[实用新型]恒温发酵沼气池的太阳能-热泵联合加热系统

摘要

本实用新型公开了一种恒温发酵沼气池的太阳能‑热泵联合加热系统，包括太阳能集热系统、沼气池恒温保温加热系统、原料加热系统和控制器，太阳能集热系统包括太阳能集热器组、储热水箱、太阳能‑酸化池加热器、酸化池、废液池加热器、废液池；沼气池恒温保温加热系统包括第一热泵换热器、沼气池、外置恒温加热器、储热水箱、第一热泵、PCM模块、保温层；原料加热系统包括太阳能‑酸化池加热器、第二热泵、第二热泵换热器、废液池、余热换热器、热泵‑酸化池加热器、酸化池。本实用新型能够减小太阳能集热系统储热水箱体积、提高第二热泵和太阳能集热器的集热效率、提高沼气池内沼液温度均匀性、改善发酵罐保温性能和沼气池温度的稳定性。

主权项

一种恒温发酵沼气池的太阳能‑热泵联合加热系统，包括太阳能集热系统、沼气池恒温保温加热系统、原料加热系统和控制器，其特征在于：所述太阳能集热系统包括太阳能集热器组（1）、储热水箱（14）、太阳能‑酸化池加热器（2）、酸化池（10）、废液池加热器（5）、废液池（7），由三个分系统组成：第一分系统，所述太阳能集热器组（1）的输出端通过第一循环管道（K1）、第九循环管道（K9）连通所述储热水箱（14）上部第一进水口（14a），储热水箱（14）下部第一出水口（14b）通过第八循环管道（K8）、第七循环管道（K7）与所述太阳能集热器组（1）的输入端相连，所述第七循环管道（K7）上设有第一循环水泵（B1），当太阳能集热器组（1）的出口端温度高于储热水箱（14）设定温度时，所述控制器启动第一三通转换阀（S1）连通第一循环管道（K1）和第九循环管道（K9），第一分系统运行；第二分系统，太阳能集热器组（1）通过所述第一循环管道（K1）、所述第一三通转换阀(S1)、第二循环管道(K2)和第五循环管道(K5)连接到所述太阳能‑酸化池加热器（2）的输入端(2a)，太阳能‑酸化池加热器（2）的输出端(2b)通过第六循环管道(K6)连接到第七循环管道（K7）进入太阳能集热器组（1）的输入端，所述第五循环管道(K5)上设有第三电磁阀(D3)和第三循环水泵(B3)，储热水箱（14）内热水温度达到储热水箱（14）设定温度时，所述控制器启动第一三通转换阀（S1）连通第一循环管道（K1）和第二循环管道（K2），同时启动第三电磁阀（D3），第二分系统运行；第三分系统，太阳能集热器组（1）通过所述第一循环管道（K1）、第一三通转换阀（S1）、第二循环管道（K2）和第四循环管道（K4）连接到所述废液池加热器（5）的输入端（5a），废液池加热器（5）的输出端（5b）通过第三循环管道（K3）连接到所述第七循环管道（K7）进入太阳能集热器组（1）的输入端，当酸化池（10）中的料液温度达到酸化池（10）设定温度时，所述控制器启动第一三通转换阀（S1）连通第一循环管道（K1）和第二循环管道（K2），同时关闭第三电磁阀（D3），启动第二电磁阀（D2），第三分系统运行，所述第四循环管道（K4）上设有第二电磁阀（D2）和第二循环水泵(B2)，所述第三循环管道(K3)、所述第六循环管道(K6)、所述第七循环管道（K7）和所述第八循环管道（K8）之间通过四通连接；所述沼气池恒温保温加热系统包括第一热泵换热器（6）、沼气池(11)、外置恒温加热器(12)、储热水箱（14）、第一热泵(13)、PCM模块(16)、保温层(17)，所述储热水箱（14）下部第三出水口(14f)通过第十一循环管道(K11)连通所述外置恒温加热器(12)的进水口(12b)，所述外置恒温加热器(12)的出水口(12a)通过第十循环管道(K10)连通储热水箱（14）的上部第三进水口(14e)，所述第十循环管道(K10)上设有第八循环水泵(B8)和第五电磁阀(D5)；外置恒温加热器(12)的加热管紧贴沼气池壁(15)，在外置恒温加热器(12)外面有一层保温层(17)，所述保温层(17)内侧均匀布置PCM模块(16)；所述第一热泵(13)高温端的两个水管接口分别连接储热水箱（14）上部第二进水口（14c）和储热水箱（14）下部第二出水口(14d)，所述第一热泵(13)的低温端低温水入口(13a)通过第十二循环管道(K12)连接废液池（7）中的第一热泵换热器（6）的低温水出口(6a)，第一热泵(13)的低温水出口(13b）通过第十三循环管道（K13）连接所述第一热泵换热器（6）的低温水入口(6b)，第一热泵(13)与所述储热水箱（14）上部第二进水口（14c）的连接管道上设有第一电磁阀（D1），第一热泵(13)与储热水箱（14）下部第二出水口(14d)的连接管道上设有第九循环水泵（B9），所述第十二循环管道（K12）上设有第十循环水泵（B10）；所述原料加热系统包括所述太阳能‑酸化池加热器（2）、第二热泵（3）、第二热泵换热器（4）、所述废液池（7）、余热换热器（8）、热泵‑酸化池加热器（9）、酸化池（10），废液从所述沼气池(11)的出料口（11b）通过出料管道（L2）连接所述余热换热器（8）的输入端（8a），换热后经余热换热器（8）的输出端（8b）进入所述废液池（7），所述出料管道（L2）上设有第七水泵（B7）；所述第二热泵（3）的低温水入口（3c）和低温水出口（3d）分别连接所述第二热泵换热器（4）的低温水出口（4a）和低温水入口（4b），第二热泵（3）的高温水出口(3a）连接所述热泵‑酸化池加热器（9）的高温水入口（9a），第二热泵（3）的高温水入口（3b）连接热泵‑酸化池加热器（9）的高温水出口（9b），第二热泵（3）与热泵‑酸化池加热器（9）的高温水入口（9a）连接管道上设有第四循环水泵（B4），第二热泵（3）与热泵‑酸化池加热器（9）的高温水出口（9b）连接管道上设有第四电磁阀（D4），第二热泵（3）与所述第二热泵换热器（4）的连接管道上设有第五循环水泵（B5），新鲜料液进入所述酸化池（10）加热后通过进料管道（L1）从沼气池(11)的进料口（11a）进入沼气池，所述进料管道（L1）上设有第六水泵（B6）。