[发明专利]一种空气能热泵沼气池

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种热泵沼气池，特别涉及一种空气能热泵沼气池。适合农作物秸秆、厨房生活垃圾、畜禽粪便等的综合利用，属环境工程所需设备装置。

背景技术

在当今能源危机的形势下，拓展资源再生利用，促进生物质能的科学利用和保护生态环境，越来越成为当今世界发展的主题。而沼气就是实现生物质能量向清洁能源的转化。现有传统沼气池包括大、中型沼气工程成本高、效率低，对粪污的处理不彻底、不迅速，特别是有些没有增温、保温装置，有些有增温、保温装置，也由于使用煤炭、电力等高品质能源，成本高，不利于推广。而德国沼气工程一般采用沼气发电的余热热水循环加热沼气池，对于中、小型沼气池以及没有发电的沼气工程也不实用。本发明就是解决沼气池及大、中型沼气工程易冻、能源消耗大、运行成本高、产气率低以及对粪污的处理不彻底、不迅速、效率低等问题。

发明内容

本发明涉及一种热泵沼气池，特别涉及一种空气能热泵沼气池。本发明采用的技术方案为：一种空气能热泵沼气池，其特征在于它包括：厌氧消化系统、隔热保温系统、空气能热泵系统连接组成。所述的厌氧消化系统由预处理池、厌氧消化池、曝气池组成；隔热保温系统由隔热保温板、热水循环管、循环泵组成；空气能热泵系统由风机、压缩机、节流装置、气液型板式换热器、冷热源侧换热器组成空气能采集交换系统，空气能热泵热传递管道通过热水循环管与隔热保温系统、厌氧消化系统连接，空气能热泵中的能量传导介质吸收了环境中的热量，在其由气态转化为液态的过程中将热量传递给水，水通过循环管加热厌氧消化池促进厌氧消化，热水变冷后，再通过空气能热泵加热。所述的热水循环管既可以放置于厌氧消化池内部也可以放置于厌氧消化池外部。本发明的主要目标为：(1)可处理畜禽粪便、秸秆、厨房生活垃圾等，可以使原料发酵充分，提高发酵效率和产气率；(2)系统中设置有空气能热泵可以为厌氧发酵提供适宜的温度同时降低了加热成本。本发明的有益效果：1、系统设计了空气能热泵装置，可控制厌氧发酵温度，进而实现自动恒温控制；2、系统中有循环加温、保温装置，可保障厌氧发酵运行稳定，高效生产沼气；3、空气能热泵是节能设备，它能消耗较少的能源提供大量的能源，是利用逆卡诺循环原理，从低温环境吸热并向高温环境放热达到为物体供热的目的，它是可再生能源，可实现高效率低能耗。本发明结构合理，运行高效，适合推广使用。

具体实施方式

具体实施方式一：一种热泵沼气池，特别涉及一种空气能热泵沼气池。它包括：厌氧消化系统、隔热保温系统、空气能热泵系统连接组成。所述的厌氧消化系统由预处理池、厌氧消化池、曝气池组成；隔热保温系统由隔热保温板、热水循环管、循环泵组成；空气能热泵系统由风机、压缩机、节流装置、气液型板式换热器、冷热源侧换热器组成空气能采集交换系统，空气能热泵热传递管道通过热水循环管与隔热保温系统、厌氧消化系统连接，空气能热泵中的能量传导介质吸收了环境中的热量，在其由气态转化为液态的过程中将热量传递给水，水通过循环管加热厌氧消化池促进厌氧消化，热水变冷后，再通过空气能热泵加热，如此循环往复。所述的热水循环管既可以放置于厌氧消化池内部也可以放置于厌氧消化池外部。运行时沼气池预处理池放入调好浓度的畜禽粪便，处理好后原料打入厌氧消化池。厌氧消化池采取隔热保温处理，热水循环管对它加热，热水的热源来自空气能热泵系统，厌氧消化池的料液经过热水循环管加热充分发酵后打入曝气池，料液经曝气处理达标后排放。

具体实施方式二：

本实施方式是在具体实施方式一的基础上在空气能热泵系统中增加一个储存箱作为循环水中转水箱，增加了水温的可控性和稳定性能，提高处理发酵原料的效率。

具体实施方式三：

本实施方式是在具体实施方式一的基础上在空气能热泵系统中增加一个蒸发器，蒸发器两端连接电磁阀，然后分别连接至板式换热器和节流器，方便维修。

具体实施方式四：

本实施方式是在具体实施方式一的基础上增加太阳能集热系统，太阳能集热系统通过热水循环管同空气能热泵沼气池连接，实现能源的相互利用，从而提高沼气厌氧发酵的效率。

具体实施方式五：

本实施方式是在具体实施方式一的基础上将厌氧消化池由钢结构材料改为膜式沼气池，材料为PVC复合材料，热传导效率高，热水循环管内的介质也可以为其它能量传导介质。

具体实施方式六：

本实施方式是在具体实施方式一的基础上将空气能热泵中的能量传导介质由水改为乙二醇、甲醇、氯化钙水溶液。