[发明专利]太阳能热泵厌氧消化池加热系统与运行控制方法

权利要求书

1.一种太阳能热泵厌氧消化池加热系统，由太阳能集热系统、热泵低位热源系统和厌氧消化池热泵加热系统组成，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）、太阳能集热器热水循环泵（10）和蓄热水箱（6）组成；蓄热水箱第一出水口（6c）通过太阳能集热器热水循环泵（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）的出水口连接蓄热水箱第一进水口（6a），构成太阳能集热水环路；

热泵低位热源系统由蓄热水箱（6）、热泵机组蒸发器侧循环泵（11）、板式换热器（8）、板式换热器循环泵（14）和热泵机组蒸发器（5）组成；蓄热水箱第二出水口（6b）通过板式换热器循环泵（14）和管道连接板式换热器热端入口（8a），板式换热器热端出口（8c）连接蓄热水箱第二进水口（6d），构成板换循环环路；板式换热器冷端出口（8d）通过第一电磁阀（15）、热泵机组蒸发器侧循环泵（11）和管道连接热泵机组蒸发器（5）的入口，热泵机组蒸发器（5）的出口连接板式换热器冷端入口（8b），构成热泵低位热源环路；

厌氧消化池热泵加热系统包括厌氧消化池（1）、位于厌氧消化池（1）内的盘管换热器（2）、热泵机组（3）、蓄热水箱（6）、热泵机组冷凝器侧循环泵（12）和厌氧消化池加热循环泵（13）；厌氧消化池加热系统包括两个加热环路，第一个加热环路水流方向：板式换热器冷端出口（8d）通过第三电磁阀（17）、太阳能直供泵（13）、盘管换热器（2）、第四电磁阀（18）和管道连接板式换热器冷端入口（8b）；第二个加热环路水流方向：热泵机组冷凝器（4）出口依次通过盘管换热器（2）、第二电磁阀（16）、热泵机组冷凝器侧循环泵（12）和管道连接热泵机组冷凝器（4）进口。

2.根据权利要求1所述的太阳能热泵厌氧消化池加热系统，其特征在于：所述全玻璃太阳能集热器（9）由若干组集热器模块组成；位于全玻璃太阳能集热器（9）末端的联集箱内安装有第一温度传感器（21），用以测量太阳能集热器内瞬时温度；蓄热水箱（6）中部装有第二温度传感器（22），用以测量蓄热水箱内的瞬时温度；厌氧消化池（1）中部装有第三温度传感器（23），用以测量发酵池内的瞬时温度；在发酵池附近外界环境中设有第四温度传感器（24），用以测量环境温度。

3.根据权利要求1所述的太阳能热泵厌氧消化池加热系统，其特征在于：蓄热水箱（6）底部连接有排污管和截止阀（20），蓄热水箱（6）通过顶部浮球阀（19）自动控制系统补水。

4.根据权利要求1所述的太阳能热泵厌氧消化池加热系统，其特征在于：厌氧消化池（1）和蓄热水箱（6）外均设有保温材料，保证每天即使不加热，发酵池和蓄热水箱内温度下降不会超过3℃。

5.根据权利要求1所述的太阳能热泵厌氧消化加热系统，其特征在于：厌氧消化池（1）内的盘管换热器（2）管材为耐腐蚀性强，导热性能好的PE管。

6.一种如权利要求1所述的太阳能热泵厌氧消化池加热系统的运行控制方法，其特征在于所述太阳能集热系统的运行采用温差控制法，当第一温度传感器（21）与第二温度传感器（22）的温差大于5℃时，太阳能集热器热水循环泵（10）开启，当第一温度传感器（26）与第二温度传感器（27）的温差小于2℃时，太阳能集热器热水循环泵（10）停止；根据第二温度传感器（22）、第三温度传感器（23）和第四温度传感器（24）的温度值，控制2种不同的加热模式，其中：

（1）太阳能直接加热模式

当蓄热水箱（6）中的第二温度传感器（22）温度大于35℃，且与厌氧消化池（1）中的第三温度传感器（23）温差大于8℃，系统按照太阳能直接加热模式运行；此时，第三电磁阀（17）和第四电磁阀（18）开启，其余电磁阀关闭；太阳能集热器热水循环泵（10）和太阳能直供泵（13）开启；其余设备全关闭；当蓄热水箱（6）中的第二温度传感器（22）温度低于30℃，或者与厌氧消化池（1）中的第三温度传感器（23）温差小于5℃，该加热模式停止运行；

（2）太阳能热泵加热模式

当蓄热水箱（6）中的第二温度传感器（22）温度高于15℃，低于30℃，且设定的发酵温度，中温发酵为35℃，与厌氧消化池（1）中的第四温度传感器（23）的温差高于2℃开启太阳能热泵加热模式；此时，第一电磁阀（15）、第二电磁阀（16），太阳能集热器热水循环泵（10）、板式换热器循环泵（14）、热泵机组冷凝器侧循环泵（12）、热泵机组蒸发器侧循环泵（11）和热泵机组（3）开启，其他设备都关闭；当蓄热水箱（6）中的第二温度传感器（22）低于10℃，或者厌氧消化池（1）中的第四温度传感器（23）的温度与设定的发酵温度的温差高于2℃，此加热模式停止运行。