一种高效太阳能厌氧反应器供热装置的制作方法

本发明涉及一种厌氧反应器供热装置，具体涉及一种高效太阳能厌氧反应器供热装置。

背景技术：

现有的厌氧反应器的供热方法大多为电加热或太阳能集热器加热；其中电加热的厌氧反应装置耗电量大、用户经济效益不高，太阳能集热器加热的厌氧反应器供热装置易受天气和环境温度变化的影响、装置整体温度无法得到保证，并且真空管太阳能集热器、平板式太阳能集热器易受太阳高度角和方位角变化的影响而导致集热效率较低，抛物面槽式太阳能集热器目前仅仅实现了太阳高度角的追踪、同样受太阳方位角的影响而难以获得令人满意的供热效果；鉴于此，目前迫切需要开发一种高效太阳能厌氧反应器供热装置。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明的目的在于提供一种高效太阳能厌氧反应器供热装置，以提高厌氧反应器的供热效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种高效太阳能厌氧反应器供热装置，包括蓄热水箱、渐开线反射镜、反应器出水管、进料口、厌氧反应器、螺旋管换热器ⅰ、温度传感器ⅰ、水压间、控制单元、循环水泵ⅰ、反应器进水管、循环水泵ⅱ、生物质颗粒燃烧炉、锅炉入水管、锅炉出水管、螺旋管换热器ⅱ、温度传感器ⅱ；

其特征在于，所述蓄热水箱的圆柱保温层具有单向导热性，仅允许热量进入蓄热水箱，所述渐开线反射镜安装于蓄热水箱上，所述螺旋管换热器ⅰ和温度传感器ⅰ都安装在厌氧反应器中，所述循环水泵ⅰ安装在厌氧反应器的进水管上，所述循环水泵ⅱ安装在生物质颗粒燃烧炉的入水管上，所述螺旋管换热器ⅱ和温度传感器ⅱ都安装在蓄热水箱中。

本发明一种高效太阳能厌氧反应器供热装置的工作原理是：

当任意太阳光线进入渐开线反射镜时，进入点处渐开线的法线总是与蓄热水箱的圆柱表面相切，则反射光线一定与蓄热水箱的圆柱外圆相交，同理其他任意进入渐开线反射镜的光线都相交于蓄热水箱圆柱外圆，实现了无追踪的高效集热；当厌氧反应器中的料液温度低于35℃时，温度传感器ⅰ将信号传递至控制单元，控制单元随即打开循环水泵ⅰ进行换热，控制单元根据蓄热水箱中温度传感器ⅱ测得的温度控制循环水泵ⅱ和生物质颗粒燃烧炉的启闭，当遇到阴雨天气或者冬季温度较低时，蓄热水箱中的水温低于35℃，控制单元启动循环水泵ⅱ和生物质颗粒燃烧炉，生物质颗粒燃烧炉继续为蓄热水箱供热、从而维持厌氧反应器中的料液温度在35℃左右，当太阳光充足时，渐开线反射镜聚集的热量可以使蓄热水箱的水温维持在35℃以上，控制单元关闭循环水泵ⅱ和生物质颗粒燃烧炉，从而有效提高太阳能保证率；

本发明的有益效果是，实现了有太阳光时无追踪高效集热和太阳光不充足或无太阳光时生物质颗粒燃烧炉自动补充热量、有效地使厌氧反应器的料液温度保持在35℃左右。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种高效太阳能厌氧反应器供热装置结构示意图。

图2为本发明一种高效太阳能厌氧反应器供热装置中的渐开线太阳能反射镜的工作原理图。

具体实施方式

为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

图1为本发明一种高效太阳能厌氧反应器供热装置结构示意图，包括蓄热水箱（1）、渐开线反射镜（2）、反应器出水管（3）、进料口（4）、厌氧反应器（5）、螺旋管换热器ⅰ（6）、温度传感器ⅰ（7）、水压间（8）、控制单元（9）、循环水泵ⅰ（10）、反应器进水管（11）、循环水泵ⅱ（12）、生物质颗粒燃烧炉（13）、锅炉入水管（14）、锅炉出水管（15）、螺旋管换热器ⅱ（16）、温度传感器ⅱ（17）；所述蓄热水箱（1）的圆柱保温层具有单向导热性，仅允许热量进入蓄热水箱（1），所述渐开线反射镜（2）安装于蓄热水箱（1）上，所述螺旋管换热器ⅰ（6）和温度传感器ⅰ（7）都安装在厌氧反应器（5）中，所述循环水泵ⅰ（10）安装在厌氧反应器（5）的进水管（11）上，所述循环水泵ⅱ（12）安装在生物质颗粒燃烧炉（13）的入水管（14）上，所述螺旋管换热器ⅱ（16）和温度传感器ⅱ（17）都安装在蓄热水箱（1）中。

图2为本发明一种高效太阳能厌氧反应器供热装置中的渐开线太阳能集热器的工作原理图，渐开线反射镜（2）为蓄热水箱（1）的圆柱外圆的渐开线，由渐开线的性质可知，当任意太阳光线qp进入渐开线反射镜（2）时，p点处渐开线的法线pe总是与蓄热水箱（1）的圆柱表面相切，则反射光线pf一定与蓄热水箱（1）的圆柱外圆相交，同理其他任意进入渐开线反射镜（2）的光线都相交于蓄热水箱（1）圆柱外圆，实现了无需追踪的高效集热；当图1中所述厌氧反应器（5）中的料液温度低于35℃时，温度传感器ⅰ（7）将信号传递至控制单元（9），控制单元（9）随即打开循环水泵ⅰ（10）进行换热，控制单元（9）根据蓄热水箱（1）中温度传感器ⅱ（17）测得的温度控制循环水泵ⅱ（12）和生物质颗粒燃烧炉（13）的启闭，当遇到阴雨天气或者冬季温度较低时，蓄热水箱（1）中的水温低于35℃，控制单元（9）启动循环水泵ⅱ（12）和生物质颗粒燃烧炉（13），生物质颗粒燃烧炉（13）继续为蓄热水箱（1）供热、从而维持厌氧反应器（5）中的料液温度在35℃左右，当太阳光充足时，渐开线反射镜（2）聚集的热量可以使蓄热水箱（1）的水温维持在35℃以上，控制单元（9）关闭循环水泵ⅱ（12）和生物质颗粒燃烧炉（13），从而有效提高太阳能保证率。

需说明的是：1）本发明一种高效太阳能厌氧反应器供热装置是采用渐开线反射镜和生物质颗粒燃烧炉进行联合为厌氧反应器供热的，但还可以使用抛物面反射镜联合生物质颗粒燃烧炉或渐开线反射镜联合燃气锅炉等；2）本发明的供热对象并不局限于以上实例，本发明对于供暖等同样适用，以上两个方面均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种高效太阳能厌氧反应器供热装置，包括蓄热水箱、渐开线反射镜、厌氧反应器、螺旋管换热器Ⅰ、温度传感器Ⅰ、控制单元、循环水泵Ⅰ、循环水泵Ⅱ、生物质颗粒燃烧炉、螺旋管换热器Ⅱ、温度传感器Ⅱ；所述渐开线反射镜安装于蓄热水箱上，所述螺旋管换热器Ⅰ和温度传感器Ⅰ都安装在厌氧反应器中，所述循环水泵Ⅰ安装在厌氧反应器的进水管上，所述循环水泵Ⅱ安装在生物质颗粒燃烧炉的入水管上，温度传感器Ⅱ和螺旋管换热器Ⅱ都安装在蓄热水箱中，本发明可实现无需追踪的高效集热和太阳能与生物质能联合供热，可有效地稳定厌氧反应器的料液温度和提高太阳能利用率。

技术研发人员：朱琳;王学振;邱凌;杨选民
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：2017.07.14
技术公布日：2017.09.26