專利名稱：一種太陽能熱管發(fā)酵設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能利用，特別是利用太陽能和熱管技術(shù)對垃圾和農(nóng)產(chǎn)品、林產(chǎn)品 進(jìn)行發(fā)酵。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，發(fā)酵工程的生產(chǎn)品種和規(guī)模得到了飛速發(fā)展，目前的 發(fā)酵技術(shù)主要應(yīng)用于沼氣行業(yè)，而太陽能沼氣罐是目前沼氣發(fā)生技術(shù)最先進(jìn)的新能源技 術(shù)。它與傳統(tǒng)沼氣罐、沼氣池相比有多種優(yōu)勢。作為一種清潔能源，我國把發(fā)展農(nóng)村沼氣作 為實(shí)現(xiàn)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展，改善農(nóng)村人居環(huán)境和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增效的一項(xiàng)重要舉措。但在以往，建 造混凝土沼氣池施工周期長，質(zhì)量難以得到保證，漏氣、漏水等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，冬天氣溫低 時，更是難以正常產(chǎn)氣，在一定程度上影響了農(nóng)民建池的積極性。然而目前的太陽能沼氣發(fā) 酵裝置，體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于太陽的自然關(guān)系難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、均勻、連續(xù)的發(fā)酵。另外目前還利用太陽能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品、林產(chǎn)品、畜禽糞便、糖渣、造紙廢漿、垃 圾分選后的有機(jī)物等，使其腐熟發(fā)酵，不僅治理了環(huán)境污染，還對物料的資源化進(jìn)行利用。 但是由于現(xiàn)有的發(fā)酵技術(shù)中沒有采用適合的熱管技術(shù)，因而不能在現(xiàn)有的技術(shù)和產(chǎn)品中進(jìn) 行有效的推廣和應(yīng)用，這樣限制了太陽能在發(fā)酵領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種太陽能熱管發(fā)酵設(shè)備及采用熱管技術(shù)應(yīng)用到發(fā)酵設(shè)備 中的發(fā)酵方法，針對上述的發(fā)酵設(shè)備存在的問題，根據(jù)熱管的特性將熱管技術(shù)應(yīng)用到太陽 能發(fā)酵設(shè)備中，能夠?qū)崿F(xiàn)對物料進(jìn)行均勻、穩(wěn)定、持續(xù)、可控的發(fā)酵，簡化了發(fā)酵設(shè)備的機(jī) 構(gòu)，提高了發(fā)酵效率，降低了運(yùn)行成本。具體發(fā)明內(nèi)容如下一種太陽能熱管發(fā)酵設(shè)備，包括一個太陽能采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)太陽能的采集，一個具 有進(jìn)出料口的發(fā)酵腔室，一個用于傳輸、攪拌物料的傳輸攪拌系統(tǒng)，所述太陽能采集設(shè)備采 集的熱能與發(fā)酵腔室之間通過熱管進(jìn)行換熱，所述熱管的冷凝端設(shè)置在發(fā)酵腔室的內(nèi)部或 /和內(nèi)壁上，所述太陽能采集設(shè)備采集的熱能通過所述的熱管傳遞到發(fā)酵腔室內(nèi)從而實(shí)現(xiàn) 對發(fā)酵腔室內(nèi)部溫度的控制使其穩(wěn)定的發(fā)酵。太陽能采集設(shè)備用于采集太陽能并將太陽能轉(zhuǎn)換為需要的熱能，太陽能采集系統(tǒng) 選擇自下列一種A、太陽能低溫采集設(shè)備將太陽能轉(zhuǎn)換為低溫?zé)崮埽ú捎谜婵展苄蜔崴?、?板型熱水器、熱管真空管熱水器；B、太陽能高溫采集設(shè)備采用槽式、蝶式、塔式太陽能采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)太陽能的高溫 太陽能采集。在太陽能采集設(shè)備中還包括一個太陽能光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，用于采集太陽能并將太陽 能轉(zhuǎn)換為需要的電能，包括單晶硅、多晶硅、非晶硅、薄膜電池。
為了使太陽能采集設(shè)備采集的熱能能夠通過所述的熱管蒸發(fā)端傳遞到發(fā)酵腔室 內(nèi)，所述熱管與太陽能采集設(shè)備采集的熱能的換熱方式可以選擇下列兩種一種方式是將熱管的蒸發(fā)端設(shè)置在太陽能采集設(shè)備的內(nèi)部，使熱管的蒸發(fā)端與太 陽能采集設(shè)備直接連接進(jìn)行換熱。另一種方式是設(shè)置有一個蓄熱裝置，用于對太陽能采集設(shè)備所采集的太陽能進(jìn)行 儲存，而所述的熱管與蓄熱裝置中太陽能采集設(shè)備采集的熱能進(jìn)行換熱。所述的蓄熱裝置 包括采用蓄熱器實(shí)現(xiàn)對熱能的存儲，通過采用蓄熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)物料的發(fā)酵，可以保證連續(xù)穩(wěn) 定的太陽能發(fā)酵。所述蓄熱裝置與熱管之間采用下列一種方式進(jìn)行換熱A、熱管的蒸發(fā)端設(shè)置在蓄熱裝置內(nèi)，熱管的冷凝端設(shè)置在發(fā)酵腔室內(nèi)；B、熱管的蒸發(fā)端與蓄熱裝置之間設(shè)置有一個換熱器，通過換熱器實(shí)現(xiàn)熱管與蓄熱 器的換熱；C、熱管的蒸發(fā)端與蓄熱器之間設(shè)置有一個可以循環(huán)的密閉管道，在腔體的內(nèi)部設(shè) 置有流體，在循環(huán)密閉管道上設(shè)置有泵用于驅(qū)動流體，流體為液體、氣體、固液混合物、氣液 混合物、氣液固混合物中的一種。在所述的蓄熱裝置內(nèi)還設(shè)置有蓄電池，用于對太陽能采集設(shè)備所采集的太陽能轉(zhuǎn) 換的電能進(jìn)行儲存。太陽能轉(zhuǎn)換的電能用于驅(qū)動系統(tǒng)、輸送攪拌系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電加熱系統(tǒng)。采用太 陽能熱利用以及電力用，可以實(shí)現(xiàn)全部的太陽能為能源的發(fā)酵。根據(jù)發(fā)酵設(shè)置的要求，本發(fā)明中的熱管可以至少選擇下列一種A、普通熱管；B、整體熱管；C、分離式循環(huán)熱管；D、可連接熱管；F、脈沖熱管；G、循環(huán)自激震蕩熱管。在泵、攪拌系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)上設(shè)置有控制器件，根據(jù)控制的要求實(shí)現(xiàn)對泵、攪拌系 統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)的控制。一種太陽能熱管發(fā)酵的方法，其特征是在發(fā)酵腔室內(nèi)設(shè)置有熱管，將熱管的冷凝 端設(shè)置在發(fā)酵腔室的內(nèi)部或/和干燥室的內(nèi)壁上，將太陽能采集的熱能通過熱管實(shí)現(xiàn)對物 料進(jìn)行均勻、穩(wěn)定、快速的發(fā)酵，和/或太陽能采集成為電能用于對控制器件、動力器件提 供電力。采用本發(fā)明的發(fā)酵方法及設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對多種物料的發(fā)酵，被發(fā)酵的物料為至 少下列一種A、農(nóng)產(chǎn)品包括糧食、蔬菜、食物；
B、垃圾垃圾、垃圾物品； C、林產(chǎn)品包括林產(chǎn)品木材、果實(shí)、花果、樹葉。


圖1 真空管太陽能采集物料發(fā)酵系統(tǒng)原理2 槽式太陽能采集發(fā)酵系統(tǒng)原理中標(biāo)號的具體含義如下1 發(fā)酵腔室，2 熱管，3 太陽能采集系統(tǒng)，4 進(jìn)口，5 出口，6 蓄熱器，7 流體傳 熱系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一真空管熱管太陽能采集垃圾發(fā)酵系統(tǒng)如圖1所示，太陽采集采用真空管系統(tǒng)，在其內(nèi)部設(shè)置由多個熱管，熱管的蒸發(fā)端 設(shè)置在太陽能采集系統(tǒng)內(nèi)部的真空管內(nèi)，熱管的冷凝端設(shè)置在發(fā)酵腔室內(nèi)部，發(fā)酵腔室與 太陽能采集系統(tǒng)直接傳熱，垃圾在發(fā)酵腔室從入口進(jìn)入，從出口排除，從而實(shí)現(xiàn)對垃圾的發(fā) 酵。實(shí)施例二 槽式太陽能采集熱管糧食發(fā)酵系統(tǒng)如圖2所示，采用槽式太陽能熱利用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對太陽能的采集，溫度可以控制在 300-400度，槽式系統(tǒng)通過流體循環(huán)系統(tǒng)與蓄熱器進(jìn)行熱能的交換，熱能在蓄熱被儲存后通 過第二個流體循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與發(fā)酵腔室內(nèi)的熱管的連接，熱管設(shè)置在發(fā)酵腔室內(nèi)部，糧食 從入口進(jìn)入在發(fā)酵腔室被熱管發(fā)酵后從出進(jìn)口排除。可廣發(fā)的應(yīng)用于以糧食為原料的各種 應(yīng)用。
權(quán)利要求
一種太陽能熱管發(fā)酵設(shè)備，包括一個太陽能采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)太陽能的采集，一個具有進(jìn)出料口的發(fā)酵腔室，一個用于傳輸、攪拌物料的傳輸攪拌系統(tǒng)，其特征是所述太陽能采集設(shè)備采集的熱能與發(fā)酵腔室之間通過熱管進(jìn)行換熱，所述熱管的冷凝端設(shè)置在發(fā)酵腔室的內(nèi)部或/和內(nèi)壁上，所述太陽能采集設(shè)備采集的熱能通過所述的熱管傳遞到發(fā)酵腔室內(nèi)從而實(shí)現(xiàn)對發(fā)酵腔室內(nèi)部溫度的控制使其穩(wěn)定的發(fā)酵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱管發(fā)酵設(shè)備，其特征是太陽能采集設(shè)備選擇自下 列一種A、太陽能低溫采集設(shè)備將太陽能轉(zhuǎn)換為低溫?zé)崮?，包括采用真空管型熱水器、平板?熱水器、熱管真空管熱水器；B、太陽能高溫采集設(shè)備采用槽式、蝶式、塔式太陽能采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)太陽能的高溫太陽 能采集。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能熱管發(fā)酵設(shè)備，其特征是在所述的太陽能采集設(shè)備 中還包括一個太陽能光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，用于將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，包括單晶硅、多晶硅、 非晶硅、薄膜電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的太陽能熱管發(fā)酵設(shè)備，其特征是所述熱管的蒸發(fā)端設(shè)置 在太陽能采集設(shè)備的內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的太陽能熱管發(fā)酵設(shè)備，其特征是還設(shè)置有一個蓄熱裝置， 用于對太陽能采集設(shè)備所采集的太陽能進(jìn)行儲存，所述熱管與蓄熱裝置中太陽能采集設(shè)備 采集的熱能進(jìn)行換熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能熱管發(fā)酵設(shè)備，其特征是所述蓄熱裝置與熱管采用 下列一種方式進(jìn)行換熱A、熱管的蒸發(fā)端設(shè)置在蓄熱裝置的內(nèi)部，熱管的冷凝端設(shè)置在發(fā)酵腔室內(nèi)；B、熱管的蒸發(fā)端與蓄熱裝置之間設(shè)置有一個換熱器，通過換熱器實(shí)現(xiàn)熱管與蓄熱裝置 的換熱；C、熱管的蒸發(fā)端與蓄熱裝置之間設(shè)置有一個可以循環(huán)的密閉管道，在腔體的內(nèi)部設(shè)置 有流體，在循環(huán)密閉管道上設(shè)置有泵用于驅(qū)動流體，流體為液體、氣體、固液混合物、氣液混 合物、氣液固混合物中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能熱管發(fā)酵設(shè)備，其特征是在所述的蓄熱裝置內(nèi)還設(shè) 置有蓄電池，用于對太陽能采集設(shè)備所采集的太陽能轉(zhuǎn)換的電能進(jìn)行儲存。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的太陽能熱管發(fā)酵設(shè)備，其特征是熱管選擇下列一種A、普通熱管；B、整體熱管；C、分離式循環(huán)熱管；D、可連接熱管；F、脈沖熱管；G、循環(huán)自激震蕩熱管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的太陽能熱管發(fā)酵設(shè)備，其特征是在傳輸攪拌系統(tǒng)上設(shè)置 有控制器件，根據(jù)控制的要求實(shí)現(xiàn)對傳輸攪拌系統(tǒng)的控制。
10.一種太陽能熱管發(fā)酵的方法，其特征是在發(fā)酵腔室內(nèi)設(shè)置有熱管，將熱管的冷凝端設(shè)置在發(fā)酵腔室的內(nèi)部或者內(nèi)壁上，將太陽能采集的熱能通過熱管實(shí)現(xiàn)對物料進(jìn)行均 勻、穩(wěn)定、快速的發(fā)酵，和/或太陽能采集的電能用于對控制器件、動力器件提供電力。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種太陽能熱管發(fā)酵設(shè)備及采用熱管技術(shù)應(yīng)用到發(fā)酵設(shè)備中的發(fā)酵方法，包括一個太陽能采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)太陽能的采集，一個具有進(jìn)出料口的發(fā)酵腔室，一個用于傳輸、攪拌物料的傳輸攪拌系統(tǒng)，所述太陽能采集設(shè)備采集的熱能與發(fā)酵腔室之間通過熱管進(jìn)行換熱，所述熱管的冷凝端設(shè)置在發(fā)酵腔室的內(nèi)部或/和內(nèi)壁上，所述太陽能采集設(shè)備采集的熱能通過所述的熱管傳遞到發(fā)酵腔室內(nèi)從而實(shí)現(xiàn)對發(fā)酵腔室內(nèi)部溫度的控制使其穩(wěn)定的發(fā)酵。針對現(xiàn)有發(fā)酵設(shè)備存在的問題，根據(jù)熱管的特性將熱管技術(shù)應(yīng)用到太陽能發(fā)酵設(shè)備中，能夠?qū)崿F(xiàn)對物料進(jìn)行均勻、穩(wěn)定、持續(xù)、可控的發(fā)酵，簡化了發(fā)酵設(shè)備的機(jī)構(gòu)，提高了發(fā)酵效率，降低了運(yùn)行成本。
文檔編號C12M1/107GK101899384SQ20091030276
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月31日
發(fā)明者李建民 申請人:北京智慧劍科技發(fā)展有限責(zé)任公司