专利名称：太阳能与电加热管联合加热制沼气系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能与电加热联管合加热制沼气的装置。
技术背景沼气技术是指利用农业废弃物来回收能源并生产其它农业用品，这种能 源是可循环再生的。我国是农业大国，近年来养殖业得到迅猛发展，畜禽场的规模和数量不断扩大，畜禽粪便排放量急剧增长。据不完全统计，到2001 年底，全年粪便及粪水总量超过10亿吨，再加上集约化生产的冲洗水，实际 排污量已远远超过这一数字，目前农村的这种现状为沼气技术在我国农村的 应用推广提供了原料条件和经济条件。沼气技术在农村的推广应用不仅可解 决广大农户的生活用能，减少对森林资源的破坏，保护生态平衡，还可以改 善农户卫生条件和居住环境，提高生活质量。但在我国北方地区，由于冬季 气温低，使沼气池发酵温度低、产气率低，甚至会出现沼气池冻裂的现象， 虽然目前已经出现了一些多种能源联合制沼气系统，如燃池和太阳能热泵等， 但结构都比较复杂、运行费用昂贵、难以大规模推广使用。 发明内容本发明为解决现有的多种能源联合制沼气系统结构较复杂、运行费用昂 贵、难以大规模推广使用的问题，提供一种太阳能与电加热管联合加热制沼 气系统。本发明包含太阳能集热器l、保温水箱2、电加热管3、循环水泵4、 温度控制器5、第一温度传感器6、第二温度传感器7、第一电磁阀8和第二 电磁阀9，太阳能集热器1的出水口和第二电磁阀9的第一端都与保温水箱2 的进水口连接，太阳能集热器1的进水口与第一电磁阀8的第一端连接，第 一电磁阀8的第二端和第二电磁阀9的第二端都与循环水泵4的出水口连接， 循环水泵4的进水口与沼气池10的出水口连接，沼气池10的进水口与保温 水箱2的出水口连接，电加热管3设置在保温水箱2内，循环水泵5的控制 输入端与温度控制器5的第一控制输出端连接，第一电磁阀8的控制输入端 与温度控制器5的第二控制输出端连接，第二电磁阀9的控制输入端与温度
控制器5的第三控制输出端连接，第一温度传感器6设置在太阳能集热器1 的出水口处的管路上，第一温度传感器6的信号输出端与温度控制器5的第 一信号输入端连接，第二温度传感器7设置在保温水箱2上，第二温度传感 器7的信号输出端与温度控制器5的第二信号输入端连接。本发明与利用燃池加热的沼气池相比，具有结构简单，使用方便的特点; 与依靠太阳能热泵加热制沼气的方式相比，具有初期投资少，运行费用低的 特点；本发明利用太阳能与电加热管联和加热制沼气，不受北方冬季寒冷天 气的影响，能够保证沼气池的产量满足用气需求，电加热管加热时系统的循 环不经过外界，减少热量的损失，解决了北方地区冬季难以推广沼气技术的 问题。
图1是本发明的整体结构示意图，图2是具体实施方式
三的整体结构示 意图。日具体实施方式
一参见图l，本实施方式由太阳能集热器l、保温水箱2、电加热管3、循环水泵4、温度控制器5、第一温度传感器6、第二温度传感 器7、第一电磁阀8和第二电磁阀9组成，太阳能集热器l的出水口和第二电 磁阀9的第一端都与保温水箱2的进水口连接，太阳能集热器1的进水口与 第一电磁阀8的第一端连接，第一电磁阀8的第二端和第二电磁阀9的第二 端都与循环水泵4的出水口连接，循环水泵4的迸水口与沼气池10的出水口 连接，沼气池10的进水口与保温水箱2的出水口连接，电加热管3设置在保 温水箱2内，循环水泵5的控制输入端与温度控制器5的第一控制输出端连 接，第一电磁阀8的控制输入端与温度控制器5的第二控制输出端连接，第 二电磁阀9的控制输入端与温度控制器5的第三控制输出端连接，第一温度 传感器6设置在太阳能集热器1的出水口处的管路上，第一温度传感器6的 信号输出端与温度控制器5的第一信号输入端连接，第二温度传感器7设置 在保温水箱2上，第二温度传感器7的信号输出端与温度控制器5的第二信 号输入端连接。系统启动时，太阳能集热器1和保温水箱2内的温度都低于 额定温度，第一电磁阀8、第二电磁阀9和循环水泵4都关闭，手动开启电加 热管3为保温水箱2内的水加热；当保温水箱2内的温度达到额定温度时，第二温度传感器7将信号发送给温度控制器5，温度控制器5向第二电磁阀9 和循环水泵4发出控制命令，第二电磁阀9和循环水泵4开启，热水在保温 水箱2和沼气池10之间循环，热水经过沼气池10时释放热量为沼气池10加 热；当太阳能集热器1内的温度达到额定温度时，第一温度传感器6将信号 发送给温度控制器5，温度控制器5向第一电磁阀8和第二电磁阀9发出控制 命令，第一电磁阀8开启，第二电磁阀9关闭，热水从太阳能集热器1的出 水口流出，经保温水箱2后在沼气池10的内部循环释放热量，最后通过循环 水泵4回到太阳能集热器1，循环开始以后可以手动关闭电加热管3;当太阳 能集热器1的出水口温度低于额定温度时，第一温度传感器6将信号发送给 温度控制器5，温度控制器5向第一电磁阀8和第二电磁阀9发出控制命令， 第一电磁阀8关闭，第二电磁阀9开启，热水在保温水箱2和沼气池IO之间 循环，循环开始以后可以手动开启电加热管3，重复以上过程即可实现沼气池 北方地区在冬季全天候满足供气需要；当保温水箱2内的温度低于额定温度 时，第二温度传感器7将信号发送给温度控制器5，温度控制器5向第二电磁 阔9和循环水泵4发出控制命令，第二电磁阀9和循环水泵4都关闭，系统 停止运行。所述太阳能集热器1可采用平板式太阳能集热器，所述温度控制 器5可采用WK-150-1型继电器温度控制器，所述第一温度传感器6和第二温 度传感器7可采用NR-81530型热电偶温度传感器，所述第一电磁陶8和第二 电磁阀9可采用ZQDF-Y型液用电磁阀。
具体实施方式
二参见图1，本实施方式在具体实施方式
一的基础上增加 了定时器11，定时器11设置在电加热管3的供电回路上。其它组成和连接关 系与具体实施方式
一相同。使用本发明的系统一段时间后，可根据记录的当 地气象资料为定时器11设定工作时间，以实现本发明的自动化控制。
具体实施方式
三参见图2，本实施方式在具体实施方式
一的基础上增加 了电磁开关12，电磁开关12设置在电加热管3的供电回路上，电磁开关12 的控制输入端与温度控制器5的第四控制输出端连接。其它组成和连接关系 与具体实施方式
一相同。根据不同地区每天光照时间和强度都不相同的特点， 电磁开关12可以根据第二温度传感器7设定的额定温度对保温水箱内的温度
进行更精确的控制，可以满足对沼气使用量的各种需要。所述电磁开关12可采用QWA2型电磁开关。
具体实施方式
四参见图1，本实施方式在具体实施方式
一的基础上增加了自动排气阀13，自动排气阀13设置在太阳能集热器1的出水口处的管路上。 其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。当日照比较强烈时，太阳能集 热器1内的部分水变成水蒸气，对水系统循环不利，并且影响系统换热，当 蒸汽压力增大到安全设定值时，自动排气阀13开启，水蒸汽排出，达到正常 运行的目的。所述自动排气阀13可采用KWNV型自动排气阀。
具体实施方式
五参见图1，本实施方式在具体实施方式
一的基础上增加 了自动排气集气罐14，自动排气集气罐14设置在保温水箱2上。其它组成和 连接关系与具体实施方式
一相词。使用电加热管3加热及有太阳能加热时， 保温水箱2内的部分水变成水蒸气，使保温水箱2的内部压力不断增大，容 易造成损坏，自动排气集气罐M自动排出水蒸汽为其减压，达到安全使用的 目的。
权利要求
1、太阳能与电加热管联合加热制沼气系统，它包含太阳能集热器(1)、保温水箱(2)、电加热管(3)、循环水泵(4)、温度控制器(5)、第一温度传感器(6)、第二温度传感器(7)、第一电磁阀(8)和第二电磁阀(9)，其特征在于太阳能集热器(1)的出水口和第二电磁阀(9)的第一端都与保温水箱(2)的进水口连接，太阳能集热器(1)的进水口与第一电磁阀(8)的第一端连接，第一电磁阀(8)的第二端和第二电磁阀(9)的第二端都与循环水泵(4)的出水口连接，循环水泵(4)的进水口与沼气池(10)的出水口连接，沼气池(10)的进水口与保温水箱(2)的出水口连接，电加热管(3)设置在保温水箱(2)内，循环水泵(5)的控制输入端与温度控制器(5)的第一控制输出端连接，第一电磁阀(8)的控制输入端与温度控制器(5)的第二控制输出端连接，第二电磁阀(9)的控制输入端与温度控制器(5)的第三控制输出端连接，第一温度传感器(6)设置在太阳能集热器(1)的出水口处的管路上，第一温度传感器(6)的信号输出端与温度控制器(5)的第一信号输入端连接，第二温度传感器(7)设置在保温水箱(2)上，第二温度传感器(7)的信号输出端与温度控制器(5)的第二信号输入端连接。
2、 根据权利要求l所述的太阳能与电加热管联合加热制沼气系统，其特 征在于它增加了定时器(ll)，定时器(11)设置在电加热管(3)的供电回路上。
3、 根据权利要求l所述的太阳能与电加热管联合加热制沼气系统，其特 征在于它增加了电磁开关(12)，电磁开关(12)设置在电加热管(3)的供电回路 上，电磁开关(12)的控制输入端与温度控制器(5)的第四控制输出端连接。
4、 根据权利要求l所述的太阳能与电加热管联合加热制沼气系统，其特 征在于它增加了自动排气阔(13)，自动排气阀(13)设置在太阳能集热器(1)的出 水口处的管路上。
5、 根据权利要求l所述的太阳能与电加热管联合加热制沼气系统，其特 征在于它增加了自动排气集气罐(14)，自动排气集气罐(14)设置在保温水箱(2) 上。
全文摘要
太阳能与电加热管联合加热制沼气系统，它提供了一种太阳能与电加热联管合加热制沼气的装置，以解决现有的多种能源联合制沼气系统结构较复杂、运行费用昂贵、难以大规模推广使用的问题。本发明的太阳能集热器的出水口和第二电磁阀的第一端都与保温水箱的进水口连接，太阳能集热器的进水口与第一电磁阀的第一端连接，第一电磁阀和第二电磁阀的第二端都与循环水泵的出水口连接，循环水泵的进水口和保温水箱的出水口与沼气池连接，电加热管设置在保温水箱内，两个温度传感器分别设置在太阳能集热器的管路和保温水箱上，循环水泵、两个电磁阀的控制输入端都与温度控制器的控制输出端连接，两个温度传感器的信号输出端都与温度控制器的信号输入端连接。
文档编号C12M1/107GK101130749SQ200710144369
公开日2008年2月27日 申请日期2007年9月26日 优先权日2007年9月26日
发明者尹海文, 沈德安, 谭羽非 申请人:哈尔滨工业大学