一种能量循环利用的沼气池的制作方法

1.本实用新型涉及清洁能源技术领域，具体涉及一种能量循环利用的沼气池。


背景技术：

2.沼气作为一种清洁能源广泛应用于农村，它是利用农作物的废弃秸秆经发酵产生沼气作为能源，用于做饭、烧水、照明等，可节约大量的燃煤、燃油和柴草等，而且可以改善环境，热效率高。
3.由于在发酵时受温度影响较大，所以现有的沼气池的产气量都是随着季节变化而变化的，只有在温度较高时沼气池内的沼液才能正常产出沼气。而当气温低于一定温度时，沼气池产气速度及效率较低，导致后续的沼气利用无法开展，从而限制了沼气的推广使用，基于此，需要对现有的沼气池进行改良。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种能量循环利用的沼气池，旨在解决现有沼气池的气温较低时产气速度较慢的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
6.一种能量循环利用的沼气池，包括沼气池本体，所述沼气池包括液料池，位于液料池两侧并与其连通的进料室和水压间；所述液料池的开口上方具有包覆液料池上方区域的沼气储气囊，所述沼气储气囊包覆的沼气通过供气管连通用气设备；所述沼气储气囊为黑膜；
7.环绕所述液料池内壁铺设保温层，所述液料池开口处扣合保温板，所述保温板上开有供液料池中的沼气进入沼气储气囊包覆区域的通孔；或者保温板为多块，多块保温板之间具有透出沼气的缝隙；由于液料池与沼气储气囊之间的连通区域面积较小(仅仅是数个通孔或者数条缝的面积)，因此可以极大程度上的避免液料池中的热量散失。
8.进一步地，还包括使用沼气产生热量的增温单元，所述沼气储气囊包覆的沼气通过导气管输入增温单元；所述液料池中设有换热管且换热管与增温单元连通；为增加接触面积，该换热管优选为盘管；增温单元可以为锅炉或者是下文中的沼气发电机组与余热回收循环管道的组合；
9.增温单元通入沼气产生热量，热量通过换热管传递给沼液，提高沼液温度，以达成能量的循环利用。
10.进一步地，所述增温单元包括沼气发电机组与余热回收循环管道；所述沼气发电机组通过余热回收循环管道连通换热管；沼气发电机组与导气管连通；沼气发电机组与控制设备电连接；该控制设备为协同控制器。
11.进一步地，还包括太阳能集热设备；所述太阳能集热设备通过供热循环管道连通换热管；所述太阳能集热设备与控制设备电连接；该太阳能集热设备为太阳能热水器。
12.在日照充足时，控制设备控制所述太阳能集热设备通过供热循环管道与换热管加
热沼液，提高发酵温度。在日照不足或夜间时，沼气通过导气管输入沼气发电机组作为发电燃料，以供发电；而发电时产生的余热通过余热回收循环管道与换热管加热沼液，以维持沼液发酵温度；控制设备控制沼气发电机组与太阳能集热设备协同工作，在不同的情况下切换成太阳能集热设备或沼气发电机组来加热沼液，实现能源互补，降低了用户用能成本。
13.进一步地，所述导气管与供气管中均设置电磁阀；所述水压间设置用于检测水压间沼液液面高度的液位传感装置，所述电磁阀与液位传感装置均电连接控制设备；水压间存贮沼液，当液料池与沼气储气囊中积聚了足够多的沼气后并超过大气压后，沼气将对液料池中沼液产生压力，使液料池中沼液液面下降，水压间沼液液面上升；因此水压间的沼液液面高度实际反映了沼气量的多少；通过液位传感装置记录水压间的沼液液面高度再将数据发送至控制设备。当水压间沼液液面较低甚至持平液料池时，代表此时沼气量较少；控制设备控制供气管或导气管中的电磁阀关闭，使余量不多的沼气集中供应沼气发电机组或用气设备的其中一处，保障被供应的设备能正常运转。
14.进一步地，所述液料池由内至外依次为防渗层、内层、保温层以及外层，所述防渗层由防水材料制成；所述防渗层实际为涂覆在内层上的由防水材料制成的防水涂层；防渗层的作用是防止液料池内存放的沼液渗出；沼液渗出后不仅会造成浪费，而且如果在冬天，沼液渗出后进入土壤中形成冻土层，会影响沼液升温，大大降低沼气的产生效率。
15.进一步地，所述内层与外层均包括混凝土层和玻璃钢层中的至少一种；混凝土层可以在施工现场进行浇注，玻璃钢层可以在工厂内制造定型。
16.进一步地，所述保温层、内层和外层之间均设有空隙；所述空隙用于形成空气层，提升保温效果。
17.进一步地，所述保温层与保温板均为聚苯塑料层；聚苯乙烯塑料具有良好的隔热效果，可以较好的防止热量散失，且成本低廉。
18.进一步地，所述控制设备连接光伏发电设备。所述光伏设备为太阳能电池板，太阳能电池板能够将太阳的光照热量转换为电能存储供控制设备运转。
19.本实用新型的有益效果是：
20.1、本装置通过加热、保暖的方式以降低沼气池中热量的散失速度，提高沼液温度，使沼液的产气速度得到提升。
21.沼气发电机组产生的余热通过余热回收循环管道加热沼液以提高沼气池产气速度；液料池内壁铺设保温层，液料池顶部设置保温板以降低热量散失；由于液料池与沼气储气囊之间的连通区域面积较小 (仅仅是数个通孔的面积)，因此可以极大程度上的避免液料池中的热量散失。
22.2、本装置以太阳能及沼气作为能量来源，通过不同的物理连通方式，将不同能源形式之间相互耦合，实现多种能源互补，为用户提供电、热，气等多种形式的负荷需求，降低了用户用能成本。
23.在日照充足时，控制设备控制所述太阳能集热设备通过供热循环管道与换热管加热沼液，提高发酵温度。在日照不足或夜间时，沼气通过导气管输入沼气发电机组作为发电燃料，以供发电；而发电时产生的余热通过余热回收循环管道与换热管加热沼液，以维持沼液发酵温度。沼气通过导气管输入沼气发电机组以供沼气发电机组发电，或者通过供气管连通用气设备供气。
24.3、本装置在沼气量较少时，可以自动将沼气集中供应至单独的设备上，保障该设备能正常运转。
25.通过液位传感装置记录水压间的沼液液面高度再将数据发送至控制设备。当水压间沼液液面较低甚至持平液料池时，代表此时沼气量较少；控制设备控制供气管或导气管中的电磁阀关闭，使余量不多的沼气集中供应沼气发电机组或用气设备的其中一处，保障被供应的设备能正常运转。
26.4、本装置对保温层的设计使保温层具备较好的保暖效果，防止沼液渗出形成冻土层。
27.液料池底壁从上至下依次包括防渗层、内层、保温层以及外层，所述防渗层实际为涂覆在内层上的由防水材料制成的防水涂层；保温层与内层、外层之间均设置有空隙；空隙内具有空气，这样可以在保温层与内层、外层之间均形成空气层，可以提升保温效果。
28.综上所述，本装置具备良好的保暖效果，可以降低沼气池中热量的散失速度；可以将太阳能及产生的沼气作为能量来源来加快发酵速度；沼气量较少时，控制设备控制供气管或导气管中的电磁阀关闭，使余量不多的沼气集中供应沼气发电机组或用气设备的其中一处。
附图说明
29.图1为本实施例1一种能量循环利用的沼气池的结构示意图；
30.图2为本实施例1液料池内壁部分的局部放大图；
31.图3为本实施例2一种能量循环利用的沼气池的结构示意图；
32.图4为本实施例2一种能量循环利用的沼气池的方法流程图。
33.图中：301、液料池；302、进料室；303、水压间；304、沼气储气囊；305、光伏发电设备；306、换热管；307、余热回收循环管道； 308、导气管；309、液位传感装置；310、保温板；311、防渗层；312、内层；313、保温层；314、外层；315、太阳能集热设备；316、供热循环管道；317、供气管；318、电磁阀；319、储水间；320、储水罐； 321、控制设备；322、水泵；323、热水管；324、沼气发电机组。
具体实施方式
34.为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
35.实施例1
36.如图1-图2所示，一种能量循环利用的沼气池，包括沼气池本体，所述沼气池包括液料池1，位于液料池1两侧并与其连通的进料室302和水压间303；所述液料池的开口上方具有包覆液料池上方区域的沼气储气囊304，所述沼气储气囊304包覆的沼气通过供气管317 连通用气设备；所述沼气储气囊为黑膜；
37.环绕所述液料池内壁铺设保温层313，所述液料池开口处扣合保温板310，所述保温板310上开有供液料池中的沼气进入沼气储气囊包覆区域的通孔；或者保温板为多块，多
块保温板之间具有透出沼气的缝隙；由于液料池与沼气储气囊之间的连通区域面积较小(仅仅是数个通孔或者数条缝的面积)，因此可以极大程度上的避免液料池中的热量散失。
38.进一步地，还包括使用沼气产生热量的增温单元，所述沼气储气囊包覆的沼气通过导气管308输入增温单元；所述液料池中设有换热管306且换热管306与增温单元连通；为增加接触面积，该换热管 306优选为盘管；增温单元可以为锅炉或者是下文中的沼气发电机组 324与余热回收循环管道307的组合；
39.增温单元通入沼气产生热量，热量通过换热管传递给沼液，提高沼液温度，以达成能量的循环利用。
40.进一步地，所述增温单元包括沼气发电机组324与余热回收循环管道307；所述沼气发电机组324通过余热回收循环管道连通换热管；沼气发电机组与导气管308连通。
41.进一步地，所述液料池由内至外依次为防渗层311、内层312、保温层313以及外层314，所述防渗层311由防水材料制成；所述防渗层实际为涂覆在内层上的由防水材料制成的防水涂层；防渗层的作用是防止液料池内存放的沼液渗出；沼液渗出后不仅会造成浪费，而且如果在冬天，沼液渗出后进入土壤中形成冻土层，会影响沼液升温，大大降低沼气的产生效率。
42.进一步地，所述内层312与外层314均包括混凝土层和玻璃钢层中的至少一种；混凝土层可以在施工现场进行浇注，玻璃钢层可以在工厂内制造定型。
43.进一步地，所述保温层、内层和外层之间均设有空隙；所述空隙用于形成空气层，提升保温效果。
44.进一步地，所述保温层与保温板均为聚苯塑料层；聚苯乙烯塑料具有良好的隔热效果，可以较好的防止热量散失，且成本低廉。
45.该沼气池的下半部修建在地热层中，以保持其内部的沼液温度；沼气池的底部修建储水间319，储水间319同样处于地热层中，依靠地热层中的热量将储水间319中的水增温成热水；热水通过热水管 323被水泵322抽取至地表上的储水罐320中，其中热水管323大部分管体处于沼液中，以对沼液加热；进入储水罐320中的热水可以在水泵322作用下再次通过水管进入储水间319，也可以通过另外一条水管通向猪舍供家猪饮用。
46.本实施例的具体工作原理：沼气发电机组324产生的余热通过余热回收循环管道307加热沼液以提高产气速度，液料池301中产生的沼气经过通孔进入到沼气储气囊304中，沼气储气囊304中的沼气又通过导气管308输入沼气发电机组324以供沼气发电机组324发电，以此达成能量的循环利用。
47.实施例2
48.如图3-图4所示，本实施例与实施例1的区别在于还包括控制设备321、太阳能集热设备315、电磁阀318、液位传感装置以及光伏发电设备305。
49.沼气发电机组与控制设备321电连接；该控制设备321为协同控制器。
50.进一步地，还包括太阳能集热设备315；所述太阳能集热设备通过供热循环管道316连通换热管；所述太阳能集热设备与控制设备电连接；该太阳能集热设备为太阳能热水器。
51.在日照充足时，控制设备控制所述太阳能集热设备通过供热循环管道316与换热管加热沼液，提高发酵温度。在日照不足或夜间时，沼气通过导气管输入沼气发电机组作为
发电燃料，以供发电；而发电时产生的余热通过余热回收循环管道与换热管加热沼液，以维持沼液发酵温度；控制设备控制沼气发电机组与太阳能集热设备协同工作，在不同的情况下切换成太阳能集热设备或沼气发电机组来加热沼液，实现能源互补，降低了用户用能成本。
52.进一步地，所述导气管与供气管317中均设置电磁阀318；所述水压间303设置用于检测水压间沼液液面高度的液位传感装置，所述电磁阀与液位传感装置均电连接控制设备；水压间存贮沼液，当液料池与沼气储气囊中积聚了足够多的沼气后并超过大气压后，沼气将对液料池中沼液产生压力，使液料池中沼液液面下降，水压间沼液液面上升；因此水压间的沼液液面高度实际反映了沼气量的多少；通过液位传感装置记录水压间的沼液液面高度再将数据发送至控制设备。当水压间沼液液面较低甚至持平液料池时，代表此时沼气量较少；控制设备控制供气管或导气管中的电磁阀关闭，使余量不多的沼气集中供应沼气发电机组或用气设备的其中一处，保障被供应的设备能正常运转。
53.进一步地，所述控制设备连接光伏发电设备305。所述光伏设备为太阳能电池板，太阳能电池板能够将太阳的光照热量转换为电能存储供控制设备运转。