一种沼气池加热系统及沼气池的制作方法

本发明涉及沼气技术领域，特别涉及一种沼气池加热系统及沼气池。

背景技术：

当下，环境污染问题已成为人类社会必须面对的重大问题，我国的环境问题尤为突出，如由于焚烧秸秆和不洁能源利用等原因造成的北方雾霾，近年来有愈演愈烈之势，因此，提倡清洁能源的使用是当下环境保护的必然要求。

能源方面，沼气是一种清洁的生物质能源，可在适宜温度下通过沼液发酵制取。然而，沼气池产气率很大程度受到温度的影响，当池内温度过低时，会严重影响池内甲烷菌等的活性和发酵。为保证沼气池正常产气和使用，要求发酵温度必须稳定在一定范围。因此，在冬季或夜间，为维持沼气池适宜温度，需要对沼液进行加热处理。传统的沼气池加热技术多采用单一太阳能加热制取沼气，即利用太阳能集热系统生产的热水，通过沼气池底部的换热装置来加热料液，使料液升温发酵，产生沼气；或者采用在沼气池上覆盖地膜、柴草等保温措施对沼气池保温，减少能耗，提高池温。然而这些措施由于受到冬季或夜间气温低、无光照、地温低等气候、材料因素的限制，无法在寒冷天气或夜间持续保温，导致沼气的产气率低、使用率低、甚至会出现沼气池冻裂的现象等问题。

综上所述，如何提供一种可解决沼气池冬季或夜间气温低，导致其无法持续保温和产气率低问题的沼气池加热系统，以及包括此沼气池加热系统的沼气池，成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种可解决沼气池冬季或夜间气温低，导致产气率低的沼气池加热系统，以及包括此沼气池加热系统的沼气池。

本发明的解决方案是这样实现的：本发明提出一种沼气池加热系统，包括控制系统、换热系统及自励系统，所述自励系统包括燃烧室，所述燃烧室通过导气管与沼池连通；所述换热系统包括流出管道和与流出管道连通的回流管道和换热装置，所述燃烧室通过管道与所述换热装置连通；所述控制系统分别与所述换热系统和自励系统电连接，并可对所述换热系统和自励系统进行控制。此结构的沼气池加热系统，与无此沼气池加热系统相比，当沼池内的温度过低时，可由沼池中的沼气经燃烧室燃烧后第一时间对换热系统的循环介质进行加热，并把热量带入沼池，以提高沼池内的沼液温度，并且，由于其以沼气池自身所产沼气为热源，因此可持续地对沼气池进行加热，维持其温度，较好的解决了现有沼气池冬季或夜间由于气温过低导致产气率低的问题，同时，还具有结构简单，更为便捷的优点。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述沼气加热系统还包括燃气阀和温度检测装置，所述自励系统内还设有燃气阀，所述控制器与所述燃气阀电连接，并可对所述燃气阀进行控制；所述换热系统还包循环泵，所述流出管道与所述换热装置的一端连通，所述回流管道与所述换热装置的另一端连通，所述循环泵设置于所述流出管道和/或回流管道上。此设置方式，温度检测装置还可实时对沼池的温度进行监测，并把监测结果实时反馈至控制系统，控制系统根据需要实时打开或关闭燃气阀，全流程避免人工操作，自动化程度高。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述沼气池加热系统还包括第一管道，所述第一管道的一端与所述换热装置连通，另一端与所述流出管道连通。此设置方式，换热装置内的水可经第一管道进入流出管道，再从流出管道进入回流管道，之后再次进入换热装置内，形成封闭循环。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述沼气池加热系统还包括第二管道，所述第二管道的一端与所述换热装置连通，另一端与所述回流管道连通。此设置方式，如上所述，换热装置内的水可经第一管道进入流出管道，再从流出管道进入回流管道，之后进入第二管道，并再次进入换热装置内，形成较为高效的封闭循环

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第一管道与流出管道之间、第一管道或流出管道上还设有第一电磁阀，且所述第一电磁阀与所述控制器电连接。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第二管道与回流管道之间、第二管道或进水管道上还设有第二电磁阀，且所述第二电磁阀与所述控制器电连接。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第一电磁阀和第二电磁阀均为三通电磁阀，所述控制器可分别对所述第一电磁阀和第二电磁阀进行控制。此设置方式，第一电磁阀和第二电磁阀的工作接口切换由控制器来完成，当其他能源同时接入本系统时，可自动切换工作模式，自动化程度高，省时省力。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述沼气池加热系统还包括导气管，所述导气管的一端与所述燃烧室连通。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述导气管上还设有分离器、稳压器和脱硫器，所述分离器、稳压器和脱硫器分别用于对沼气进行汽水分离、稳压和脱硫。另一方面，本发明还提出一种沼气池，包括沼气池加热系统，所述沼气池加热系统为如上任一项所述的加沼气池加热系统。此结构的沼气池，与现有结构的沼气池相比，如前所述，当沼池内的温度过低时，可由沼池中的沼气经自励系统中的燃烧室燃烧后第一时间对加热系统的循环介质进行加热，并把热量带入沼池，以提高沼池内的沼液温度，由于其可持续地对沼气池进行加热，维持其温度，因此，较好的解决了现有沼气池冬季或夜间由于气温过低导致产气率低的问题，同时，还具有持续保温、结构简单、更为便捷优点。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种沼气池加热系统的结构示意图。

图2为本发明沼气池加热系统的控制器结构示意图。

附图标记对应关系为：

1燃烧室2自励装置3燃气阀

4稳压器5脱硫器6分离器

7导气管8第一管道9沼池

10换热装置11第二管道12循环泵

13第一电磁阀14第二电磁阀15流出管道

16回流管道17控制器

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

本发明实施例如下，请参见图1所示的沼气池加热系统，包括如图2所示的控制系统、换热系统和自励系统，更为具体地，控制系统包括控制器17，自励系统包括流出管道15和与流出管道15连通的回流管道16，所述自励系统包括自励装置2和燃烧室1，燃烧室1通过导气管7与沼池9连通，即由沼池9为燃烧室提供燃料。沼气加热系统还温度检测装置，温度检测装置优选为温度传感器，用于实时检测沼池9内的温度，自励系统内还设有燃气阀3。更为具体地，换热系统包括换热装置10和循环泵12，换热装置10包括设置于左右两端的连接管，换热系统还包括流出管道15、流出管道与流出管道15连通的回流管道16和换热装置10，燃烧室10通过管道与换热装置10连通。流出管道15的一端，即图1所示的下端与换热装置10左端的连接管连通，而回流管道16则与换热装置10右端的连接管连通，循环介质置于流出管道15和回流管道16内。而对于控制器17，其分别与温度检测装置和循环泵12电连接，当温度检测装置检测到的沼池9中的温度低于预定范围值时，在控制器17的作用下，循环泵12开启，同时，燃气管道打开，沼池9中的沼气进入燃烧室1后开始燃烧，并对换热系统的循环介质(优选为水)进行加热，并在循环泵12和换热装置10的作用下，把加热后的循环介质不断带入沼池9，进而提高沼池9内的沼液温度。而当温度检测装置感应到沼池9内的温度高于预定范围值时，控制器17会关闭燃气管道和热循环泵12，停止对加热系统循环介质流出管道回流管道进行加热。此结构的沼气池加热系统，与无此沼气池加热系统相比，当沼池9内的温度过低时，可由沼池9中的沼气第一时间对换热系统的循环介质进行加热，并把热量带入沼池9，以提高沼池9内的沼液温度，由于其可持续地对沼气池进行加热，维持其温度，因此，较好的解决了现有沼气池冬季或夜间由于气温过低导致产气率低的问题，同时，还具有结构简单，更为便捷优点。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1所示，控制器17分别与燃气阀3和温度检测装置电连接，温度检测装置可实时把温度值反馈至控制器17，控制器17可根据需要实时打开或关闭燃气阀3，当燃气阀3打开时，通过脉冲点火器，便可点燃沼气。控制器17上可设置显示屏，显示屏上还可设置控制按键或电子安键，通过显示屏，可实时对沼气池加热系统可沼池9进行监控，并可通过按键输入控制命令。此设置方式，测试检测装置还可实时对沼池9的温度进行监测，并把监测结果实时反馈至控制系统，控制系统根据需要实时打开或关闭燃气阀，全流程避免人工操作，自动化程度高。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1所示，沼气池加热系统还包括第一管道8，并且，第一管道8的下端与换热装置10左端的连接管连通，换热装置10具体为换热装置，而第一管道8的上端则与流出管道15的一端连通。此设置方式，换热装置10内的水可经回流管道16、流经流出管道15和第一管道8流出管道，流出管道回流管道之后再次进入换热装置内，形成封闭循环。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1所示，沼气池加热系统还包括第二管道11，第二管道11的下端与换热装置10右端的连接管连通，而第二管道11的上端则与回流管道16连通。此设置方式，如上所述，换热装置10内的水可经第二管道11进入回流出管道16，再从流出管道15进入第一管道8回流管道，并再次进入换热装置内，形成较为高效的封闭循环。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1所示，在第一管道8与流出管道15之间，或者第一管道8上，或者流出管道15上，还可设置第一电磁阀13，第一电磁阀13与控制器17电连接，并且，控制器17还可根据需要实时打开或关闭第一电磁阀13，或控制第一电磁阀13的工位。第一电磁阀13包括三个工作接口，分别为d口、e口和f口，可根据需要，选择其中任意两口进行接通。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1所示，同样，在第二管道11与回流管道16之间，或者第二管道11上，或者回流管道16上，还可设置第二电磁阀14，第二电磁阀14与控制器17电连接，并且，控制器17还可根据需要实时打开或关闭第二电磁阀14，或控制第二电磁阀14的工位。第二电磁阀14同样包括三个工作接口，分别为a口、b口和c口。同样可根据需要，选择其中任意两口进行接通。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1所示，第一电磁阀13和第二电磁阀14均为三通电磁阀，由于控制器17分别与第一电磁阀13和第二电磁阀14电连接，因此，可实时接通或断开相应的工作接口。在图1中，第一电磁阀13的f口和e口接通，第二电磁阀14的b口和c口接通。此设置方式，第一电磁阀13和第二电磁阀14的工作接口切换由控制器17来完成，因此，自动化程度高，省时省力。同时，第一电磁阀13和第二电磁阀14均采用三通阀，有利于其它能源接入沼池9并进行辅助加热。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1所示，导气管7的一端置于沼池9内，另一端与燃烧室1连通，以便及时把沼池9内的沼气输送至燃烧室1进行燃烧。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1所示，导气管7上还设有用于把沼气中汽和水进行分离的分离器6，用于对沼气进行压力稳定的稳压器4，用于对沼气进行脱硫的脱硫器5，沼池9中的沼气，通过对其汽水分离，稳压和脱硫后，其稳定性和安全性更好。

另一方面，本发明还提出一种沼气池，包括沼池9和沼气池加热系统，沼池9包括沼气道，沼气池加热系统包括导气管7和换热装置10，导气管7置于沼气道内，而换热装置10则置于沼池9中，沼气池加热系统具体为如上所述的沼气池加热系统。

沼气池的工作原理如下：当冬季或光照不足时，沼气池内的温度检测装置感应到沼池9温度低于设定的最低温度时，控制器17启动沼气自励模式，此时控制器17启动循环泵12和燃气阀3，通过脱硫器5和稳压器4对沼气池中的沼气进行脱硫、稳压后，导入沼气自励装置的燃烧室1，并关闭第二电磁阀14的第一端口d，开启第二端口e和第三端口f，关闭第一电磁阀13的第一端口a，开启第二端口b和第三端口c。当自励装置确认燃烧环境安全后可通过脉冲点火器点燃沼气，燃烧沼气加热循环介质(可为水)，将化学能转换为热能，循环介质流经沼气池，通过换热装置10与沼池9内的沼液进行换热升温，以此达到对沼液进行加温的目的。此外，燃气阀3可将温度检测装置检测到的电信号转换成用于调节燃气阀3大小的机械动作，可根据所需热负荷变化自动调节燃气阀3开启的大小。

此外，还可以进行其它加热模式，以太阳能加热为例，当光照充足时，可选择该模式。此时开启其它加热系统电源，同时关闭第二电磁阀14的第二端口e，开启第一端口d和第三端口f、关闭第一电磁阀13的第二端口b，开启第一端口a和第三端口c。此时太阳能热水器加热水箱内的循环介质通过第一管道8、第二管道11和换热装置10对沼液进行加热，同样可达到对沼池9的沼液进行加热的目的。

此结构的沼气池，与现有结构的沼气池相比，如前所述，可实时对沼池9的温度进行监测，与无此沼气池加热系统相比，当沼池9内的温度过低时，可由沼池9中的沼气第一时间对加热系统的循环介质进行加热，并把热量带入沼池9，以提高沼池9内的沼液温度，由于其可持续地对沼气池进行加热，维持其温度，因此，较好的解决了现有沼气池冬季或夜间由于气温过低导致产气率低的问题，同时，还具有结构简单，更为便捷优点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。