[发明专利]一种太阳能热管沼气罐增温一体化装置及方法

说明书

本发明公开了一种太阳能热管沼气罐增温一体化装置及方法，包括热管式真空管太阳能集热器和沼气罐罐体，所述沼气罐罐体内部放置有料液，所述热管式真空管太阳能集热器竖直设置于沼气罐罐体外壁向阳侧，用于接受太阳辐射，将太阳能转换为热能，热管式真空管太阳能集热器中包括热管，通过热管中的工质将热能传递至罐体内部与料液换热。本发明利用太阳能热管集热器中工质与沼气罐内部料液直接换热达到增温增效目的，以解决现有技术装置运行费用高，能源利用率低，集成化程度低等问题。

技术领域

本发明涉及沼气技术领域，具体涉及一种太阳能热管沼气罐增温一体化装置及方法。

背景技术

厌氧消化技术是最重要的沼气利用技术之一，它使固体有机物变为溶解性有机物，再将蕴藏在废弃物中的能量转化为沼气用来燃烧或发电，以实现资源和能源的回收。厌氧消化极大地改善了有机废弃物处理过程的能量平衡，在经济上和环境上均有较大优势。

温度是影响厌氧消化效率的主要因素，温度适宜才能保证厌氧细菌发育正常，有机物分解完全，产气量高。文献表明厌氧消化适宜的中温消化温度范围为30～35℃。我国北方高寒地区冬季室外温度较低，为提高厌氧消化效率，沼气罐罐体需设置增温及保温设施。

与传统利用太阳能集热器增温的太阳能-沼气系统相比，利用太阳能热管集热器中工质与沼气罐内料液直接换热具有传热效率高的优势。本发明主要涉及利用太阳能热管集热器对沼气罐进行增温，通过对现有的太阳能-沼气系统进行检索后发现：“太阳能集热沼气系统”(专利号：201921413188.7)公开了一种利用太阳能集热板吸收太阳能转换为热能，将热量储存于流道的工质，通过工质为沼气罐提供热能的方法。该发明的太阳能集热沼气系统热量的传递需要通过流道进行一次输运，造成能量损失，能源利用率低。“太阳能集热配合沼气热风炉补温寒地恒温沼气生产系统”(专利号：201520630006.7)公开了一种在高寒地区利用太阳能集热和沼气热风炉燃烧沼气产生热能，从而实现沼气池恒温的沼气生产系统。该发明的太阳能集热系统和沼气热风炉系统与沼气池分别布置，集成化程度低。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种太阳能热管沼气罐增温一体化装置及方法，利用太阳能热管集热器中工质与沼气罐内部料液直接换热达到增温增效目的，以解决现有技术装置运行费用高，能源利用率低，集成化程度低等问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种太阳能热管沼气罐增温一体化装置，包括热管式真空管太阳能集热器1和沼气罐罐体2，所述沼气罐罐体2内部放置有料液8，所述热管式真空管太阳能集热器1竖直设置于沼气罐罐体2外壁向阳侧，用于接受太阳辐射，将太阳能转换为热能，热管式真空管太阳能集热器1中包括热管5，通过热管5中的工质将热能传递至罐体2内部与料液8换热。

所述热管5设置有多根，各热管5竖直且平行设置，每根热管5都通过平行四边形形状的工质流通管与沼气罐体2内部相连。

所述热管5包括热管冷凝段6和热管蒸发段7两部分，热管蒸发段7的工质吸收热量后汽化成蒸汽，携带热量上升；工质流经沼气罐罐体2内部与料液8换热，流入热管冷凝段6，热管冷凝段6的蒸汽工质放出热量后冷凝成液体，流回热管蒸发段7，工质依此过程在流道管内不断重复循环。

所述沼气罐罐体2是圆柱体结构，外侧设置有保温层。

所述热管式真空管太阳集热器1包括内层的金属吸热板4和外层的玻璃管3，所述金属吸热板4表面沉积有光谱选择性吸收涂层，玻璃管3与金属吸热板4之间为真空夹层。

所述玻璃管3两侧通过金属封盖9封接。

所述太阳能热管沼气罐增温一体化装置中的热管式真空管太阳集热器1采用两端开口的形式，即贯通结构。

一种太阳能热管沼气罐增温一体化装置的使用方法，包括以下步骤：