一种利用太阳能加热器保温、增温的沼气池及控制方法与流程

1.本发明属于沼气生产制造技术领域，涉及一种沼气池。


背景技术：

2.现在我们给各个行业需要加温设备时，直接采用各种能源锅炉加热需要加热的设备，对于沼气池也是如此，有的还采用各种能源蒸汽锅炉给沼气池加温，认为沼气池内温度低于需要温度时，迅速加温到需要温度时就可以了。
3.(1)、实际沼气池内微生物最怕温度忽冷忽热。尤其是给沼气池加温时，加热时间长、面积特大，不注重沼气池内温度和加热的温度，因为当沼气池内微生物温差在3—5℃度时，微生物会休眠，6—8℃时微生物死亡。所以现在寒冷地区沼气工程冬季能够运行的很少。
4.(2)、当沼气池内微生物把有机物消化完成之后，不及时给沼气池内输送料液，沼气池内微生物也会休眠或死亡，同样当给沼气池输送的料液高于或低于沼气池内料液温度3一5度时微生物休眠，被输送料液低于或高于6一8℃时，沼气池内微生物死亡。
5.如要从新培养沼气池内微生物，在温度及碳氮比例合适情况至少需要7至10天，所以恒温加热保温及定时恒温给沼气池进料是重要的环节。
6.(3)、还有两个看似简单两个小问题；1、沼气池加热循环管路内温度，因为当沼气池加温完成之后，循环管路内水很少，加之90％以上加热循环管路又在室外降温快。当再次给沼气池加温时，如果有温差大低于或者高于3℃或6℃以上的温度进入循环加热系统也会影响沼气池内微生物生长繁殖、甚至死亡。2、在输送料液时如果输送料液管内的温度低于沼气池内温度3-5℃或者6-8℃，同样也会影响沼气池内部分微生物生长繁殖、休眠、死亡。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题是提供一种利用太阳能加热器保温、增温的沼气池，从而能够自动补给和控制沼气池内的温度。
8.本发明同时提供了这种沼气池的保温、增温控制方法。
9.本发明解决技术问题的方案主要包括太阳能集热器1、高温水箱2、恒温水箱3、沼气池体4、调节池5、辅助加热器6、信息处理控制器7以及配套的水管、温度传感器、阀门和水泵构成沼气池装置。太阳能集热器1的水箱内装有集热器温度传感器8，太阳能集热器1通过热水进管9和回水管12连接高温水箱2，热水进管9上安装有进水阀11，进水阀11与高温水箱2之间的热水进管9上安装有热水泵14，回水管12上安装有回水阀13，高温水箱2通过循环进水管20和循环回水管21连接恒温水箱3，循环进水管20上安装有循环泵23，循环回水管21上安装有循环阀22，调节池5是向沼气池体4输送料液的池体，调节池5的池壁上绕有调节保温水管24，调节保温水管24的一端连接在循环泵23与恒温水箱3之间的循环进水管20上，另一端通过调节阀25连接在高温水箱2与循环阀22之间的循环回水管21上，调节池5通过送料管道26连接沼气池体4，送料管道26上安装有送料泵27，送料管道26上装有加热装置，沼气池
体4的池壁上绕有沼气保温水管28，沼气保温水管28的一端通过供暖进水管31连接恒温水箱3的出水口，供暖进水管31上安装有沼气保温阀30，沼气保温水管28的另一端通过供暖回水管32连接恒温水箱3的回水口，供暖回水管32上安装有沼气保温泵29，辅助加热器6是采用电能或燃料对水进行加热的装置，其水容器一端通过辅助进水管15连接进水阀11与热水泵14之间的热水进管9上，辅助进水管15上安装有辅助进水阀17，另一端通过辅助回水管16连接在回水阀13与高温水箱2之间的回水管12上，辅助回水管16上安装有辅助回水阀18，高温水箱2内装有高温温度传感器19，恒温水箱3内装有恒温温度传感器10，沼气池体4内装有池体温度传感器33，调节池5内装有物料温度传感器34，送料管道26上装有送料温度传感器35，所有传感器都与信息处理控制器7的信号接收端连接，信息处理控制器7的控制端连接所有的泵和阀及辅助加热器6。
10.由于恒温水箱3与沼气池体4的距离较长，供暖进水管31和供暖回水管32也比较长，天气寒冷时管体温度较低，影响恒温水箱3向沼气池体4供热，在供暖进水管31和供暖回水管32的外壁上包裹有保温材料，能够起到一定的保温作用，另外在供暖进水管31及供暖回水管32的外壁与保温材料之间安装有保温温度传感器36，保温温度传感器36与信息处理控制器7的信号接收端连接。
11.控制方法是设定高温水箱2内的温度上限是a，a在80-83℃之间，温度下限是b，b在60-63℃之间；恒温水箱3、沼气池体4和调节池5内的温度设定为c，c在35-38℃之间；当高温水箱2内的温度在a和b之间，太阳能集热器1水箱的温度高于高温水箱2内的温度，并且温度差大于d时，进水阀11和回水阀13打开，热水泵14工作，太阳能集热器1水箱中的水与高温水箱2内的水交换，提升高温水箱2内的水温，当高温水箱2内的水温达到a值时，进水阀11和回水阀13关闭，热水泵14停止工作，温度差d的值设定为3-5℃；当高温水箱2的温度值小于等于b时，启动辅助加热器6，打开辅助进水阀17和辅助回水阀18，热水泵14工作，提高高温水箱2内的水温，当高温水箱2内的水温达到a值时，辅助进水阀17和辅助回水阀18关闭，热水泵14停止工作；当恒温水箱3内水温低于35℃时，启动循环泵23，打开循环阀22，恒温水箱3中的水与高温水箱2中的水热交换，恒温水箱3中的水达到38℃时，循环泵23停止工作，关闭循环阀22，当沼气池体4内温度低于35℃值时，打开沼气保温阀30，启动沼气保温泵29，恒温水箱3中的水通过沼气保温水管28，提升沼气池体4的温度，当沼气池体4温度达到38℃时，沼气保温泵29停止工作，并关闭沼气保温阀30；由于调节池5向沼气池体4送料采用定时供料方式，在供料之前检测调节池5温度，当调节池5温度低于35℃值时，打开调节阀25，启动循环泵23，高温水箱2中的热水通过调节保温水管24将调节池5加热，当调节池5与沼气池体4温度相同时，关闭调节阀25，循环泵23停止工作，当恒温水箱3和调节池5温度都低于c值时，首先满足恒温水箱3升温，送料管道26温度平时保持在不低于5℃状态，当调节池5需要向沼气池体4输送料液之前，升高送料管道26的温度至与沼气池体4温度相同，调节池5定时向沼气池体4输送料液，如果到时调节池5或送料管道26温度没有达到c值，不启动送料泵27，直至温度达到沼气池体4温度，送料管道26的加温方式可以是单独加热；上述的控制管理由信息处理控制器7完成。
12.本发明通过向沼气池体平缓提供热量，避免沼气池体出现忽冷忽热的情况，能够保证沼气池体温度适合微生物生长繁殖，同时有效地利用太阳能作为能源，降低了加热成本，性能安全可靠。
附图说明
13.图1为本发明装置示意图。
具体实施方式
14.参照图1，本发明装置包括太阳能集热器1、高温水箱2、恒温水箱3、沼气池体4、调节池5、辅助加热器6、信息处理控制器7以及配套的水管、温度传感器、阀门和水泵构成沼气池装置。太阳能集热器1的水箱内装有集热器温度传感器8，太阳能集热器1通过热水进管9和回水管12连接高温水箱2，热水进管9上安装有进水阀11，进水阀11与高温水箱2之间的热水进管9上安装有热水泵14，回水管12上安装有回水阀13，高温水箱2通过循环进水管20和循环回水管21连接恒温水箱3，循环进水管20上安装有循环泵23，循环回水管21上安装有循环阀22，调节池5是向沼气池体4输送料液的池体，调节池5的池壁上绕有调节保温水管24，调节保温水管24的一端连接在循环泵23与恒温水箱3之间的循环进水管20上，另一端通过调节阀25连接在高温水箱2与循环阀22之间的循环回水管21上，调节池5通过送料管道26连接沼气池体4，送料管道26上安装有送料泵27，送料管道26上装有加热装置，沼气池体4的池壁上绕有沼气保温水管28，沼气保温水管28的一端通过供暖进水管31连接恒温水箱3的出水口，供暖进水管31上安装有沼气保温阀30，沼气保温水管28的另一端通过供暖回水管32连接恒温水箱3的回水口，供暖回水管32上安装有沼气保温泵29，辅助加热器6是采用电能或燃料对水进行加热的装置，其水容器一端通过辅助进水管15连接进水阀11与热水泵14之间的热水进管9上，辅助进水管15上安装有辅助进水阀17，另一端通过辅助回水管16连接在回水阀13与高温水箱2之间的回水管12上，辅助回水管16上安装有辅助回水阀18，高温水箱2内装有高温温度传感器19，恒温水箱3内装有恒温温度传感器10，沼气池体4内装有池体温度传感器33，调节池5内装有物料温度传感器34，送料管道26上装有送料温度传感器35，所有传感器都与信息处理控制器7的信号接收端连接，信息处理控制器7的控制端连接所有的泵和阀及辅助加热器6。
15.由于恒温水箱3与沼气池体4的距离较长，供暖进水管31和供暖回水管32也比较长，天气寒冷时管体温度较低，影响恒温水箱3向沼气池体4供热，在供暖进水管31和供暖回水管32的外壁上包裹有保温材料，能够起到一定的保温作用，另外在供暖进水管31及供暖回水管32的外壁与保温材料之间安装有保温温度传感器36，保温温度传感器36与信息处理控制器7的信号接收端连接。
16.控制方法是设定高温水箱2内的温度上限a为82℃，温度下限b为61℃；恒温水箱3、沼气池体4和调节池5内的温度设定为35-38℃之间；当高温水箱2内的温度在a和b之间，太阳能集热器1水箱的温度高于高温水箱2内的温度，并且温度差大于4℃时，进水阀11和回水阀13打开，热水泵14工作，太阳能集热器1水箱中的水与高温水箱2内的水交换，提升高温水箱2内的水温，当高温水箱2内的水温达到a值时，进水阀11和回水阀13关闭，热水泵14停止工作；当高温水箱2的温度值小于等于b时，启动辅助加热器6，打开辅助进水阀17和辅助回水阀18，热水泵14工作，提高高温水箱2内的水温，当高温水箱2内的水温达到a值时，辅助进水阀17和辅助回水阀18关闭，热水泵14停止工作；当恒温水箱3内水温低于35℃时，启动循环泵23，打开循环阀22，恒温水箱3中的水与高温水箱2中的水热交换，恒温水箱3中的水达到38℃时，循环泵23停止工作，关闭循环阀22，当沼气池体4内温度低于35℃值时，打开沼气
保温阀30，启动沼气保温泵29，恒温水箱3中的水通过沼气保温水管28，提升沼气池体4的温度，当沼气池体4温度达到38℃时，沼气保温泵29停止工作，并关闭沼气保温阀30；由于调节池5向沼气池体4送料采用定时供料方式，在供料之前检测调节池5温度，当调节池5温度低于35℃值时，打开调节阀25，启动循环泵23，高温水箱2中的热水通过调节保温水管24将调节池5加热，当调节池5与沼气池体4温度相同时，关闭调节阀25，循环泵23停止工作，当恒温水箱3和调节池5温度都低于c值时，首先满足恒温水箱3升温，送料管道26温度平时保持在不低于5℃状态，当调节池5需要向沼气池体4输送料液之前，升高送料管道26的温度至与沼气池体4温度相同，调节池5定时向沼气池体4输送料液，如果到时调节池5或送料管道26温度没有达到c值，不启动送料泵27，直至温度达到沼气池体4温度，送料管道26的加温方式是单独加热；上述的控制管理由信息处理控制器7完成。

技术特征：
1.一种利用太阳能加热器保温、增温的沼气池，其特征在于：它主要包括太阳能集热器1、高温水箱2、恒温水箱3、沼气池体4、调节池5、辅助加热器6、信息处理控制器7以及配套的水管、温度传感器、阀门和水泵构成沼气池装置。太阳能集热器1的水箱内装有集热器温度传感器8，太阳能集热器1通过热水进管9和回水管12连接高温水箱2，热水进管9上安装有进水阀11，进水阀11与高温水箱2之间的热水进管9上安装有热水泵14，回水管12上安装有回水阀13，高温水箱2通过循环进水管20和循环回水管21连接恒温水箱3，循环进水管20上安装有循环泵23，循环回水管21上安装有循环阀22，调节池5是向沼气池体4输送料液的池体，调节池5的池壁上绕有调节保温水管24，调节保温水管24的一端连接在循环泵23与恒温水箱3之间的循环进水管20上，另一端通过调节阀25连接在高温水箱2与循环阀22之间的循环回水管21上，调节池5通过送料管道26连接沼气池体4，送料管道26上安装有送料泵27，送料管道26上装有加热装置，沼气池体4的池壁上绕有沼气保温水管28，沼气保温水管28的一端通过供暖进水管31连接恒温水箱3的出水口，供暖进水管31上安装有沼气保温阀30，沼气保温水管28的另一端通过供暖回水管32连接恒温水箱3的回水口，供暖回水管32上安装有沼气保温泵29，辅助加热器6是采用电能或燃料对水进行加热的装置，其水容器一端通过辅助进水管15连接进水阀11与热水泵14之间的热水进管9上，辅助进水管15上安装有辅助进水阀17，另一端通过辅助回水管16连接在回水阀13与高温水箱2之间的回水管12上，辅助回水管16上安装有辅助回水阀18，高温水箱2内装有高温温度传感器19，恒温水箱3内装有恒温温度传感器10，沼气池体4内装有池体温度传感器33，调节池5内装有物料温度传感器34，送料管道26上装有送料温度传感器35，所有传感器都与信息处理控制器7的信号接收端连接，信息处理控制器7的控制端连接所有的泵和阀及辅助加热器6。2.根据权利要求1所述的沼气池，其特征在于：供暖进水管31和供暖回水管32也比较长，天气寒冷时管体温度较低，影响恒温水箱3向沼气池体4供热，在供暖进水管31和供暖回水管32的外壁上包裹有保温材料，能够起到一定的保温作用，另外在供暖进水管31及供暖回水管32的外壁与保温材料之间安装有保温温度传感器36，保温温度传感器36与信息处理控制器7的信号接收端连接。3.根据权利要求1和2所述的沼气池，其特征在于：保温、增温的控制方法是设定高温水箱2内的温度上限是a，a在80-83℃之间，温度下限是b，b在60-63℃之间；恒温水箱3、沼气池体4和调节池5内的温度设定为c，c在35-38℃之间；当高温水箱2内的温度在a和b之间，太阳能集热器1水箱的温度高于高温水箱2内的温度，并且温度差大于d时，进水阀11和回水阀13打开，热水泵14工作，太阳能集热器1水箱中的水与高温水箱2内的水交换，提升高温水箱2内的水温，当高温水箱2内的水温达到a值时，进水阀11和回水阀13关闭，热水泵14停止工作，温度差d的值设定为3-5℃；当高温水箱2的温度值小于等于b时，启动辅助加热器6，打开辅助进水阀17和辅助回水阀18，热水泵14工作，提高高温水箱2内的水温，当高温水箱2内的水温达到a值时，辅助进水阀17和辅助回水阀18关闭，热水泵14停止工作；当恒温水箱3内水温低于35℃时，启动循环泵23，打开循环阀22，恒温水箱3中的水与高温水箱2中的水热交换，恒温水箱3中的水达到38℃时，循环泵23停止工作，关闭循环阀22，当沼气池体4内温度低于35℃值时，打开沼气保温阀30，启动沼气保温泵29，恒温水箱3中的水通过沼气保温水管28，提升沼气池体4的温度，当沼气池体4温度达到38℃时，沼气保温泵29停止工作，并关闭沼气保温阀30；由于调节池5向沼气池体4送料采用定时供料方式，在供料之前检测调节
池5温度，当调节池5温度低于35℃值时，打开调节阀25，启动循环泵23，高温水箱2中的热水通过调节保温水管24将调节池5加热，当调节池5与沼气池体4温度相同时，关闭调节阀25，循环泵23停止工作，当恒温水箱3和调节池5温度都低于c值时，首先满足恒温水箱3升温，送料管道26温度平时保持在不低于5℃状态，当调节池5需要向沼气池体4输送料液之前，升高送料管道26的温度至与沼气池体4温度相同，调节池5定时向沼气池体4输送料液，如果到时调节池5或送料管道26温度没有达到c值，不启动送料泵27，直至温度达到沼气池体4温度，送料管道26的加温方式是单独加热；上述的控制管理由信息处理控制器7完成。

技术总结
一种利用太阳能加热器保温、增温的沼气池及控制方法，属于沼气生产制造技术领域，其装置主要包括太阳能集热器、高温水箱、恒温水箱、沼气池体、调节池、辅助加热器、信息处理控制器以及配套的水管、温度传感器、阀门和水泵，通过温度传感器探测各部分的温度，由信息处理控制器进行处理，控制各各阀门和水泵的开关，以保证沼气池的温度。本发明通过向沼气池体平缓提供热量，避免沼气池体出现忽冷忽热的情况，能够保证沼气池体温度适合微生物生长繁殖，同时有效地利用太阳能作为能源，降低了加热成本，性能安全可靠。性能安全可靠。性能安全可靠。


技术研发人员：姜博 周云祥 邹国钢 王树江 颜廷哲 宋清德 卢强
受保护的技术使用者：长春金马模具科技有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/7/20