本實用新型涉及及沼氣發(fā)酵及太陽能熱利用領(lǐng)域，具體為一種豬糞生產(chǎn)沼氣用太陽能集熱溫控裝置。

背景技術(shù)：

近幾年來，我國沼氣建設(shè)發(fā)展較快，大大緩解了農(nóng)村能源緊張的局面，也有效治理了大量的污染物和廢水。目前我國主要的沼氣發(fā)酵方式包括農(nóng)作物秸稈、人畜糞便、農(nóng)業(yè)固體廢物等，沼氣發(fā)酵技術(shù)的迅速發(fā)展，已經(jīng)成為提高農(nóng)村畜禽糞便和農(nóng)林廢棄物資源化利用的有效途徑。

沼氣池的產(chǎn)氣量與沼氣池的發(fā)酵溫度密切相關(guān)。沼氣發(fā)酵需要在一定的溫度范圍內(nèi)才能進行，沼氣池內(nèi)溫度是影響沼氣產(chǎn)率的關(guān)鍵因素，適宜的溫度在20～40℃，而在我國北方地區(qū)，冬季的地埋式沼氣池內(nèi)溫度常低于15℃，嚴重影響甲烷菌的活性和沼氣產(chǎn)率。目前，將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能用于沼氣池增溫地埋式沼氣池在我國北方地區(qū)的冬季，但是常常會因為池內(nèi)溫度過低而不能正常產(chǎn)氣和使用，而且太陽能作為一種自然資源既可將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能供沼氣池所需熱量，另一方面太陽能又可轉(zhuǎn)換為電能作為沼氣池控制系統(tǒng)的電能資源，為此本申請設(shè)計一種豬糞生產(chǎn)沼氣用太陽能集熱溫控裝置，用來對沼氣池內(nèi)的溫度進行實時監(jiān)測，并設(shè)置沼氣池最高溫及最低溫具體溫度值大小，當(dāng)沼氣池內(nèi)溫度超過所設(shè)定的最高溫和最低溫時，報警器發(fā)出預(yù)警信號，并驅(qū)動溫控裝置對沼氣池內(nèi)的溫度進行適時調(diào)節(jié)，利用太陽能為沼氣池提供熱能和電能資源，另外將陽能充電板和太陽能集熱裝置結(jié)構(gòu)設(shè)置為一體式結(jié)構(gòu)，利用凸透鏡原理聚焦大量熱量，提高了太陽能的利用率，也給沼氣池提供良好的環(huán)境條件，提 高了產(chǎn)氣量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種豬糞生產(chǎn)沼氣用太陽能集熱溫控裝置，用來對沼氣池內(nèi)的溫度進行實時監(jiān)測，并設(shè)置沼氣池最高溫及最低溫具體溫度值大小，當(dāng)沼氣池內(nèi)溫度超過所設(shè)定的最高溫40℃或低于最低溫20℃時，報警器發(fā)出預(yù)警信號，并驅(qū)動溫控裝置對沼氣池內(nèi)的溫度進行適時調(diào)節(jié)，利用太陽能為沼氣池提供熱能和電能資源，另外將陽能充電板和太陽能集熱裝置結(jié)構(gòu)設(shè)置為一體式結(jié)構(gòu)，利用凸透鏡原理聚焦大量熱量，提高了太陽能的利用率，也給沼氣池提供良好的環(huán)境條件，提高了產(chǎn)氣量。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種豬糞生產(chǎn)沼氣用太陽能集熱溫控裝置,包括沼氣池本體和太陽能集熱系統(tǒng)組成，沼氣池本體由發(fā)酵間1、設(shè)置于發(fā)酵間1上部的貯氣間2、位于貯氣間2一側(cè)的水壓間3、設(shè)置于發(fā)酵間1一端的進料口4組成，發(fā)酵間1和貯氣間2通過隔板隔開；太陽能集熱系統(tǒng)由太陽能集熱裝置5、設(shè)置在貯熱水箱6內(nèi)的熱水循環(huán)泵7、與熱水循環(huán)泵7輸出連接的循環(huán)管道8和與循環(huán)管道8連通的換熱盤管9組成，其特征在于：所述所述貯熱水箱6一側(cè)通過導(dǎo)通管10與太陽能集熱裝置5連接，所述發(fā)酵間1外部設(shè)有溫控儀11，溫控儀11外部設(shè)有鍵盤，溫控儀內(nèi)設(shè)有主控制器，主控制器的輸入端接發(fā)酵間1的溫度檢測電路和貯熱水箱6的溫度檢測電路，主控制器的輸出端接溫度控制電路、報警電路和RS485通訊電路，RS485通訊電路接GSM無線通訊裝置的信號輸入端，GSM無線通訊裝置的信號輸出端接監(jiān)控中心，鍵盤和主控制器輸入端電連接。

所述太陽能集熱裝置5包括與導(dǎo)通管10連通的集熱板501，集熱板501內(nèi)側(cè)通過連接件設(shè)置有凸透鏡502，且位于集熱板501兩側(cè)的凸透鏡502的外部還 加裝有平面反射鏡503，導(dǎo)通管10一側(cè)設(shè)置有太陽光方向追蹤器504，所述凸透鏡502的焦距對準(zhǔn)聚熱板501且焦點位于聚熱板501上的聚熱裝置505，集熱板501周邊設(shè)有太陽能充電板506。

所述換熱盤管9敷設(shè)在發(fā)酵間1底部，沿發(fā)酵間1側(cè)壁呈螺旋環(huán)狀布置。

所述凸透鏡502的數(shù)量至少有三塊。

所述導(dǎo)通管10右側(cè)設(shè)有配電箱12，配電箱12內(nèi)設(shè)有太陽能充電電池507、逆變器508和蓄電池509，太陽能充電板506與太陽能充電電池507電連接，太陽能充電電池507與逆變器508電連接，逆變器508與蓄電池509連接，蓄電池509與溫控儀11內(nèi)設(shè)置的主控制器電連接。

所述發(fā)酵間1和貯熱水箱6內(nèi)設(shè)有第一溫度傳感器13和第二溫度傳感器14，第一溫度傳感器13和第二溫度傳感器14其型號為AD590。

所述主控制器與蓄電池509電連接給整個裝置供電,太陽光方向追蹤器504與蓄電池509電連接，主控制器信號為MSP430。

所述溫度檢測電路包括發(fā)酵間1的溫度檢測電路和貯熱水箱6的溫度檢測電路，其中發(fā)酵間1的溫度檢測電路由第一溫度傳感器13連接穩(wěn)壓二極管D1、放大器IC1、滑動變阻器RP1、RP2及定值電阻R1、R2、R3、R4組成，其中溫度傳感器13為AD590，放大器IC1為OP07，溫度傳感器AD590的一端接電源端VCC后與電阻R1連接，電阻R1另一端接穩(wěn)壓二極管D1，穩(wěn)壓二極管D1另一端接電阻R2，電阻R2接溫度傳感器AD590后接放大器IC1正極端端，滑動變阻器RP1接變阻RP2,變阻RP2接電阻R3，電阻R3接放大器IC1負極端端，放大器IC1的輸出端接電阻R5，電阻R5另一端接主控制器MSP430的輸入端P3.0口；貯熱水箱6的溫度檢測電路由第二溫度傳感器14連接穩(wěn)壓二極管D2、放大器IC2、滑動變阻器RP3、RP4及定值電阻R7、R8、R9、R10組成，其中溫度傳感器為AD590，放大器IC2為OP07，溫度傳 感器AD590的一端接電源端VCC后與電阻R6連接，電阻R6另一端接穩(wěn)壓二極管D2，穩(wěn)壓二極管D2另一端接電阻R7，電阻R20接溫度傳感器AD590后接放大器IC2正極端，滑動變阻器RP3接變阻RP4,變阻RP4接電阻R8，電阻R8接放大器IC2負極端，放大器IC1的輸出端接電阻R10，電阻R10另一端接主控制器MSP430的輸入端P3.2口。

所述溫度控制電路由設(shè)置在熱水循環(huán)泵7上的開關(guān)閥和繼電器控制開關(guān)連接電阻R11、R12、三極管VT1組成，其中主控制器MSP430的輸出端P2.7口接電阻R11,電阻R11另一端接三極管VT1的基極，三極管VT1的發(fā)射極接地，三極管VT1的集電極接繼電器K1，繼電器K1接熱水循環(huán)泵7上設(shè)置的開關(guān)閥，繼電器K1另一路并接二極管D3,實現(xiàn)對熱水循環(huán)泵7上的開關(guān)閥的控制。

所述報警電路由雙刀雙擲開關(guān)連接報警燈L1、L2組成，其中主控制器MSP430的輸出端P2.0口連接電阻R13，電阻R13另一端連接雙刀雙擲開關(guān)，雙刀雙擲開關(guān)a、c端之間接報警燈L1,b、d端之間接報警燈L2；所述RS485通訊電路接主控制器的輸出端P2.3口，4*4鍵盤接主控制器的輸入端P1.0、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6口。

實用新型的有益效果在于：對沼氣池內(nèi)的溫度進行實時監(jiān)測，并設(shè)置沼氣池最高溫及最低溫具體溫度值大小，當(dāng)沼氣池內(nèi)溫度超過所設(shè)定的最高溫40℃h或低于最低溫20℃時，報警器發(fā)出預(yù)警信號，并驅(qū)動溫控裝置對沼氣池內(nèi)的溫度進行適時調(diào)節(jié)，利用太陽能為沼氣池提供熱能和電能資源，另外將陽能充電板和太陽能集熱裝置結(jié)構(gòu)設(shè)置為一體式結(jié)構(gòu)，利用凸透鏡原理聚焦大量熱量，提高了太陽能的利用率，也給沼氣池提供良好的環(huán)境條件，提高了產(chǎn)氣量。

附圖說明

圖1為本實用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為陽能集熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為溫控儀內(nèi)部各電路原理框圖；

圖4為配電箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖。

圖5為溫控儀內(nèi)部個檢測電路接線圖。

圖中所示：發(fā)酵間1、貯氣間2、水壓間3、進料口4、貯熱水箱6、熱水循環(huán)泵7、循環(huán)管道8、換熱盤管9、導(dǎo)通管10、溫控儀11、配電箱12、第一溫度傳感器13、第二溫度傳感器14、集熱板501、凸透鏡502、平面反射鏡503、太陽光方向追蹤器504、聚熱裝置505、太陽能充電板506、太陽能充電電池507、逆變器508、蓄電池509。

具體實施方式

一種豬糞生產(chǎn)沼氣用太陽能集熱溫控裝置,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、圖2所示：包括沼氣池本體和太太陽能集熱系統(tǒng)組成，沼氣池本體由發(fā)酵間1、設(shè)置于發(fā)酵間1上部的貯氣間2、位于貯氣間2一側(cè)的水壓間3、設(shè)置于發(fā)酵間1一端的進料口4組成，發(fā)酵間1和貯氣間2通過隔板隔開；太陽能集熱系統(tǒng)由太陽能集熱裝置5、設(shè)置在貯熱水箱6內(nèi)的熱水循環(huán)泵7、與熱水循環(huán)泵7輸出連接的循環(huán)管道8和與循環(huán)管道8連通的換熱盤管9組成，其特征在于：所述所述貯熱水箱6一側(cè)通過導(dǎo)通管10與太陽能集熱裝置5連接連，集熱板501內(nèi)側(cè)通過連接件設(shè)置有凸透鏡502，且位于集熱板501兩側(cè)的凸透鏡502的外部還加裝有平面反射鏡503，導(dǎo)通管10一側(cè)設(shè)置有太陽光方向追蹤器504，所述凸透鏡502的焦距對準(zhǔn)聚熱板501且焦點位于聚熱板501上的聚熱裝置505，所述集熱板501周邊設(shè)有太陽能充電板506；所述發(fā)酵間1外部設(shè)有溫控儀11，溫控儀11外部設(shè)有鍵盤，溫控儀11內(nèi)設(shè)有主控制器，主控制器的輸入端接發(fā)酵間1的溫度檢測電路和貯熱水箱6的溫度檢測電路，主控制器的輸出端接溫度控制電路、 報警電路和RS485通訊電路，RS485通訊電路的輸出接GSM無線通訊裝置的信號輸入端，GSM無線通訊裝置的信號輸出端接監(jiān)控中心，鍵盤和主控制器輸入端電連接，顯示屏和主控制器輸出端電連接，溫控儀內(nèi)各電路之間的控制原理接線圖如圖3所示：通過鍵盤給主控制器設(shè)定發(fā)酵間1的最高溫度為40℃，最低溫度為20℃，鍵盤為4*4鍵盤。

所述太陽能集熱裝置5包括與導(dǎo)通管10連通的集熱板501，集熱板501內(nèi)側(cè)通過連接件設(shè)置有凸透鏡502，且位于集熱板501兩側(cè)的凸透鏡502的外部還加裝有平面反射鏡503，導(dǎo)通管10一側(cè)設(shè)置有太陽光方向追蹤器504，所述凸透鏡502的焦距對準(zhǔn)聚熱板501且焦點位于聚熱板501上的聚熱裝置505，集熱板501周邊設(shè)有太陽能充電板506。

所述導(dǎo)通管10右側(cè)設(shè)有配電箱12，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖如圖4所示：配電箱12內(nèi)設(shè)有太陽能充電電池507、逆變器508和蓄電池509，太陽能充電板506與太陽能充電電池507電連接，太陽能充電電池507與逆變器508電連接，逆變器508與蓄電池509連接，蓄電池509與溫控儀11內(nèi)設(shè)置的主控制器電連接給溫控儀11供電。

所述發(fā)酵間1和貯熱水箱6內(nèi)設(shè)有第一溫度傳感器13和第二溫度傳感器14，第一溫度傳感器13和第二溫度傳感器14，其型號為AD590。

所述主控制器與蓄電池509電連接給整個裝置供電，陽光方向追蹤器504與蓄電池509電連接，主控制器信號為MSP430。

如圖5所示：所述溫度檢測電路包括發(fā)酵間1的溫度檢測電路和貯熱水箱6的溫度檢測電路，其中發(fā)酵間1的溫度檢測電路由第一溫度傳感器13連接穩(wěn)壓二極管D1、放大器IC1、滑動變阻器RP1、RP2及定值電阻R1、R2、R3、R4組成，其中溫度傳感器13為AD590，放大器IC1為OP07，溫度傳感器AD590的一端接電源端VCC 后與電阻R1連接，電阻R1另一端接穩(wěn)壓二極管D1，穩(wěn)壓二極管D1另一端接電阻R2，電阻R2接溫度傳感器AD590后接放大器IC1正極端端，滑動變阻器RP1接變阻RP2,變阻RP2接電阻R3，電阻R3接放大器IC1負極端端，放大器IC1的輸出端接電阻R5，電阻R5另一端接主控制器MSP430的輸入端P3.0口；貯熱水箱6的溫度檢測電路由第二溫度傳感器14連接穩(wěn)壓二極管D2、放大器IC2、滑動變阻器RP3、RP4及定值電阻R7、R8、R9、R10組成，其中溫度傳感器為AD590，放大器IC2為OP07，溫度傳感器AD590的一端接電源端VCC后與電阻R6連接，電阻R6另一端接穩(wěn)壓二極管D2，穩(wěn)壓二極管D2另一端接電阻R7，電阻R20接溫度傳感器AD590后接放大器IC2正極端，滑動變阻器RP3接變阻RP4,變阻RP4接電阻R8，電阻R8接放大器IC2負極端，放大器IC1的輸出端接電阻R10，電阻R10另一端接主控制器MSP430的輸入端P3.2口。

所述溫度控制電路由設(shè)置在熱水循環(huán)泵7上的開關(guān)閥和繼電器控制開關(guān)連接電阻R11、R12、三極管VT1組成，其中主控制器MSP430的輸出端P2.7口接電阻R11,電阻R11另一端接三極管VT1的基極，三極管VT1的發(fā)射極接地，三極管VT1的集電極接繼電器K1，繼電器K1接熱水循環(huán)泵7上設(shè)置的開關(guān)閥，繼電器K1另一路并接二極管D3,實現(xiàn)對熱水循環(huán)泵7上的開關(guān)閥的控制。

所述報警電路由雙刀雙擲開關(guān)連接報警燈L1、L2組成，其中主控制器MSP430的輸出端P3.6口連接電阻R13，電阻R13另一端連接雙刀雙擲開關(guān)，雙刀雙擲開關(guān)a、c端之間接報警燈L1,b、d端之間接報警燈L2,報警燈L1用來對發(fā)酵間1的溫度低于20℃時進行報警提示，報警燈L2用來對發(fā)酵間1的溫度高與40℃時進行報警提示；所述RS485通訊電路接主控制器的輸出端P2.3口；4*4鍵盤接主控制器的輸入端P1.0、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6口。

工作原理：接通電源后裝置動作，太陽能集熱裝置5通過集熱板501與凸透 鏡502和平面反射鏡503配合聚集大量太陽能熱量并將聚集的熱量儲存在聚熱裝置505內(nèi)利用導(dǎo)通管10給貯熱水箱6中的水導(dǎo)通加熱，通過導(dǎo)通管10上設(shè)置的太陽光方位追蹤器504適時追蹤太陽光照較強的方位，同時太陽能充電板506將太陽能轉(zhuǎn)換為電能儲存在蓄電池509給溫控儀11和太陽光方位追蹤器504供電。

設(shè)置在發(fā)酵間1的溫度傳感器和貯熱水箱6的溫度傳感器將檢測到的溫度值傳經(jīng)溫度檢測電路處理后傳給溫控儀11的主控制器的信號輸入端，主控制器根據(jù)接收到的溫度信號值與主控制器內(nèi)部設(shè)定的溫度數(shù)值進行對比，當(dāng)發(fā)酵間1的溫度低于20℃時，報警電路發(fā)出低溫報警信號，主控制器驅(qū)動設(shè)置在熱水循環(huán)泵7上的控制閥打開，貯熱水箱6內(nèi)的熱水經(jīng)過水管流經(jīng)換熱盤管9對發(fā)酵間進行增溫；當(dāng)發(fā)酵間1溫度高于40℃時，報警電路發(fā)出高溫報警信號，主控制器驅(qū)動設(shè)置在熱水循環(huán)泵7上的控制閥關(guān)閉，停止貯熱水箱6內(nèi)的熱水流經(jīng)換熱盤管9實現(xiàn)發(fā)酵間1的降溫，溫控儀11內(nèi)設(shè)置的溫度檢測電路路將檢測到的發(fā)酵間1和貯熱水箱6內(nèi)的溫度值適時發(fā)送至主控制器，主控制器將接收到的溫度信號通過RS485通訊傳給GSM無線通訊裝置的信號輸入端，GSM無線通訊裝置的信號輸出端將信號值傳給監(jiān)控中心，工作人員在監(jiān)控室內(nèi)的監(jiān)控顯示器就可適時掌握沼氣池內(nèi)所有數(shù)據(jù)信息，節(jié)約了大量人力投入和時間耗費，利用太陽能為沼氣池提供熱能和電能資源，另外將陽能充電板和太陽能集熱裝置結(jié)構(gòu)設(shè)置為一體式結(jié)構(gòu)，利用凸透鏡原理聚焦大量熱量，提高了太陽能的利用率，也給沼氣池提供良好的環(huán)境條件，提高了產(chǎn)氣量。

以上實施例僅為本實用新型其中的一些實施方式，其描述較為具體，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。