一種帶有膜片式傳熱管的農(nóng)村戶(hù)用沼氣池增溫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)村用沼氣技術(shù)，具體說(shuō)是涉及一種帶有膜片式傳熱管的農(nóng)村戶(hù)用沼氣池增溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)中原地區(qū)冬季寒冷期較長(zhǎng)、室外環(huán)境溫度過(guò)低，農(nóng)村用沼氣池產(chǎn)氣率低、沼氣供給不足、使用率偏低等問(wèn)題較為突出，嚴(yán)重影響了沼氣在中原地區(qū)的應(yīng)用與普及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于中原地區(qū)秸桿資源過(guò)剩和周邊區(qū)域就地焚燒秸桿所帶來(lái)的資源和環(huán)境問(wèn)題，本發(fā)明針對(duì)農(nóng)村戶(hù)用沼氣池冬季發(fā)酵溫度較低現(xiàn)狀，提出了一種帶有膜片式傳熱管的農(nóng)村戶(hù)用沼氣池增溫系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的目的可通過(guò)下述技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn):
本發(fā)明的帶有膜片式傳熱管的農(nóng)村戶(hù)用沼氣池增溫系統(tǒng)包括熱源熱水循環(huán)回路、設(shè)置在沼氣池內(nèi)的膜片式管熱水循環(huán)回路以及沼氣池頂板;所述熱源熱水循環(huán)回路包括內(nèi)置有輔助用電集熱管的蓄熱水箱，通過(guò)循環(huán)管路、相應(yīng)的控制閥、以及溫控裝置、循環(huán)水栗與蓄熱水箱相連接的太陽(yáng)能集熱器和秸桿灶具夾套熱水裝置;所述膜片式管熱水循環(huán)回路通過(guò)循環(huán)管路、循環(huán)水栗以及相應(yīng)的控制閥與蓄熱水箱相連接。
[0005]本發(fā)明中所述膜片式管熱水循環(huán)回路中的膜片式傳熱管是由內(nèi)側(cè)凸起、表面粗糙的膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱性能好的鋁合金材質(zhì)制備而成。所述沼氣池頂板采用玻璃端蓋頂棚，沼氣池的底部及周邊設(shè)置有填充稻殼、鋸末的環(huán)形溝槽。
[0006]本發(fā)明中所述熱源熱水循環(huán)回路系統(tǒng)采用的秸桿灶具夾套熱水裝置，是利用秸桿灶具炊用余熱加熱設(shè)置在灶具爐膛內(nèi)的夾套蓄水容器，向蓄熱水箱提供熱能源。
[0007]本發(fā)明的有益效果如下:
由于本發(fā)明采用太陽(yáng)能集熱器、秸桿灶具夾套熱水裝置以及輔助用電集熱管相互協(xié)調(diào)、互補(bǔ)的增溫裝置，并根據(jù)溫室效應(yīng)的原理，將沼氣池頂板設(shè)計(jì)成玻璃端蓋頂棚，沼氣池底部及兩側(cè)修建內(nèi)部填充稻殼、鋸末的環(huán)形溝槽進(jìn)行保溫，合理調(diào)控發(fā)酵溫度，有效解決了農(nóng)村戶(hù)用沼氣池的增溫技術(shù)問(wèn)題，保證了冬季沼氣的產(chǎn)量。
[0008]另外，所述膜片式管熱水循環(huán)回路中的膜片式傳熱管可在系統(tǒng)溫度、壓力變化時(shí)，通過(guò)膜片在熱水流動(dòng)擠壓下會(huì)發(fā)生彈性變形，擠壓沼液層，進(jìn)而引起膜片振動(dòng)，有助于增強(qiáng)池內(nèi)沼液擾動(dòng)，提高系統(tǒng)整體加熱性能。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0010]圖1中零件序號(hào):1、太陽(yáng)能集熱器，2、溫控裝置，3、5、循環(huán)水栗，4、秸桿灶具夾套熱水裝置，6、蓄熱水箱，7、保溫層，8、輔助用電加熱管，9、進(jìn)料管，10、膜片式傳熱管，11、沼渣，12、溢流池，13、沼氣出口，ΚΙ、K2、K3、K4、K5、K6、閥門(mén)。
[0011 ]圖2是膜片式傳熱管的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖3是圖2的剖視圖。
[0013]圖4是秸桿灶具夾套熱水系統(tǒng)圖。
[0014]圖4中零件序號(hào):4-1、進(jìn)水口，4-2、夾套蓄水容器，4-3、1#炊灶，4-4、2#炊灶，4-5、緊固件，4-6、出水口，4-7、1#炊灶爐膛，4-8、2#炊灶爐膛。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)施例(附圖)作進(jìn)一步描述:
如圖1所示，本發(fā)明的帶有膜片式傳熱管的農(nóng)村戶(hù)用沼氣池增溫系統(tǒng)包括熱源熱水循環(huán)回路、設(shè)置在沼氣池內(nèi)的膜片式管熱水循環(huán)回路以及沼氣池頂板;所述熱源熱水循環(huán)回路包括內(nèi)置有輔助用電集熱管8的蓄熱水箱6，通過(guò)循環(huán)管路、相應(yīng)的控制閥、以及溫控裝置
2、循環(huán)水栗3與蓄熱水箱6相連接的太陽(yáng)能集熱器1和秸桿灶具夾套熱水裝置4;所述膜片式管熱水循環(huán)回路通過(guò)循環(huán)管路、循環(huán)水栗5以及相應(yīng)的控制閥與蓄熱水箱6相連接。
[0016]本發(fā)明中所述膜片式管熱水循環(huán)回路中的膜片式傳熱管10是由內(nèi)側(cè)凸起、表面粗糙的膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱性能好的鋁合金材質(zhì)制備而成(參見(jiàn)圖2、3所示)。所述沼氣池頂板采用玻璃端蓋頂棚，沼氣池的底部及周邊設(shè)置有填充稻殼、鋸末的環(huán)形溝槽。
[0017]本發(fā)明中所述熱源熱水循環(huán)回路系統(tǒng)采用的秸桿灶具夾套熱水裝置4，它包括設(shè)置有進(jìn)水口 4-1、出水口 6的夾套蓄水容器4-2，以及1#炊灶4-3、2#炊灶4_4、1#炊灶爐膛4_7、2#炊灶爐膛4-8;該秸桿灶具夾套熱水裝置4是利用秸桿灶具炊用余熱加熱設(shè)置在灶具爐膛內(nèi)的夾套蓄水容器4-2，向蓄熱水箱6提供熱能源(參見(jiàn)圖4)。
[0018]更具體說(shuō)，本發(fā)明采用了太陽(yáng)能(太陽(yáng)能集熱器1)和生物質(zhì)能(秸桿灶具夾套熱水裝置4)兩個(gè)循環(huán)回路耦合并網(wǎng)運(yùn)行組成熱源熱水循環(huán)回路，以及熱源熱水循環(huán)回路和膜片式管熱水循環(huán)回路。本發(fā)明的工作過(guò)程如下:
在冬季室外陽(yáng)光充裕、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大時(shí)，太陽(yáng)能熱源系統(tǒng)開(kāi)啟，循環(huán)水進(jìn)入太陽(yáng)能集熱器1加熱，由太陽(yáng)能集熱器1的出口處溫控裝置2檢測(cè)循環(huán)水溫，當(dāng)溫度高于10°C?15°C，則閥門(mén)K3打開(kāi)，閥門(mén)K2、K1、K4關(guān)閉，向蓄熱水箱6提供能量，換熱后由循環(huán)水栗3加壓、重新回流至太陽(yáng)能集熱器1加熱。在晚上或陽(yáng)光不充足、溫度低于10°C?15°C時(shí)，啟動(dòng)秸桿灶具夾套熱水系統(tǒng)，閥門(mén)K1、K4打開(kāi)，閥門(mén)Κ3、Κ2關(guān)閉。需說(shuō)明一點(diǎn)，該模式在運(yùn)行初始，需借助輔助用電集熱管8加熱，直至沼氣出口 13有沼氣流出后切斷輔助用電集熱管8電源。
[0019]太陽(yáng)光照強(qiáng)度不足、單獨(dú)依靠太陽(yáng)能集熱器1不能夠把循環(huán)水加熱至設(shè)定溫度時(shí)，采用太陽(yáng)能、生物質(zhì)能(秸桿灶具夾套熱水裝置4)等低品位能源并網(wǎng)驅(qū)動(dòng)農(nóng)村戶(hù)用沼氣池增溫系統(tǒng)的方案，確保沼氣穩(wěn)定供給使用。即由太陽(yáng)能集熱器1把水加熱到一定溫度，然后再進(jìn)入秸桿灶具夾套熱水裝置4進(jìn)行輔助加熱、達(dá)到所設(shè)定的溫度，以確保沼氣穩(wěn)定供給(針對(duì)秸桿灶具夾套熱水裝置4與太陽(yáng)能集熱器1聯(lián)合匹配特點(diǎn)，考慮到驅(qū)動(dòng)熱源并網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際，需構(gòu)建聯(lián)合系統(tǒng)耦合運(yùn)行控制模式，便于解決系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)環(huán)節(jié)之間的整體協(xié)同調(diào)試，優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)各環(huán)節(jié)間的運(yùn)行結(jié)構(gòu)，提高聯(lián)合系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性與可靠性)。
[0020]本發(fā)明中所述的膜片式管熱水循環(huán)回路由供、回水管路，循環(huán)水栗5和內(nèi)側(cè)凸起、表面粗糙的膜片式傳熱管10組成;膜片式傳熱管10因系統(tǒng)溫度、壓力變化時(shí)，促使管狀膜片受力變形、擠壓沼液層，增強(qiáng)池內(nèi)沼液擾動(dòng)，提高系統(tǒng)整體加熱性能。
[0021]本發(fā)明根據(jù)溫室效應(yīng)的原理，在沼氣池底部及兩側(cè)修建內(nèi)部填充稻殼、鋸末的環(huán)形溝槽進(jìn)行保溫，并將沼氣池頂板設(shè)計(jì)成玻璃端蓋頂棚，旨在充分利用玻璃端蓋頂棚太陽(yáng)能輔助采暖，以期提高系統(tǒng)整體加熱性能。適時(shí)監(jiān)控戶(hù)用沼氣池內(nèi)溫度變化和產(chǎn)氣量，監(jiān)測(cè)日照下沼氣池內(nèi)采光分布和得熱量情況。
[0022]本發(fā)明可采用能耗分析軟件DesignBuilder模擬冬季全天日照下沼氣池內(nèi)光照得熱量情況，旨在利用太陽(yáng)能輔助采暖，彌補(bǔ)系統(tǒng)熱量不足、能效偏低等不利影響，有助于優(yōu)化農(nóng)村戶(hù)用沼氣池系統(tǒng)設(shè)計(jì)及改善系統(tǒng)累積產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣性能等提供參考依據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶有膜片式傳熱管的農(nóng)村戶(hù)用沼氣池增溫系統(tǒng)，其特征在于:它包括熱源熱水循環(huán)回路、設(shè)置在沼氣池內(nèi)的膜片式管熱水循環(huán)回路以及沼氣池頂板;所述熱源熱水循環(huán)回路包括內(nèi)置有輔助用電集熱管的蓄熱水箱，通過(guò)循環(huán)管路、相應(yīng)的控制閥、以及溫控裝置、循環(huán)水栗與蓄熱水箱相連接的太陽(yáng)能集熱器和秸桿灶具夾套熱水裝置;所述膜片式管熱水循環(huán)回路通過(guò)循環(huán)水栗、循環(huán)管路以及相應(yīng)的控制閥與蓄熱水箱相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有膜片式傳熱管的農(nóng)村戶(hù)用沼氣池增溫系統(tǒng)，其特征在于:所述膜片式管熱水循環(huán)回路中的膜片式傳熱管是由內(nèi)側(cè)凸起、表面粗糙的膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱性能好的鋁合金材質(zhì)制備而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有膜片式傳熱管的農(nóng)村戶(hù)用沼氣池增溫系統(tǒng)，其特征在于:所述沼氣池頂板采用玻璃端蓋頂棚，沼氣池的底部及周邊設(shè)置有填充稻殼、鋸末的環(huán)形溝槽。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種帶有膜片式傳熱管的農(nóng)村戶(hù)用沼氣池增溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括熱源熱水循環(huán)回路、設(shè)置在沼氣池內(nèi)的膜片式管熱水循環(huán)回路以及沼氣池頂板；所述熱源熱水循環(huán)回路包括內(nèi)置有輔助用電集熱管的蓄熱水箱，通過(guò)循環(huán)管路、相應(yīng)的控制閥、以及溫控裝置、循環(huán)水泵與蓄熱水箱相連接的太陽(yáng)能集熱器和秸稈灶具夾套熱水裝置；所述膜片式管熱水循環(huán)回路通過(guò)循環(huán)水泵、循環(huán)管路以及相應(yīng)的控制閥與蓄熱水箱相連接。本發(fā)明有效解決了農(nóng)村戶(hù)用沼氣池的增溫技術(shù)問(wèn)題，保證了冬季沼氣的產(chǎn)量。
【IPC分類(lèi)】C12M1/38, C12M1/107, C12M1/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105462830
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511012667
【發(fā)明人】劉恩海, 李海軍, 崔四齊, 劉寅, 歐陽(yáng)明哲, 趙坤正, 王露露, 趙汗青, 黃謙
【申請(qǐng)人】中原工學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日