专利名称：太阳能热水器向沼气池壁的管道输送温水的增效装置的制作方法1970年-1980年，由于当时科学技术条件的限制，人民生活水平不高，中国居民多用空汽油桶改装成闷晒式热水器放在阳光下曝晒加热桶内的液体水，这种依靠阳光直接晒热桶内的液体水的方法效率低、散热快、晒热水量小，由于实用价值不高，闷晒式热水器早已遭到淘汰。直到1984年，清华大学一位老师发明‘磁控溅射渐变铝——氮/铝太阳选择性吸收涂层’，使真空管式太阳能热水器高效利用太阳能实现大规模生产和商业化应用成为可能。2009年本项专利的发明人、中国发明协会会员缪同春到北京参加中国发明协会组织的经验交流会，在会上听到清华大学这位发明真空管式太阳能热水器的老师介绍他的艰苦奋斗、勇于创新的发言。近年来，太阳能热水器在全世界的安装面积达到2. 46亿平方米，中国占其中的 64%。中国山东省的太阳能热利用产业发展很快，皇明、力诺瑞特和桑乐三家企业的热水器年产销量达到370万台以上、产品质量逐年提高，真空管的镀膜技术以及抽真空、封口等工艺不断改进，使太阳能热水器的真空管‘心脏’不断增强。太阳照射真空管的外管，光热被集热镀膜吸收后沿管壁传递加热管内的水，管内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时温度较低的水沿管的另一侧不断补充循环加热，使整箱热水升至一定的温度供人们使用热水。由于太阳能热水器的技术相当成熟，使用效果明显，已经受到人民的普遍欢迎。山东省烟台等城市为了建设节约型社会，纷纷出台了在全市住宅建设中推广使用太阳能热水器及成套技术的意见，在许多城市里的楼高12层以下的住宅楼的楼顶平面上普遍安装了太阳能热水器，向住宅楼居民供应热水。中国农村已经建成大大小小三千万口沼气池，由于沼气细菌必需在35°C左右的中温环境里或者55°C左右的高温环境里发酵，才能有效分解有机物，产生较多的沼气，而分散建造在农村自然环境里的三千万口沼气池，其池温往往有半年以上时间达不到20°C，严重影响了沼气池的产气率，全国各地存在许多由于池温不足、产沼气甚少的‘病态’沼气池。本项专利的发明人缪同春到农村调查过许多座沼气池的现状，从来没有见到在沼气池的顶部安装有可以利用阳光产生热水的太阳能热水器。目前，太阳辐射到沼气池顶部的光和热白白浪费，没有通过太阳能热水器利用太阳能光热来增加沼气池的产气量。
本发明的目的在于克服上述不足之处，在原来处于空白状态的沼气池18的顶部安装光伏支柱2，在光伏支柱2的顶部安装太阳能电池1，同时安装导电线3、控制器4、逆变器5、电动抽水泵6，太阳光照射太阳能电池1产生直流电，直流电通过导电线3输入控制器 4进行调整、接着通过导电线3输入逆变器5、在逆变器5内直流电转换成交流电，从逆变器 5输出的交流电通过导电线3输入电动抽水泵6，驱动电动抽水泵6将沼气池18底部的储低温水间14中的低温水通过抽低温水管7和低温水输送管8输入储低温水罐9 ；在沼气池 18的顶部安装太阳能热水器19，在太阳能热水器19的上面安装有真空集热管10，在太阳能热水器19的下部连接有输出热水管11，输出热水管11穿过保温层12与安装在沼气池 18内部的输水散热管13连接，输水散热管13的下端出口位于储低温水间14中的低温水层中。在输水散热管13的管壁上安装2只-60只喷温水微孔喷头15.当低温水从高处的储低温水罐9中流进真空集热管10接收阳光的辐射迅速升温变成温度超过70°C的热水从输出热水管11中流出、进入与输出热水管11连接的输水散热管13，在沼气池18的内部流经输水散热管13内的热水通过输水散热管13的不锈钢薄板管壁向沼液16和沼气储存间17 中散发热量，适当增加沼液16和沼气储存间17的温度达到35°C _55°C，安装在输水散热管 13的管壁上的喷温水微孔喷头15向沼液16和沼气储存间17中喷射水温为35°C _58°C的温热水，用于共同增加沼液16和沼气储存间17的温度至35°C _55°C，沼气细菌在35°C左右的环境里进行中温发酵，分解有机物，可以产生较多的沼气；沼气细菌在55°C左右的环境里进行高温发酵，分解有机物，可以产生较多的沼气，利用以上的水循环系统，就可以将太阳能热水器19加热低温水变成的热水用于提高沼气池18内部的温度，保证沼气池18在冬季不停止产气，多生产沼气供应居民在低温季节的生产和生活用气。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的由太阳能电池1、光伏支柱2、导电线3、控制器4、逆变器5、电动抽水泵6、抽低温水管7、低温水输送管8、储低温水罐9、真空集热管10、输出热水管11、保温层12、输水散热管13、储低温水间14、喷温水微孔喷头15、沼液16、沼气储存间17、沼气池18、太阳能热水器19共同组成太阳能热水器向沼气池壁的管道输送温水的增效装置；在沼气池18的顶部安装光伏支柱2、在光伏支柱2的顶端安装太阳能电池1 ；在沼气池18的顶部安装导电线3、控制器4、逆变器5、电动抽水泵6、抽低温水管7、低温水输送管8、储低温水罐9、真空集热管10、输出热水管11 ；在沼气池18的顶部安装保温层12 ；在沼气池18的内部安装输水散热管13、在输水散热管13的管壁上安装喷温水微孔喷头15 二只-六十只；在沼气池18的内部有沼液16，在沼液16的上面有沼气储存间17 ；太阳能电池1通过导电线3与控制器4连接，控制器4通过导电线3与逆变器5 连接，逆变器5通过导电线3与电动抽水泵6连接；电动抽水泵6通过抽低温水管7与储低温水间14连接并互通，电动抽水泵6通过低温水输送管8与储低温水罐9连接并互通；储低温水罐9通过管道与真空集热管10连接并互通，真空集热管10通过输出热水管11与输水散热管13连接并互通，输水散热管13的下端出口与储低温水间14相通；液体水从储低温水间14向上抽出，经过抽低温水管7、电动抽水泵6、低温水输送管8、储低温水罐9、真空集热管10、输出热水管11、输水散热管13循环流动，向下仍流回储低温水间14。保温层12是陶瓷保温板保温层或XPS挤塑板保温层或EPS泡沫板保温层或珍珠岩砖保温层或蛭石砖保温层，保温层12的厚度是2公分-80公分。太阳能热水器19是全玻璃真空管式太阳能热水器或热管真空管式太阳能热水器或U管真空管式太阳能热水器。太阳能电池1是单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或非晶硅薄膜太阳能电池。图1为本发明的结构示意图。


本发明涉及太阳能热水器向沼气池壁的管道输送温水的增效装置，属于新能源应用技术领域。太阳光照射太阳能电池产生电流，电流通过控制器、逆变器输入电动抽水泵，电动抽水泵通过抽低温水管抽取沼气池底部储低温水间内的低温水、同时通过低温水输送管将低温水输入储低温水罐储存；从储低温水罐流出的低温水从高处向下流入太阳能热水器中的真空集热管，在真空集热管中接受太阳辐射变成热水，热水流经输出热水管输进沼气池内的输水散热管散发热量，同时从安装在输水散热管壁上的喷温水微孔喷头中喷出温水，使沼气池内的温湿度环境适合沼气细菌分解有机物，产生更多的沼气。安装在沼气池顶部的保温层减缓沼气池的冷却。