沼氣、風能、太陽能一體化生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種沼氣、風能、太陽能一體化生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，主要由風能和太陽光伏復合電力發(fā)生單元及蓄電單元、沼氣發(fā)生單元、沼氣和太陽光熱復合利用單元、沼液加熱裝置、冷暖空氣循環(huán)交換單元和牲畜陽光暖棚組成，所述風能和太陽能復合動力發(fā)生單元輸出電能并輸送至沼液加熱裝置和蓄電單元，沼液加熱裝置對沼氣發(fā)生單元進行加熱，牲畜陽光曖棚中建有廁所和牲畜舍以及蔬菜園，沼氣發(fā)生單元中的產生的沼渣沼液輸送至所述蔬菜園中或者返施草原。本實用新型充分利用低溫、高寒地區(qū)的風能和太陽能以及人畜糞便所產生的沼氣清潔能源，提高牧區(qū)牧民生活質量，有效保護和改善牧區(qū)草原、減少大氣污染排放，實現(xiàn)綠色清潔能源的可持續(xù)利用。
【專利說明】沼氣、風能、太陽能一體化生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及綠色清潔能源循環(huán)利用領域，具體涉及沼氣、風能、太陽能一體化生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]目前，國內外已有大量研究試圖借助分布式能量系統(tǒng)所具有的高效、環(huán)保、經濟、可靠性高等特點，解決可持續(xù)發(fā)展與能源緊缺以及環(huán)境污染之間的矛盾，并取得了卓有成效的進展。環(huán)保、經濟、可靠性高是以“減量化、再利用、資源化”為原則，以低消耗、低排放、高效率為基本特征的一種以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心。
[0003]在低溫地區(qū)和高寒牧區(qū)夜間溫度較低，牧民大多采用焚燒木材、牛糞、煤炭等可燃物取暖，這樣做不但破壞牧區(qū)草原、森林的生態(tài)環(huán)境，而且牧民與牛糞接觸極易感染寄生蟲和孢子微生物，不利于牧民身體健康。
實用新型內容
[0004](一 )解決的技術問題
[0005]本發(fā)明要解決的是低溫高寒草原牧區(qū)缺少清潔能源循環(huán)系統(tǒng)、焚燒牛糞、木材、煤炭影響高寒牧區(qū)草原和森林生態(tài)環(huán)境、牧區(qū)環(huán)境衛(wèi)生差的問題。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]為實現(xiàn)以上目的，本實用新型通過以下技術方案予以實現(xiàn):
[0008]一種沼氣、風能、太陽能一體化生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:主要由風能和太陽光伏復合電力發(fā)生單元及蓄電單元、沼氣發(fā)生單元、沼氣和太陽光熱復合利用單元、沼液加熱裝置、冷暖空氣循環(huán)交換單元和牲畜陽光暖棚組成，所述風能和太陽能復合動力發(fā)生單元輸出電能并輸送至沼液加熱裝置和蓄電單元，沼液加熱裝置可以對沼氣發(fā)生單元進行加熱，牲畜陽光暖棚中建有廁所和牲畜舍以及蔬菜園，人畜糞便輸入沼氣發(fā)生單元中，提供沼氣發(fā)生原料，沼氣發(fā)生單元中的產生的沼渣輸送至所述蔬菜園中，形成能源與資源一體化利用，熱、電、肥料共生的循環(huán)系統(tǒng)。
[0009]根據(jù)本實用新型的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，所述沼氣發(fā)生單元為沼氣池，在所述沼氣池底部及側壁設有保溫隔熱層。
[0010]根據(jù)本實用新型的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，所述沼液加熱裝置為設于沼液中，由風能和太陽能復合動力發(fā)生單元提供能源的加熱器。
[0011]根據(jù)本實用新型的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，所述沼液加熱裝置為一閉合的熱循環(huán)管，所述熱循環(huán)管分別通過風能和太陽能復合動力發(fā)生單元中的自動跟蹤太陽能灶、沼氣發(fā)生單元以及房間的床/炕；
[0012]為保持沼液產生沼氣所需的適當溫度環(huán)境，以及保持房間內人體取暖所需合適溫度，根據(jù)本實用新型的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的加熱裝置中設置有溫度控制器。
[0013]根據(jù)本實用新型的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，所述冷暖空氣循環(huán)交換單元是在房屋的墻壁上方和下方各設置有一個通風孔，與房間外封閉玻璃空間連通，以使冷、熱空氣交換。
[0014]根據(jù)本實用新型的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，所述沼氣發(fā)生單元產生的沼氣輸送至房間的沼氣灶、沼氣爐、沼氣燈等沼氣應用終端；蓄電單元儲蓄風能和太陽能復合動力發(fā)生單元收集的能量，為房間內的電熱毯、電燈等電器提供電能。
[0015](三)有益效果
[0016]本實用新型充分利用低溫、高寒地區(qū)的風能和太陽能以及人畜糞便所產生的沼氣清潔能源，大幅減少焚燒糞便、木材、煤炭的量，提高沼氣生產能力，讓更多的人畜糞便反施草地或者蔬菜園，增加土地肥力，進而提高牧區(qū)牧民生活質量，有效保護和改善牧區(qū)草原、森林生態(tài)環(huán)境，減少大氣污染排放，實現(xiàn)綠色清潔能源的可持續(xù)利用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本實用新型沼氣、風能、太陽能一體化生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)結構示意圖。
[0019]圖2為本實用新型的房間的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0020]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0021]如圖1所示，本實用新型的沼氣、風能、太陽能一體化生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)包括風能和太陽能復合動力發(fā)生單元10、沼氣發(fā)生單元20、沼液加熱裝置30、蓄電單元40和牲畜陽光暖棚50相互連接組成，對風能、太陽能和人畜的糞便加以利用、處理的一體化能源循環(huán)系統(tǒng)。風能和太陽能復合動力發(fā)生單元10分別連接至加熱裝置30和蓄電單元40，沼液加熱裝置30對沼氣發(fā)生單元20進行加熱。牲畜陽光暖棚50中建有廁所和牲畜舍以及蔬菜園，人畜糞便輸入沼氣發(fā)生單元20中，提供沼氣發(fā)生原料。本實用新型中沼氣和太陽光熱復合利用單元主要為利用沼氣能及太陽能、風能的房間及各種耗能裝置，具體如室內取暖，煮飯、燒奶，照明等。
[0022]具體循環(huán)流程如下:
[0023]風能和太陽能復合動力發(fā)生單元10中包括風力發(fā)電機、太陽能采集裝置和太陽能發(fā)電裝置，采集風能和太陽能，并將其轉換為電能，風能和太陽能復合動力發(fā)生單元10中設置有出口 11和出口 12，其中，出口 11通過電線連接至蓄電單元40。出口 12通過電線連接至位于沼氣發(fā)生單元20的沼液中的沼液加熱裝置30。
[0024]沼氣發(fā)生單元20建立在牲畜陽光暖棚50附近或者直接建在牲畜陽光暖棚50的下方，沼氣發(fā)生單元20的四周鋪設保溫隔熱層，這樣便于利用人畜糞便直接輸入到沼氣發(fā)生單元20中，減少清理圈舍糞便的勞動力，而且有效控制了沼液熱量散失，減少了外部寒冷空氣對沼氣池中沼液發(fā)酵溫度的影響，同時，牲畜陽光暖棚50內保存的日間太陽余熱和牲畜的散熱也有利于提高沼氣池內沼液發(fā)酵速度。沼氣發(fā)生單元20中產生的沼氣通過出口 21輸送到房屋中，房屋中的沼氣灶和沼氣爐利用沼氣做飯、產生熱量，提升室內溫度。
[0025]以上是沼液加熱裝置30利用電能對沼氣發(fā)生單元20進行加熱。
[0026]作為本實用新型的的另一種實施方式，沼液加熱裝置30還可以為一閉合的熱循環(huán)管，熱循環(huán)管分別通過風能和太陽能復合動力發(fā)生單元10中的自動跟蹤太陽能灶(見本人已授權專利:專利號201010028114.9)、沼氣發(fā)生單元20以及房間的床/炕。太陽能灶對傳熱介質(例如:水、油)進行加熱，并將熱量輸送至沼氣發(fā)生單元20和房間內的的床/炕。
[0027]沼液加熱裝置30將熱量輸送至沼氣發(fā)生單元20，從而進一步提高沼氣池沼液的發(fā)酵效率，提高沼氣生產能力。沼液加熱裝置30內設有溫度控制器，用以保持沼氣發(fā)生單元20產生沼氣所需的適當溫度環(huán)境，以及保持房間內人體取暖所需合適溫度。
[0028]沼氣發(fā)生單元20產生的沼氣輸送至房間的沼氣灶、沼氣爐、沼氣燈等沼氣應用終端。蓄電池40為房間內的電燈、電熱毯等電器提供電能。
[0029]牲畜陽光暖棚50內的廁所和牲畜舍中的糞便通過沼氣發(fā)生單元20的入口 22輸入人畜糞便，沼氣發(fā)生單元20中產生的沼渣通過出口 23反饋到牲畜陽光暖棚50中的蔬菜園中，為蔬菜園施肥，牲畜陽光暖棚50內利用陽光保持棚內溫度，并利用沼氣池的沼渣和牲畜呼吸產生的二氧化碳為蔬菜等綠色植物生長提供了較好的環(huán)境條件，充分利用沼氣發(fā)生所產生的廢棄物改善牧民生活。
[0030]如圖2所示，本實用新型的冷暖空氣循環(huán)交換單元是在房屋I的墻壁上方和下方分別設置有通風孔3，與房間外封閉玻璃空間連通，以使冷、熱空氣交換。房間I的墻壁上方和下方分別設置有換氣孔3，房間I通過換氣孔3與蓄熱裝置2連通，外墻上由透明鋼化玻璃4形成的密閉空間。空間內的密閉空氣經過白天的強烈日照升溫，并積蓄熱量供晚上使用。根據(jù)具體情況，透明鋼化玻璃4也可以用其他具有吸熱蓄熱的特殊材料或類似結構代替。為實現(xiàn)房間內享用密閉空間內白天吸收積蓄的熱量，同時實現(xiàn)內外冷熱空氣循環(huán)流動，在所述密閉空間所覆蓋的墻壁上方和下方各設置至少一個換氣孔3。為防止室內熱量流失，在墻壁內側端的換氣孔3上設有溫控閉合裝置。早上陽光照射到封閉玻璃空間時，玻璃空間內的空氣被加熱，到一定溫度時，換氣孔3自動打開，利用空氣動力學中熱空氣上升原理，讓熱空氣從上方的換氣孔3進入室內，室內冷空氣從下方的換氣孔3進入玻璃空間加熱，如此循環(huán)，使牧民居住的房間內溫度得到提升。當太陽降落，玻璃空間內溫度降到比室內低時，換氣孔3自動關閉，從而達到保溫效果。
[0031]本實用新型充分利用低溫、高寒地區(qū)的風能和太陽能以及人畜糞便所產生的沼氣清潔能源，大幅減少焚燒糞便、木材、煤炭的量，提高沼氣生產能力，讓更多的人畜糞便反施草地或者蔬菜園，增加土地肥力，進而提高牧區(qū)牧民生活質量，有效保護和改善牧區(qū)草原、森林生態(tài)環(huán)境，減少大氣污染排放，實現(xiàn)綠色清潔能源的可持續(xù)利用。
[0032]需要說明的是，在本文中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0033]以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
【權利要求】
1.沼氣、風能、太陽能一體化生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:主要由風能和太陽光伏復合電力發(fā)生單元及蓄電單元、沼氣發(fā)生單元、沼氣和太陽光熱復合利用單元、沼液加熱裝置、冷暖空氣循環(huán)交換單元和牲畜陽光暖棚組成，所述風能和太陽能復合動力發(fā)生單元輸出電能并輸送至沼液加熱裝置和蓄電單元，沼液加熱裝置可以對沼氣發(fā)生單元進行加熱，牲畜陽光暖棚中建有廁所和牲畜舍以及蔬菜園，人畜糞便輸入沼氣發(fā)生單元中，提供沼氣發(fā)生原料，沼氣發(fā)生單元中的產生的沼渣輸送至所述蔬菜園中，形成能源與資源一體化利用，熱、電、肥料共生的循環(huán)系統(tǒng)。
2.如權利要求1所述沼氣、風能、太陽能一體化生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述沼氣發(fā)生單元為沼氣池，在所述沼氣池底部及側壁設有保溫隔熱層。
3.如權利要求1所述沼氣、風能、太陽能一體化生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述沼液加熱裝置為設于沼液中，由風能和太陽能復合動力發(fā)生單元提供能源的加熱器。
4.如權利要求1所述沼氣、風能、太陽能一體化生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述沼液加熱裝置為一閉合的熱循環(huán)管，所述熱循環(huán)管分別通過風能和太陽能復合動力發(fā)生單元中的自動跟蹤太陽能灶、沼氣發(fā)生單元以及房間的床/炕。
5.如權利要求1?4中任一所述沼氣、風能、太陽能一體化生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述沼液加熱裝置中設置有溫度控制器。
6.如權利要求5所述沼氣、風能、太陽能一體化生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述冷暖空氣循環(huán)交換單元是在房屋的墻壁上方和下方各設置有一個通風孔，通過通風孔與房間外封閉玻璃空間連接。
【文檔編號】C12M1/38GK203976804SQ201420279785
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權日:2014年5月29日
【發(fā)明者】李博, 李洪泉, 余南陽, 劉剛 申請人:李博, 李洪泉, 余南陽, 劉剛