[发明专利]一种利用空气能加热的发酵仓加热装置及方法

说明书

本发明公开了一种利用空气能加热的发酵仓加热装置及方法，其中装置中发酵仓包括加热夹层、流道隔板、搅拌部和传感部，加热夹层由空气能热泵输入载热介质，加热夹层设置在发酵仓的仓壁；流道隔板设置在加热夹层中，交错排列，使加热夹层内的载热介质呈“S”型导流；搅拌部包括搅拌轴和搅拌叶，搅拌叶设置在搅拌轴上，搅拌轴转动带动搅拌叶转动，搅拌叶搅动发酵仓内的物料；传感部包括加热层温度传感器和生物温度传感器，加热层温度传感器检测加热夹层载热介质的温度，生物温度传感器检测发酵仓内物料的温度。本发明对餐厨垃圾的发酵环保、节能，避免了传统热源的燃烧排放，利用空气能，设置流道隔板，能效比提高4‑5倍。

技术领域

本发明属于环保领域，涉及一种利用空气能加热的发酵仓加热装置及方法。

背景技术

随着我国经济迅速发展，生活水平提高，城市化的加快。餐厨垃圾的增量给城市固废处理带来空前的压力。近年来，国家大力治理环境，对餐厨垃圾也实行了资源化处理。

目前的餐厨垃圾的处理技术主要有：填埋处理、焚烧处理、饲料化处理、厌氧发酵处理、好氧堆肥处理、好氧微生物处理等。

其中，好氧微生物处理技术是比较常用的一种。是以餐厨垃圾作为培养基，按一定比例加入复合微生物菌种，在一定的PH值、发酵温度与含水率的条件下，进行一定时间的中高温好氧发酵，可以使微生物菌分裂增殖速度达到对数级，实现转化蛋白的过程，并降低含水率，使微生物菌在此时生成芽孢体后，进入休眠状态，能够很好地保存产物。对各种好氧生物菌的中高温餐厨垃圾发酵的实验表明，控制好微生物菌种发酵的温度与含水率可以最大的减量，减量率达到40%以上。中高温好氧发酵工艺处理的餐厨垃圾有机物转化率高，反应残余可为作有机肥料。但好氧发酵过程要保持较高的温度，需要消耗大量的热能。如上海乾界生物的微生态B型菌剂发酵温度需要38-45度；像吕凡、何晶晶研制的好氧复合菌种，发酵温度需要55~65度。

而常用加热技术有：煤加热、燃气加热、电热丝加热、电热管加热、红外加热、厚膜加热、电磁能加热等。以上煤加热与燃气加热存在占用空间，能源不可再生，不环保，经济效益不高的缺点。电热丝、红外、电磁能、厚膜等加热方式都是利用电将电能转化为热能的过程，但以上的几种电加热也存在经济效益低，COP（Coefficient of performance，W/W:制热量（W）与输入功率（W）的比率定义为COP，也叫：能效比、热效率）低于1的情况，即能效比低。

空气能原理为用1份电能给压缩机做功，压缩机压缩系统管道里的冷媒，冷媒通过蒸发器吸收空气中N份的热量后，将1+N份热量输送至空气能冷凝器，冷凝器产生高温热量。本申请方案就是通过载热介质（液体）从空气能热泵热水出口301将冷凝器的高温热量输送至餐厨处理设备的发酵仓。

现有技术中常规空气能热泵结构参见图1，其中包括：压缩机30、冷凝器31、蒸发器32、电子膨胀阀33、四通阀34、储液罐35、分离器36、过滤器37、低压保护阀381、高压保护阀382、低压表391、高压表392、空气能热泵热水出口301、空气能回水口302和控制电路等组成，空气能系统中的冷媒（氟利昂）通过压缩机30压缩后，产生高压、高温的气状冷媒经四通阀34至高压保护阀382后，将热量输送至冷凝器31的冷媒端；冷凝器的热量通过载热介质输送到发酵仓后，冷媒由冷凝器输出经储液罐35与过滤器37后，经过电子膨胀阀33后，气化成低压低温的气状冷媒流向蒸发器32，低温的冷媒通过蒸发器吸收空气中的热量后，由蒸发器输出经低压保护阀381后，再经过四通阀34，流向分离器后，回流于压缩机重新进行新一轮的压缩，压缩成高压、高温的液状冷媒。而低压表391与高压表392用于显示空气能系统里面的低压与高压的压力。

现有的多种加热技术，存在污染、辐射、COP（能效比）低等不足，特别是应用于餐厨垃圾处理的发酵加热时加热点过于集中，使发酵仓整体受热不均匀，容易导致局部受热温度过高，不利于发酵菌种生存的情况。

发明内容