[发明专利]太阳能-沼液余热回收式热泵高温厌氧发酵加温系统与运行控制方法

权利要求书

1.一种太阳能-沼液余热回收式热泵高温厌氧发酵加温系统，由太阳能集热系统、太阳能低位热源系统、沼液余热回收系统和高温厌氧发酵池加温系统组成,其特征在于：

太阳能集热系统由全玻璃太阳能真空管集热器（9）、太阳能集热器循环泵（10）和蓄热水箱(6)组成，蓄热水箱(6)的第二出水口(6c)通过太阳能集热器循环泵(10)和管道连接全玻璃太阳能真空管集热器(9)的进水口，全玻璃太阳能真空管集热器(9)的出水口通过管道连接蓄热水箱(6)的第一进水口(6a)，构成太阳能集热水环路；

太阳能低位热源系统由蓄热水箱(6)、中高温热泵机组蒸发器侧循环泵(11)和中高温热泵机组蒸发器(5)组成，蓄热水箱(6)的第一出水口(6b)通过第二电磁阀(15)、中高温热泵机组蒸发器侧循环泵(11)和管道连接中高温热泵机组蒸发器(5)的进水口，中高温热泵机组蒸发器(5)的出水口通过第一截止阀（22）、第五电磁阀（18）和管道连接蓄热水箱(6)的第二入水口（6d），构成太阳能低位热源环路；

沼液余热回收系统包括中高温热泵机组（3）、沼液余热回收池（7）、螺旋管换热器（8）和中高温热泵机组蒸发器侧循环泵（11）；中高温热泵机组蒸发器（5）的出水口通过第一止回阀（22）、第五电磁阀（18）和管道连接螺旋管换热器（8）的入口端(8a)，螺旋管换热器(8)的出口端（8b）通过第一电磁阀（16）、中高温热泵机组蒸发器侧循环泵（11）和管道连接中高温热泵机组蒸发器（5），构成沼液余热回收环路；

高温厌氧发酵池加温系统包括高温厌氧发酵池（1）、盘管换热器(2)、中高温热泵机组(3)、蓄热水箱(6)、中高温热泵机组冷凝器侧循环泵(12)和高温厌氧发酵池加温循环泵(13)；高温厌氧发酵池加温系统设有三个加温环路水流方向；蓄热水箱(6)的第一出水口（6b）通过第一电磁阀（14）、高温厌氧发酵池加温循环泵（13）和管道连接盘管换热器（2），盘管换热器(2)通过第七电磁阀（20）和管道连接蓄热水箱(6)的第二进水口（6d），构成第一加温环路水流方向；中高温热泵机组冷凝器（4）通过第二止回阀（23）、高温厌氧发酵池加温循环泵(13)和管道连接盘管换热器(2)，盘管换热器(2)通过第八电磁阀(21)、中高温热泵机组冷凝器侧循环泵(12)和管道连接中高温热泵机组冷凝器(4)，构成第二加温环路水流方向；蓄热水箱(6)的第一出水口(6b)通过第四电磁阀(17)、中高温热泵机组冷凝器侧循环泵(12)和管道连接中高温热泵机组冷凝器(4)，中高温热泵机组冷凝器(4)通过第二止回阀(23)、高温厌氧发酵池加温循环泵(13)和管道连接盘管换热器(2)，盘管换热器(2)通过第七电磁阀(20)和管道连接蓄热水箱(6)的第二进水口(6d)，构成第三加温环路水流方向。

2.根据权利要求1所述的太阳能-沼液余热回收式热泵高温厌氧发酵加温系统，其特征在于：太阳能集热器（9）的联集箱末端安装有第一温度传感器（26），沼液余热回收池（7）的中部装有第二温度传感器（27），蓄热水箱（6）中部装有第三温度传感器（28），高温厌氧发酵池（1）中部一侧装有第四温度传感器（29）。

3.根据权利要求1所述的太阳能-沼液余热回收式热泵高温厌氧发酵加温系统，蓄热水箱（6）底部连接有排污管和截止阀（24），蓄热水箱（6）通过顶部浮球阀（25）自动控制系统补水。

4.根据权利要求1所述的太阳能-沼液余热回收式热泵高温厌氧发酵加温系统，高温厌氧发酵池（1）、蓄热水箱（6）和沼液余热回收池（7）都采取保温措施，保证每天温度降低不超过3℃。

5.根据权利要求1所述的太阳能-沼液余热回收式热泵高温厌氧发酵加温系统，发酵池（1）内的盘管换热器（2）管材为耐腐蚀HDPE；余热回收池（7）内的螺旋管换热器（8）管材选耐腐蚀HDPE和不锈钢。

6.一种如权利要求1所述的太阳能-沼液余热回收式热泵高温厌氧发酵加温系统的运行控制方法，其特征在于运行采用温差法控制，太阳能全玻璃真空管集热器（9）联集箱的末端安装第一温度传感器（26），蓄热水箱（6）的中部装第二温度传感器（27），第一温度传感器（26）与第二温度传感器（27）的温差大于5℃时，集热器加热循环泵（10）开启,当二者的温差小于2℃时集热器加热循环泵(10)停止。

7.一种权利要求1所述的太阳能-沼液余热回收式热泵高温厌氧发酵加温系统的运行控制方法，其特征在于根据第二温度传感器（27）、第三温度传感器（28）和第四温度传感器（29）的温度值，控制4种不同的加温模式，其中：

（1）太阳能直接加温模式

当高温厌氧发酵池（1）中的第四温度传感器（29）温度低于50℃，且蓄热水箱（6）中的第二温度传感器（27）温度大于60℃，系统按照太阳能直接加温模式运行；第一电磁阀（14）和第七电磁阀（20）开启，其他的电磁阀关闭；循环泵（13）开启；其余设备全关闭；通过第一加温环路；当高温厌氧发酵池（1）中的第四温度传感器（29）所测的温度高于50℃或蓄热水箱（6）中的第二温度传感器（27）所测的温度低于60℃时，该加温模式停止运行；

（2）太阳能中高温热泵二次加温模式

当高温厌氧发酵池（1）中的第四温度传感器（29）温度低于50℃，且蓄热水箱（6）中的第二温度传感器（27）温度大于50℃小于60℃时，采用太阳能中高温热泵二次加温模式运行；第三电磁阀（16）、第四电磁阀（17）、第五电磁阀（18）和第七电磁阀（20）开启，高温热泵机组蒸发器侧循环泵(11)、中高温热泵机组冷凝器侧循环泵(12)和高温厌氧发酵池加温循环泵(13)均开启，中高温热泵机组（3）开启，其他设备都关闭；通过沼液余热回收环路和第三加温环路；当高温厌氧发酵池（1）中的第四温度传感器（29）温度高于50℃，或蓄热水箱（6）中的第二温度传感器（27）所测的温度低于50℃或者高于60℃时，该加温模式停止运行；

（3）太阳能-中高温热泵加温模式

当高温厌氧发酵池（1）中的第四温度传感器（29）温度低于50℃，且蓄热水箱（6）中的第二温度传感器（27）温度小于50℃且大于第三温度传感器（28）温度时，系统按照太阳能-中高温热泵加温模式运行；第二电磁阀（15）、第六电磁阀（19）、第八电磁阀（21）开启，其他电磁阀关闭；高温热泵机组蒸发器侧循环泵(11)、中高温热泵机组冷凝器侧循环泵(12)和高温厌氧发酵池加温循环泵(13)均开启，其他设备关闭；系统按照太阳能低位热源环路和第二加温环路运行；当高温厌氧发酵池（1）中的第四温度传感器（29）温度高于50℃，或蓄热水箱(6)中的第二温度传感器（27）温度小于第三温度传感器(28)所测温度时时，该加温模式停止运行；

（4）沼液余热回收式热泵加温模式

当高温厌氧发酵池(1)中的第四温度传感器(29)温度低于50℃，且蓄热水箱(6)中的第二温度传感器（27）温度小于50℃且小于第三温度传感器(28)所测的温度时，系统按照沼液余热回收式热泵加温模式运行；第三电磁阀(16)、第五电磁阀(18)和第八电磁阀(21)开启，其他电磁阀关闭；高温热泵机组蒸发器侧循环泵(11)、中高温热泵机组冷凝器侧循环泵(12)和高温厌氧发酵池加温循环泵(13)均开启，其他设备关闭；系统按照沼液余热回收环路和第二加温环路运行；当高温厌氧发酵池（1）中的第四温度传感器（29）温度高于50℃，或者沼液余热回收池（6）中第三温度传感器（28）小于25℃时，该加温模式停止运行。