專利名稱：一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種熱泵沼氣池，特別涉及一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池。本 發(fā)明采用的技術方案為一種熱泵沼氣池，特別涉及一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池， 其特征在于它包括厭氧消化系統(tǒng)、隔熱保溫系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)、空氣能熱泵系統(tǒng)、地源 熱泵系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。所述的厭氧消化系統(tǒng)由預處理池、污泥泵、厭氧消化池、曝氣池組 成；隔熱保溫系統(tǒng)由隔熱保溫板、熱水循環(huán)管、循環(huán)泵、熱水中轉箱組成；太陽能熱水系統(tǒng) 由集熱器、水箱、熱水管道、循環(huán)泵組成；空氣能熱泵系統(tǒng)由蒸發(fā)器、壓縮機、節(jié)流裝置、氣液 型板式換熱器組成；地源熱泵系統(tǒng)由地下?lián)Q熱系統(tǒng)、熱泵主輔機系統(tǒng)及末端換熱設備組成， 其中地下?lián)Q熱系統(tǒng)由地埋管換熱器、循環(huán)水泵、管道組成，熱泵主輔機系統(tǒng)由冷熱源側換熱 器、壓縮機、換向閥、節(jié)流閥組成。地源熱泵系統(tǒng)末端換熱設備、太陽能熱水管道、空氣能熱 泵系統(tǒng)通過熱水循環(huán)管與隔熱保溫系統(tǒng)、厭氧消化系統(tǒng)連接，熱水中轉箱對上述熱源系統(tǒng) 的熱水進行調節(jié)、平衡。地源熱泵中的地埋管換熱器為豎直式埋管換熱器，它吸收地表淺層 土壤中的熱量，空氣能熱泵系統(tǒng)吸收空氣中的能量，太陽能熱水系統(tǒng)吸收太陽能，它們將熱 量傳遞給水，水通過循環(huán)管加熱厭氧消化池促進厭氧消化，熱水變冷后，再通過地源熱泵系 統(tǒng)、空氣能熱泵系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)加熱。厭氧消化池發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，沼氣可以用來發(fā)電， 發(fā)電產(chǎn)生的余熱也可以打入上述系統(tǒng)的熱水循環(huán)管中對厭氧消化池進行加熱。所述的熱水 循環(huán)管既可以放置于厭氧消化池內部也可以放置于厭氧消化池外部。本發(fā)明不僅限于上述 三者組合，其中二者組合也屬保護范圍。本發(fā)明的主要目標為(l)可處理畜禽糞便污水、秸稈、廚房生活垃圾等，可以使原料發(fā)酵充分，提高發(fā)酵效率和產(chǎn)氣率；(2)系統(tǒng)中設置有 空氣能熱泵、地源熱泵、太陽能熱水系統(tǒng)可以為厭氧發(fā)酵提供適宜的溫度同時降低了加熱 成本；(3)空氣能熱泵、地源熱泵系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)提供的能源為可再生能源，它高效 節(jié)能、運行費用低，發(fā)酵溫度穩(wěn)定，節(jié)約能源顯著。本發(fā)明的有益效果1、系統(tǒng)設計了空氣能 熱泵、地源熱泵裝置、太陽能熱水系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，可控制厭氧發(fā)酵溫度，進而實現(xiàn)恒溫高 效生產(chǎn)；2、系統(tǒng)中有循環(huán)加溫、保溫裝置、熱水中轉箱，可保證各種能源的平衡合理利用，保 障厭氧發(fā)酵穩(wěn)定運行；3、空氣能熱泵、地源熱泵是節(jié)能設備，它能消耗較少的能源提供大量 的能源，是利用逆卡諾循環(huán)原理，從低溫環(huán)境吸熱并向高溫環(huán)境放熱達到為物體供熱的目 的，它是可再生能源，可實現(xiàn)高效率低能耗，節(jié)能效果明顯；4、沼氣池的產(chǎn)品沼氣主要用來 發(fā)電和生活燃料，而發(fā)電的余熱又可以利用來加熱厭氧消化池，實現(xiàn)循環(huán)利用；5、空氣能熱 泵系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)在提供熱量的同時也可以提供冷氣，而本發(fā)明同時也可以提供熱水、 沼氣燃料及電力。本發(fā)明結構合理，運行高效，適合西北地區(qū)及新農(nóng)村建設推廣使用。
具體實施例方式
具體實施方式
一 一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池，其特征在于它包括厭
氧消化系統(tǒng)、隔熱保溫系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)、空氣能熱泵系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組
成。所述的厭氧消化系統(tǒng)由預處理池、污泥泵、厭氧消化池、曝氣池組成；隔熱保溫系統(tǒng)由隔
熱保溫板、熱水循環(huán)管、循環(huán)泵、熱水中轉箱組成；太陽能熱水系統(tǒng)由集熱器、水箱、熱水管
道、循環(huán)泵組成；空氣能熱泵系統(tǒng)由蒸發(fā)器、壓縮機、節(jié)流裝置、氣液型板式換熱器組成；地
源熱泵系統(tǒng)由地下?lián)Q熱系統(tǒng)、熱泵主輔機系統(tǒng)及末端換熱設備組成，其中地下?lián)Q熱系統(tǒng)由
地埋管換熱器、循環(huán)水泵、管道組成，熱泵主輔機系統(tǒng)由冷熱源側換熱器、壓縮機、換向閥、
節(jié)流閥組成。地源熱泵系統(tǒng)末端換熱設備、太陽能熱水管道、空氣能熱泵系統(tǒng)通過熱水循
環(huán)管與隔熱保溫系統(tǒng)、厭氧消化系統(tǒng)連接，熱水中轉箱對上述熱源系統(tǒng)的熱水進行調節(jié)、平
衡。地源熱泵中的地埋管換熱器為豎直式埋管換熱器，它吸收地表淺層土壤中的熱量，空
氣能熱泵系統(tǒng)吸收空氣中的能量，太陽能熱水系統(tǒng)吸收太陽能，它們將熱量傳遞給水，水通
過循環(huán)管加熱厭氧消化池促進厭氧消化，熱水變冷后，再通過地源熱泵系統(tǒng)、空氣能熱泵系
統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)加熱。厭氧消化池發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，沼氣可以用來發(fā)電，發(fā)電產(chǎn)生的余熱
也可以打入上述系統(tǒng)的熱水循環(huán)管中對厭氧消化池進行加熱。所述的熱水循環(huán)管既可以放
置于厭氧消化池內部也可以放置于厭氧消化池外部。運行時沼氣池預處理池放入調好濃
度的畜禽糞便污水，處理好后原料經(jīng)污泥泵打入?yún)捬跸?。厭氧消化池采取隔熱保溫?br> 理，熱水循環(huán)管對它加熱，熱水的熱源來自地源熱泵系統(tǒng)、空氣能熱泵系統(tǒng)、太陽能，厭氧消
化池的料液經(jīng)過熱水循環(huán)管加熱充分發(fā)酵后打入曝氣池，料液經(jīng)曝氣處理達標后排放，生
產(chǎn)的沼氣提供給客戶。在冬季時地源熱泵系統(tǒng)通過熱泵系統(tǒng)把地下的熱量吸收出來，經(jīng)過
熱泵進一步換熱后為厭氧消化池加熱，同時將冷能傳輸?shù)降叵?；在夏季，把地下的冷能放?br> 來，經(jīng)過熱泵進一步制冷后，通過換向閥向房間提供冷氣，同時將熱能釋放到循環(huán)水中為厭
氧消化池加熱。
具體實施方式
二 本實施方式是在具體實施方式
一的基礎上將厭氧消化池由鋼結構材料改為膜式 沼氣池，材料為PVC復合材料，熱傳導效率高，熱水循環(huán)管內的介質為水，也可為其它熱量交換介質。 具體實施方式
三 本實施方式是在具體實施方式
一的基礎上將熱泵中的能量傳導介質由水改為空 氣、乙二醇、甲醇、氯化鈣水溶液。
具體實施方式
四 本實施方式是在具體實施方式
一的基礎上將地源熱泵中的埋地換熱器的敷設方
式由豎直式改為水平式埋管換熱器。
具體實施方式
五 本實施方式是在具體實施方式
一的基礎上將地源熱泵改為地下水地源熱泵，熱量
的提取對象為地下水，形成開式地下水熱泵系統(tǒng)，它將地下水經(jīng)處理后直接供給并聯(lián)連接
的熱泵，與熱泵中的循環(huán)水進行熱交換，從而加熱厭氧消化池，熱水冷卻后打入地下回灌以
保持地下水位。
具體實施方式
六 本實施方式是在具體實施方式
一的基礎上將地源熱泵改為地表水源熱泵，熱量的 提取對象為地表水，形成開式地表水熱泵系統(tǒng)，它直接將地表水處理后引入熱泵，與熱泵中 的循環(huán)水進行熱交換，從而加熱厭氧消化池，熱水冷卻后排回原水體中。
具體實施方式
七 本實施方式是在具體實施方式
一的基礎上將空氣能熱泵系統(tǒng)增加一個蒸發(fā)器、換 向閥、電磁閥，這樣既可以為厭氧消化池提供熱量，夏季時也可以為客戶提供冷氣，同時方 便維護。
具體實施方式
八 本實施方式是在具體實施方式
一的基礎上將增加太陽能水箱、熱水管道、冷氣管 道及沼氣發(fā)電機組，從而實現(xiàn)發(fā)電、沼氣、熱水、冷氣的供給。
權利要求
一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池，其特征是它是由厭氧消化系統(tǒng)、隔熱保溫系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)、空氣能熱泵系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成；所述的厭氧消化系統(tǒng)由預處理池、污泥泵、厭氧消化池、曝氣池組成；隔熱保溫系統(tǒng)由隔熱保溫板、熱水循環(huán)管、循環(huán)泵、熱水中轉箱組成；太陽能熱水系統(tǒng)由集熱器、水箱、熱水管道、循環(huán)泵組成；空氣能熱泵系統(tǒng)由蒸發(fā)器、壓縮機、節(jié)流裝置、氣液型板式換熱器組成；地源熱泵系統(tǒng)由地下?lián)Q熱系統(tǒng)、熱泵主輔機系統(tǒng)及末端換熱設備組成，其中地下?lián)Q熱系統(tǒng)由地埋管換熱器、循環(huán)水泵、管道組成，熱泵主輔機系統(tǒng)由冷熱源側換熱器、壓縮機、換向閥、節(jié)流閥組成；地源熱泵系統(tǒng)末端換熱設備、太陽能熱水管道、空氣能熱泵系統(tǒng)通過熱水循環(huán)管與隔熱保溫系統(tǒng)、厭氧消化系統(tǒng)連接，熱水中轉箱對上述熱源系統(tǒng)的熱水進行調節(jié)、平衡；地源熱泵中的地埋管換熱器為豎直式埋管換熱器，它吸收地表淺層土壤中的熱量，空氣能熱泵系統(tǒng)吸收空氣中的能量，太陽能熱水系統(tǒng)吸收太陽能，它們將熱量傳遞給水，水通過循環(huán)管加熱厭氧消化池促進厭氧消化，熱水變冷后，再通過地源熱泵系統(tǒng)、空氣能熱泵系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)加熱；厭氧消化池發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，沼氣可以用來發(fā)電，發(fā)電產(chǎn)生的余熱也可以打入上述系統(tǒng)的熱水循環(huán)管中對厭氧消化池進行加熱；所述的熱水循環(huán)管既可以放置于厭氧消化池內部也可以放置于厭氧消化池外部；本發(fā)明不僅限于上述三者組合，其中二者組合也屬保護范圍。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池，其特征是熱水循環(huán) 管的介質為水，也可以為其它熱量交換介質；熱泵中的能量傳導介質為水，也可以為空氣、 乙二醇、甲醇、氯化鈣水溶液。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池，其特征是地源熱泵 中的埋地換熱器的敷設方式為豎直式，也可以為水平式埋管換熱器。
4 . 根據(jù)權利要求1所述的一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池，其特征是地源熱泵 的熱量提取對象是土壤，也可以是地下水、地表水。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池，其特征是將空氣能 熱泵系統(tǒng)中增加一個蒸發(fā)器、換向閥、電磁閥，這樣既可以為厭氧消化池提供熱量，夏季時 也可以為客戶提供冷氣，同時方便維護。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池，其特征是將增加太 陽能水箱、熱水管道、冷氣管道及沼氣發(fā)電機組，從而實現(xiàn)發(fā)電、沼氣、熱水、冷氣的供給。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池，其特征是厭氧消化 池的材質為混凝土，也可為鋼鐵、玻璃鋼、搪瓷、PVC復合材料、塑料、橡膠、磚混結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱泵沼氣池，特別涉及一種空氣能、太陽能、地源熱泵沼氣池，屬環(huán)境工程設備。它是由厭氧消化系統(tǒng)、隔熱保溫系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)、空氣能熱泵系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。地源熱泵系統(tǒng)末端換熱設備、太陽能熱水管道、空氣能熱泵系統(tǒng)通過熱水循環(huán)管與隔熱保溫系統(tǒng)、厭氧消化系統(tǒng)連接，保溫系統(tǒng)中的熱水中轉箱對上述熱源系統(tǒng)的熱水進行調節(jié)、平衡，熱水通過循環(huán)管加熱厭氧消化池促進厭氧消化；熱水循環(huán)管既可以置于厭氧消化池內部也可以置于外部。本沼氣池在生產(chǎn)沼氣的同時也可以提供熱水、冷氣。本發(fā)明可解決沼氣工程冬季生產(chǎn)成本高、能耗大等問題，易于推廣。
文檔編號C02F11/04GK101775352SQ20101011653
公開日2010年7月14日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權日2010年3月3日
發(fā)明者劉軍林 申請人:劉軍林