太阳能耦合生物发酵及鸡舍供温水系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用太阳能蓄热保证沼气池发酵温度为鸡舍供温水的循环系统。
【背景技术】
[0002]近年来，生物质厌氧发酵技术(即沼气发酵)有效解决了农村地区燃料短缺的问题。随着人们生活水平的提高，对肉类食品的需求逐年上升，因此集中在乡村周围的大型养殖企业也越来越多，利用牲畜的粪便产生沼气发电或向周围农户供气已经成为解决污染和清洁能源供给的主要手段。沼气发酵的能够稳定产气的关键在于温度，而现有的沼气池在低温季节如冬季时不能正常运行，影响了沼气的推广应用。而如果利用传统的加热方法不仅成本过高，而且还会产生新的污染。而在禽类饲养尤其是养鸡中过程中，一方面由于鸡肠道较短，大量的营养物质，随粪便排出，造成鸡粪的有机质含量与其他牲畜粪便相比更高，因此进行腐熟处理的难度更大，在冬季尤其难于处理会造成很大的污染，另一方面鸡饮用冷水会造成抵抗力下降，及体重增加较慢，故而在养鸡时要为鸡提供温水作为饮用水。而在我国北方广大农村，即使在冬季利用太阳能集热器，也能实现太阳能的利用。因此提供一种能够既能提高冬季等寒冷季节沼气池温度，又能为养鸡提供温水的设备系统成为现有技术中亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术的中的问题，本发明采用的技术方案是
[0004]提供一种太阳能耦合生物发酵及鸡舍供温水系统，其特征在于所述系统包括太阳能集热系统、发酵系统和鸡舍供温水系统
[0005]所述的太阳能集热系统包括太阳能集热器1、热交换器2、与保温水箱3，所述热交换器的吸热管路和散热管路分别位于太阳能集热器和保温水箱中，
[0006]所述发酵系统包括具有池内热交换器6的沼气池23，所述沼气池分别具有出料口
4、加料口 7和用于将产生的沼气导出的导气管18，所述池内热交换器包括位于沼气池内部的加热管道和位于沼气池外部的进水口与回水口，
[0007]所述鸡舍供温水系统安装在鸡舍中，所述鸡舍供温水系统包括沼气炉8、鸡粪收集槽9，温水储箱12、补水箱13 ;所述鸡粪收集槽用于将鸡粪收集以加入沼气池的加料口中，沼气炉与用于加热补水箱中的水，温水储箱的进水口连接进水三通管件14并通过进水三通管件的一端与补水箱的出水口连接，温水储箱的回水口连接回水三通管件15并通过回水三通管件的一端与补水箱的回水口连接，温水储箱还具有放水口，能够利用重力通过放水口为鸡舍供温水，
[0008]保温水箱的出水口通过出水三通换向阀分别与池内热交换器的进水口和进水三通管件的一端以管道相连接，
[0009]保温水箱的回水口通过回水三通换向阀分别与池内热交换器的回水口和回水三通管件的一端以管道相连接，
[0010]进水三通管件到温水储箱进水口之间的管道上安装有用于向温水储箱内进水的温水储箱进水栗和温水储箱控制阀305，补水箱回水口到回水三通管件之间管道上的装有补水箱回水控制阀304，补水箱出水口到进水三通管件之间的管道上装有补水箱出水控制阀 306，
[0011]回水三通换向阀到池内热交换器的进水口之间的管道上安装池内热交换器循环栗，所述的保温水箱和补水箱均具用于向系统内补水的加水口。
[0012]所述的太阳能耦合生物发酵及鸡舍供温水系统，其特征在于温水储箱与补水箱的空间位置布局和进、回水口与进、出水口设置能够使沼气炉加热补水箱的水时，温水储箱与补水箱中的水可以进行自然循环。
[0013]所述的太阳能耦合生物发酵及鸡舍供温水系统，其特征在于补水箱和沼气炉为可拆卸的。
[0014]所述的太阳能耦合生物发酵及鸡舍供温水系统，其特征在于太阳能集热系统的热交换器的吸热管路和散热管路之间具有热交换器控制阀301，用于开启或截断循环工质在吸热管路和散热管路之间的循环流动；热交换器的吸热管路最高处安装有集热器排气阀501 ；
[0015]所述的保温水箱和补水箱的加水口分别安装保温水箱进水阀401与补水箱进水阀403，分别用于控制箱保湿水箱和补水箱中补水；
[0016]所述沼气池具有保温层5，导气管中间位置具有储气装置19，储气装置上装有沼气压力表502，储气装置前后的导气管上分别装有沼气前控制阀302和沼气后控制阀303，用于控制沼气流量；所述温水储箱的放水口安装有出水阀402，用于控制温水储箱的放水流量;
[0017]所述的太阳能耦合生物发酵及鸡舍供温水系统，其特征在于所述鸡舍包括笼架
10、通风口 11，鸡粪收集槽9安装在笼架下方，鸡粪收集槽末端下方即为沼气池23的进料口7。
[0018]本发明提供太阳能耦合生物发酵及鸡舍供温水系统与现有技术相比具有以下有益效果
[0019]1)能够实现沼气池的持续稳定高效运行，在不同的季节，可以分别采用太阳能集热器及沼气炉作为系统热源，从而保证了沼气池可以稳定的工作在适宜的温度下，如将沼气池全年温度控制在35°C时，10m3的新型储热型沼气池日产气量为8.5m 3/d，约为普通保温沼气池产气量的2倍。产生的沼气不仅可以作为加热补水箱的热源，也可以满足人类日常生活，同时也可以利用禽类养殖产生的粪便进行沼气发酵，不但利用了太阳能，节约了能源，更通过保证沼气池的高发酵效率，使沼气池消化农业、养殖业生产中生产的生物质废弃物的能力达到最大限度的发挥，更好的实现生态循环
[0020]2)能够通过太阳能集热器高效利用太阳能资源，产生的热水除了为沼气池保温夕卜，还可以为鸡禽提供饮水等日常其他需要。保证在冬季或者夜晚、阴天等温度较低的气象条件下沼气池内发酵菌仍然能够保持高效发酵的适宜温度。避免了再使用其他加热手段对能源和费用的消耗。
[0021]3)通过太阳能与沼气发酵的耦合提高了系统运行效率。由于太阳能只能在白天利用，因此传统的利用太阳能供热的系统都没有解决好夜间的供热问题。且由于鸡的生理特点，在夜间一般不需要饮水，夜间沼气用户的用气量也较少，而本系统中正好可以利用这一时段产生的沼气作为系统热源保持沼气池的高效率运行，降低了成本和能源消耗，又解决了太阳能供热系统无法解决的夜间供热问题。且通过系统硬件布局的设计利用温差产生的密度差实现部分条件下自然循环，减少栗的开启时间，可以进一步降低系统能耗和运行费用。
[0022]4)将补水箱与沼气炉设计为可拆卸的，在日照充足的非低温季节可以将这两个部件拆除，进一步增加鸡舍的空间，提高鸡舍空间的利用率。
[0023]5)本发明提供的系统，结构简单合理，运转模式明确且各模式间容易切换，既可以采用分户安装，手动操作，在大规模应用时也易于进行自动化控制。
【附图说明】
[0024]图1为本发明太阳能耦合生物发酵及鸡舍供温水系统的整体结构图。
[0025]图中:1、太阳能集热器，2、热交换器，3、保温水箱，4、出料口，5、保温层，6、热交换器，7、出料口，8、沼气炉，9、鸡粪收集槽，10、笼架，11、通风口，12、温水储箱，13、补水箱，14、进水三通管件，15、回水三通管件、18、导气管，19、储气装置，23、沼气池，101、出水三通换向阀，102、回水三通换向阀，201、温水储箱进水栗，202、池内热交换器循环栗，301热交换器控制阀，302沼气前控制阀，303、沼气后控制阀，304、补水箱回水控制阀，305、温水储箱控制阀，306、补水箱出水控制阀，401、保温水箱补水阀，402、出水阀，403、补水箱进水阀，501、集热器排气阀，502、沼气压力表。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图进一步叙述本发明。
[0027]本发明为太阳能耦合生物发酵及鸡舍供温水系统(简称系统，参见图1)，其特征在于主要包括三部分:太阳能集热系统，发酵系统，鸡舍供温水系统。
[0028]所述的太阳能集热系统包括太阳能集热器1、热交换器2、与保温水箱3，所述热交换器的吸热管路和散热管路分别位于太阳能集热器和保温水箱中，热交换器管路中的循环工质在太阳能加热器和保温水箱中循环完成对保温水箱中储水的加热，
[0029]所述发酵系统包括具有池内热交换器6的沼气池23，所述沼气池分别具有出料口
4、加料口 7和用于将产生的沼气导出的导气管18，所述池内热交换器包括位于沼气池内部的加热管道和位于沼气池外部的进水口与回水口，
[0030]所述鸡舍供温水系统安装在鸡舍中，所述鸡舍供温水系统包括沼气炉8、鸡粪收集槽9，温水储箱12、补水箱13 ;所述鸡粪收集槽用于将鸡粪收集以加入沼气池的加料口中，，沼气炉与用于加热补水箱中的水，温水储箱的进水口连接进水三通管件14并通过进水三通管件的一端与补水箱的出水口连接，温水储箱的回水口连接回水三通管件15并通过回水三通管件的一端与补水箱的回水口连接，温水储箱与鸡舍补水箱的空间位置布局和进、回水口设置能够使沼气炉加热补水箱的水时，温水储箱与补水箱中的水可以进行自然循环，温水储箱还具有放水口，能够利用重力通过放水口为鸡舍供温水，
[0031]保温水箱的出水口通过出水三通换向阀分别与池内热交换器的进水口和进水三通管件的一端以管道相连接，
[0032]保温水箱的回水口通过回水三通换向阀分别与池内热交换器的回水口和回水三通管件的一端以管道相连接，
[0033]进水三通管件到温水箱进水口之间的管道上安装有用于向温水储箱内进水的温水储箱进水栗201和温水储箱控制阀305，补水箱回水口到回水三通管件之间管道上的装有补水箱回水控制阀304，补水箱出水口到进水三通管件之间的管道上装有补水箱出水控制阀306，
[0034]回水三通换向阀到池内热交换器的进水口之间的管道上安装池内热交换器循环栗，所述的保温水箱和补水箱均具有加水口，从加水口中向系统内补水。
[0035]实施例
[0036]太阳能集热系统的热交换器的吸热管路和散热管路之间具有热交换器控制阀301，用于开启或截断循环工质在吸热管路和散热管路之间的循环流动；热交换器的吸热管路最高处安装有集热器排气阀501 ;
[0037]所述的保温水箱和补水箱的加水口分别安装保温水箱进水阀401与补水箱进水阀403，分别用于控制箱保湿水箱和补水箱中补水；
[0038]所述沼气池具有保温层5，导气管中间位置具有储气装置19，储气装置上装有沼气压力表502，储气装置前后的导气管上分别装有沼气前控制阀302和沼气后控制阀303，用于控制沼气流量；
[0039]所述温水储箱的放水口安装有出水阀402，用于控制温水储箱的放水流量；于补水箱和沼气炉为可拆卸的
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