沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统，主要由风能和太阳光伏复合电力发生单元及蓄电单元、沼气发生单元、沼气和太阳光热复合利用单元、沼液加热装置、冷暖空气循环交换单元和牲畜阳光暖棚组成，所述风能和太阳能复合动力发生单元输出电能并输送至沼液加热装置和蓄电单元，沼液加热装置对沼气发生单元进行加热，牲畜阳光暧棚中建有厕所和牲畜舍以及蔬菜园，沼气发生单元中的产生的沼渣沼液输送至所述蔬菜园中或者返施草原。本实用新型充分利用低温、高寒地区的风能和太阳能以及人畜粪便所产生的沼气清洁能源，提高牧区牧民生活质量，有效保护和改善牧区草原、减少大气污染排放，实现绿色清洁能源的可持续利用。
【专利说明】沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及绿色清洁能源循环利用领域，具体涉及沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统。
【背景技术】
[0002]目前，国内外已有大量研究试图借助分布式能量系统所具有的高效、环保、经济、可靠性高等特点，解决可持续发展与能源紧缺以及环境污染之间的矛盾，并取得了卓有成效的进展。环保、经济、可靠性高是以“减量化、再利用、资源化”为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征的一种以资源的高效利用和循环利用为核心。
[0003]在低温地区和高寒牧区夜间温度较低，牧民大多采用焚烧木材、牛粪、煤炭等可燃物取暖，这样做不但破坏牧区草原、森林的生态环境，而且牧民与牛粪接触极易感染寄生虫和孢子微生物，不利于牧民身体健康。
实用新型内容
[0004](一 )解决的技术问题
[0005]本发明要解决的是低温高寒草原牧区缺少清洁能源循环系统、焚烧牛粪、木材、煤炭影响高寒牧区草原和森林生态环境、牧区环境卫生差的问题。
[0006]( 二 )技术方案
[0007]为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现:
[0008]一种沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统，其特征在于:主要由风能和太阳光伏复合电力发生单元及蓄电单元、沼气发生单元、沼气和太阳光热复合利用单元、沼液加热装置、冷暖空气循环交换单元和牲畜阳光暖棚组成，所述风能和太阳能复合动力发生单元输出电能并输送至沼液加热装置和蓄电单元，沼液加热装置可以对沼气发生单元进行加热，牲畜阳光暖棚中建有厕所和牲畜舍以及蔬菜园，人畜粪便输入沼气发生单元中，提供沼气发生原料，沼气发生单元中的产生的沼渣输送至所述蔬菜园中，形成能源与资源一体化利用，热、电、肥料共生的循环系统。
[0009]根据本实用新型的生态循环系统，所述沼气发生单元为沼气池，在所述沼气池底部及侧壁设有保温隔热层。
[0010]根据本实用新型的生态循环系统，所述沼液加热装置为设于沼液中，由风能和太阳能复合动力发生单元提供能源的加热器。
[0011]根据本实用新型的生态循环系统，所述沼液加热装置为一闭合的热循环管，所述热循环管分别通过风能和太阳能复合动力发生单元中的自动跟踪太阳能灶、沼气发生单元以及房间的床/炕；
[0012]为保持沼液产生沼气所需的适当温度环境，以及保持房间内人体取暖所需合适温度，根据本实用新型的生态循环系统的加热装置中设置有温度控制器。
[0013]根据本实用新型的生态循环系统，所述冷暖空气循环交换单元是在房屋的墙壁上方和下方各设置有一个通风孔，与房间外封闭玻璃空间连通，以使冷、热空气交换。
[0014]根据本实用新型的生态循环系统，所述沼气发生单元产生的沼气输送至房间的沼气灶、沼气炉、沼气灯等沼气应用终端；蓄电单元储蓄风能和太阳能复合动力发生单元收集的能量，为房间内的电热毯、电灯等电器提供电能。
[0015](三)有益效果
[0016]本实用新型充分利用低温、高寒地区的风能和太阳能以及人畜粪便所产生的沼气清洁能源，大幅减少焚烧粪便、木材、煤炭的量，提高沼气生产能力，让更多的人畜粪便反施草地或者蔬菜园，增加土地肥力，进而提高牧区牧民生活质量，有效保护和改善牧区草原、森林生态环境，减少大气污染排放，实现绿色清洁能源的可持续利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本实用新型沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统结构示意图。
[0019]图2为本实用新型的房间的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021]如图1所示，本实用新型的沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统包括风能和太阳能复合动力发生单元10、沼气发生单元20、沼液加热装置30、蓄电单元40和牲畜阳光暖棚50相互连接组成，对风能、太阳能和人畜的粪便加以利用、处理的一体化能源循环系统。风能和太阳能复合动力发生单元10分别连接至加热装置30和蓄电单元40，沼液加热装置30对沼气发生单元20进行加热。牲畜阳光暖棚50中建有厕所和牲畜舍以及蔬菜园，人畜粪便输入沼气发生单元20中，提供沼气发生原料。本实用新型中沼气和太阳光热复合利用单元主要为利用沼气能及太阳能、风能的房间及各种耗能装置，具体如室内取暖，煮饭、烧奶，照明等。
[0022]具体循环流程如下:
[0023]风能和太阳能复合动力发生单元10中包括风力发电机、太阳能采集装置和太阳能发电装置，采集风能和太阳能，并将其转换为电能，风能和太阳能复合动力发生单元10中设置有出口 11和出口 12，其中，出口 11通过电线连接至蓄电单元40。出口 12通过电线连接至位于沼气发生单元20的沼液中的沼液加热装置30。
[0024]沼气发生单元20建立在牲畜阳光暖棚50附近或者直接建在牲畜阳光暖棚50的下方，沼气发生单元20的四周铺设保温隔热层，这样便于利用人畜粪便直接输入到沼气发生单元20中，减少清理圈舍粪便的劳动力，而且有效控制了沼液热量散失，减少了外部寒冷空气对沼气池中沼液发酵温度的影响，同时，牲畜阳光暖棚50内保存的日间太阳余热和牲畜的散热也有利于提高沼气池内沼液发酵速度。沼气发生单元20中产生的沼气通过出口 21输送到房屋中，房屋中的沼气灶和沼气炉利用沼气做饭、产生热量，提升室内温度。
[0025]以上是沼液加热装置30利用电能对沼气发生单元20进行加热。
[0026]作为本实用新型的的另一种实施方式，沼液加热装置30还可以为一闭合的热循环管，热循环管分别通过风能和太阳能复合动力发生单元10中的自动跟踪太阳能灶(见本人已授权专利:专利号201010028114.9)、沼气发生单元20以及房间的床/炕。太阳能灶对传热介质(例如:水、油)进行加热，并将热量输送至沼气发生单元20和房间内的的床/炕。
[0027]沼液加热装置30将热量输送至沼气发生单元20，从而进一步提高沼气池沼液的发酵效率，提高沼气生产能力。沼液加热装置30内设有温度控制器，用以保持沼气发生单元20产生沼气所需的适当温度环境，以及保持房间内人体取暖所需合适温度。
[0028]沼气发生单元20产生的沼气输送至房间的沼气灶、沼气炉、沼气灯等沼气应用终端。蓄电池40为房间内的电灯、电热毯等电器提供电能。
[0029]牲畜阳光暖棚50内的厕所和牲畜舍中的粪便通过沼气发生单元20的入口 22输入人畜粪便，沼气发生单元20中产生的沼渣通过出口 23反馈到牲畜阳光暖棚50中的蔬菜园中，为蔬菜园施肥，牲畜阳光暖棚50内利用阳光保持棚内温度，并利用沼气池的沼渣和牲畜呼吸产生的二氧化碳为蔬菜等绿色植物生长提供了较好的环境条件，充分利用沼气发生所产生的废弃物改善牧民生活。
[0030]如图2所示，本实用新型的冷暖空气循环交换单元是在房屋I的墙壁上方和下方分别设置有通风孔3，与房间外封闭玻璃空间连通，以使冷、热空气交换。房间I的墙壁上方和下方分别设置有换气孔3，房间I通过换气孔3与蓄热装置2连通，外墙上由透明钢化玻璃4形成的密闭空间。空间内的密闭空气经过白天的强烈日照升温，并积蓄热量供晚上使用。根据具体情况，透明钢化玻璃4也可以用其他具有吸热蓄热的特殊材料或类似结构代替。为实现房间内享用密闭空间内白天吸收积蓄的热量，同时实现内外冷热空气循环流动，在所述密闭空间所覆盖的墙壁上方和下方各设置至少一个换气孔3。为防止室内热量流失，在墙壁内侧端的换气孔3上设有温控闭合装置。早上阳光照射到封闭玻璃空间时，玻璃空间内的空气被加热，到一定温度时，换气孔3自动打开，利用空气动力学中热空气上升原理，让热空气从上方的换气孔3进入室内，室内冷空气从下方的换气孔3进入玻璃空间加热，如此循环，使牧民居住的房间内温度得到提升。当太阳降落，玻璃空间内温度降到比室内低时，换气孔3自动关闭，从而达到保温效果。
[0031]本实用新型充分利用低温、高寒地区的风能和太阳能以及人畜粪便所产生的沼气清洁能源，大幅减少焚烧粪便、木材、煤炭的量，提高沼气生产能力，让更多的人畜粪便反施草地或者蔬菜园，增加土地肥力，进而提高牧区牧民生活质量，有效保护和改善牧区草原、森林生态环境，减少大气污染排放，实现绿色清洁能源的可持续利用。
[0032]需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0033]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统，其特征在于:主要由风能和太阳光伏复合电力发生单元及蓄电单元、沼气发生单元、沼气和太阳光热复合利用单元、沼液加热装置、冷暖空气循环交换单元和牲畜阳光暖棚组成，所述风能和太阳能复合动力发生单元输出电能并输送至沼液加热装置和蓄电单元，沼液加热装置可以对沼气发生单元进行加热，牲畜阳光暖棚中建有厕所和牲畜舍以及蔬菜园，人畜粪便输入沼气发生单元中，提供沼气发生原料，沼气发生单元中的产生的沼渣输送至所述蔬菜园中，形成能源与资源一体化利用，热、电、肥料共生的循环系统。
2.如权利要求1所述沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统，其特征在于:所述沼气发生单元为沼气池，在所述沼气池底部及侧壁设有保温隔热层。
3.如权利要求1所述沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统，其特征在于:所述沼液加热装置为设于沼液中，由风能和太阳能复合动力发生单元提供能源的加热器。
4.如权利要求1所述沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统，其特征在于:所述沼液加热装置为一闭合的热循环管，所述热循环管分别通过风能和太阳能复合动力发生单元中的自动跟踪太阳能灶、沼气发生单元以及房间的床/炕。
5.如权利要求1?4中任一所述沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统，其特征在于:所述沼液加热装置中设置有温度控制器。
6.如权利要求5所述沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统，其特征在于:所述冷暖空气循环交换单元是在房屋的墙壁上方和下方各设置有一个通风孔，通过通风孔与房间外封闭玻璃空间连接。
【文档编号】C12M1/38GK203976804SQ201420279785
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】李博, 李洪泉, 余南阳, 刘刚 申请人:李博, 李洪泉, 余南阳, 刘刚