏季”模式?！岸尽蹦Ｊ较?，太陽能熱水器的水箱 與沼氣池內(nèi)的加熱盤管連通，太陽能熱水器不再向外輸出熱水；當(dāng)熱水器水箱內(nèi)的溫度高 于沼氣池內(nèi)溫度15度時，循環(huán)水泵啟動、同時沼氣池內(nèi)攪拌裝置啟動，熱水在太陽能熱水 器的水箱和沼氣池之間循環(huán)，將熱量送入沼氣池。二者的溫差小于5度時，循環(huán)停止。每天下午6點，自動循環(huán)一段時間(時間長短可人為設(shè)定)，既可以將多余的熱量帶入沼氣池，系 統(tǒng)同時設(shè)有防凍循環(huán)，可防止太陽能水管結(jié)凍?！跋募尽蹦Ｊ较?，控制模塊將太陽能熱水器系 統(tǒng)和沼氣系統(tǒng)隔離，二者單獨工作，循環(huán)加熱過程停止。本實用新型的有益效果在于(1)控制系統(tǒng)采用人為設(shè)定“冬季”或“夏季”模式，太陽能對沼氣池的加熱僅在 “冬季”進(jìn)行，“夏季”模式下，太陽能熱水器和沼氣池分別工作，互不影響。(2)太陽能熱水器的溫度、沼氣池的溫度與控制柜連接，“冬季”的輔助加熱情況 下，循環(huán)水泵僅由太陽能熱水的溫度與沼氣池相差控制溫差大于15度，啟動循環(huán)加熱；溫 差小于5度時，循環(huán)加熱停止。這樣可以保證輔助加熱過程中的水泵能耗最低。5 15度的 溫度設(shè)定，可由用戶自行完成，隨地區(qū)的不同而不同。(3)沼氣池必須進(jìn)行保溫。不保溫的沼氣池，外壁散熱在冬季是一個熱量散失的 主要原因，太陽能熱水器的熱量根本無法對沼氣池進(jìn)行有效加熱。(4)每日18:00的定時循環(huán)，可有效利用沼氣池?zé)崃繉μ柲軣崴鬏o助加熱， 系統(tǒng)防凍循環(huán)可防止太陽能集熱器的水管凍裂。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)圖示。圖中標(biāo)號1為太陽能熱水器，2為循環(huán)水泵，3為進(jìn)水三通閥，4為閥門，5為換熱 器，6為出水閥門，7為回水三通閥，8為攪拌裝置，9為沼氣池，10為控制柜。
具體實施方式
下面通過實施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實用新型。實施例1 如圖1所示，本系統(tǒng)由太陽能熱水器1、循環(huán)水泵2、三通閥3、閥門4、換 熱器5、攪拌裝置8、沼氣池9和控制柜10組成，其中換熱器5和攪拌裝置8位于沼氣池 9內(nèi)，兩者同軸設(shè)置，攪拌裝置位于換熱器內(nèi)側(cè)。太陽能熱水器1水箱內(nèi)熱水通過管道依次 經(jīng)過循環(huán)水泵2、進(jìn)水三通閥3、閥門4、進(jìn)入換熱器5進(jìn)水端，經(jīng)換熱器出水端，閥門6、回水 三通閥7流回水箱。太陽能熱水器1的水箱和沼氣池9內(nèi)設(shè)置有溫度測點，溫度測點、水泵 2、攪拌裝置8信號線均連接到控制柜10。系統(tǒng)通過進(jìn)、回水三通閥實現(xiàn)管路功能切換，冬季 太陽能水箱1通過管路經(jīng)水泵2、換熱器5形成閉合回路，太陽能熱水加熱沼氣池9內(nèi)沼液， 布置于太陽能水箱和沼氣池內(nèi)溫度測點輸入控制柜10，根據(jù)溫差控制水泵2以及攪拌裝置 8的開啟。夏季時太陽能水箱直接通過進(jìn)、回水三通閥，實現(xiàn)洗浴功能。在已有沼氣池改造時，可采用圖1的方案，對沼氣池9進(jìn)行保溫，同時增加控制柜 10、攪拌裝置8、循環(huán)水泵2、管路和溫度計Tl、T2。新建沼氣池時，也可采用圖1的方案，可通過動態(tài)仿真技術(shù)，選擇最佳的太陽能集 熱器面積，實現(xiàn)最佳的加熱效果。
權(quán)利要求1.一種太陽能輔助加熱的農(nóng)村戶式沼氣系統(tǒng)，由太陽能熱水器(1)、循環(huán)水泵O)、三 通閥(3)、閥門G)、換熱器(5)、攪拌裝置(8)、沼氣池(9)和控制柜(10)組成，其特征在于 換熱器(5)和攪拌裝置⑶均位于沼氣池(9)內(nèi)，換熱器(5)和攪拌裝置⑶同軸設(shè)置，攪 拌裝置(8)位于換熱器(5)內(nèi)側(cè)；太陽能熱水器(1)內(nèi)的水箱出水口通過管道依次連接循 環(huán)水泵O)、進(jìn)水三通閥(3)、閥門(4)和換熱器( 進(jìn)水端，換熱器( 出水端通過管道依 次連接閥門(6)、回水三通閥(7)和太陽能熱水器(1)內(nèi)的水箱進(jìn)水口連接；太陽能熱水器 ⑴的水箱和沼氣池(9)內(nèi)設(shè)置有溫度測點，溫度測點、水泵(2)和攪拌裝置⑶信號線均 連接控制柜(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能輔助加熱的農(nóng)村戶式沼氣系統(tǒng)，其特征在于攪拌裝置 ⑶連接電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能輔助加熱的農(nóng)村戶式沼氣系統(tǒng)，其特征在于控制柜 (10)設(shè)有控制模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能輔助加熱的農(nóng)村戶式沼氣系統(tǒng)。由太陽能熱水器、循環(huán)水泵、三通閥、閥門、換熱器、攪拌裝置、沼氣池和控制柜組成，換熱器和攪拌裝置均位于沼氣池內(nèi)，換熱器和攪拌裝置同軸設(shè)置，攪拌裝置位于換熱器內(nèi)側(cè)；太陽能熱水器內(nèi)的水箱出水口通過管道依次連接循環(huán)水泵、進(jìn)水三通閥、閥門和換熱器進(jìn)水端，換熱器出水端通過管道依次連接閥門、回水三通閥和太陽能熱水器內(nèi)的水箱進(jìn)水口連接；太陽能熱水器的水箱和沼氣池內(nèi)設(shè)置有溫度測點，溫度測點、水泵和攪拌裝置信號線均連接控制柜。本實用新型采用人為設(shè)定“冬季”或“夏季”模式，太陽能對沼氣池的加熱僅在“冬季”進(jìn)行，“夏季”模式下，太陽能熱水器和沼氣池分別工作，互不影響。
文檔編號C12M1/107GK201873678SQ2010206218
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者張楊竣, 秦朝葵, 陳志光 申請人:同濟(jì)大學(xué)