一种供农户利用秸秆发酵堆产热取暖的装置及其方法

技术领域

本申请属于清洁供暖技术领域，具体涉及一种供农户利用秸秆发酵堆产热取暖的装置及其方法。

背景技术

我国是一个南北跨度极大的国家，其跨越了热带和北温带，北温带的很多地区需要取暖才可以度过寒冷的冬季，而在农村地区，居民居住较为分散，集中供热的方式难以实现，故我国农村地区取暖的主要方式是独立燃煤取暖。

然而，冬季燃煤供暖排放的氮氧化物和硫化物造成环境污染，温室气体排放量大，从许多年前开始我国就已成为世界上二氧化碳排放量最多的国家。我国已承诺到2020年二氧化碳减排目标是单位GDP温室气体排放比2005年下降40％至45％。因此减少二氧化碳排放，尤其是冬季供暖的温室气体气体排放已刻不容缓。

同时，我国也是一个农业大国，每年因农业发展而产生了大量的秸秆，传统农业中秸秆的处理方式一般是还田或者直接焚烧，这样的处理方式虽然极为迅速，但焚烧过后的秸秆会对环境造成巨大的污染。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本申请提供一种供农户利用秸秆发酵堆产热取暖的装置，其特征在于：所述装置包括秸秆发酵换热系统以及供回水系统管道，所述秸秆发酵换热系统构造用于通过所述供回水系统管道连接到位于农户居所室内的散热装置，所述秸秆发酵换热系统包括第一换热器、第二换热器以及连接管，所述第一换热器、所述第二换热器以及所述连接管构造用于设置在秸秆发酵堆的内部并能被所述秸秆发酵堆完全包裹在内，所述第一换热器通过所述连接管与所述第二换热器连接，所述供回水系统管道包括秸秆发酵换热系统供水管道和秸秆发酵换热系统回水管道。

优选地，所述第一换热器、所述第二换热器以及所述供回水系统管道中填充有导热介质。

优选地，所述第一换热器和所述第二换热器构造成它们中的其中一个位于另外一个的上方，且所述第一换热器和所述第二换热器中的所述其中一个的末端通过所述连接管与所述另外一个的始端连接在一起。

优选地，所述装置还包括锅炉，所述锅炉用于在所述第一换热器和所述第二换热器中的导热介质的温度低于预定温度时，对导热介质进行补充加热。

优选地，所述锅炉通过所述秸秆发酵换热系统供水管道以及所述秸秆发酵换热系统回水管道与所述秸秆发酵换热系统接通。

优选地，所述第一换热器和所述第二换热器中位于上方的换热器的末端通过所述秸秆发酵换热系统供水管道与所述锅炉的供水口连接。

优选地，所述第一换热器和所述第二换热器中位于下方的换热器的始端通过所述秸秆发酵换热系统回水管道与所述锅炉的回水口连接。

优选地，所述锅炉的供水口通过锅炉供水管道与所述室内散热装置的供水口连接。

优选地，所述锅炉的回水口通过锅炉回水管道与所述室内散热装置的回水口连接。

优选地，所述秸秆发酵换热系统供水管道和所述锅炉供水管道与所述锅炉的供水口通过三通连接。

优选地，所述秸秆发酵换热系统回水管道和所述锅炉回水管道与所述锅炉的回水口通过三通连接。

优选地，所述秸秆发酵换热系统供水管道、所述秸秆发酵换热系统回水管道、所述锅炉供水管道以及所述锅炉回水管道的外周壁均设置有用于减少热量损失的保温层，且均设置有用于控制其开关的阀门。

一种使用上述装置供农户利用秸秆发酵堆产热取暖的方法，包括以下步骤：

1)在农户居所外部堆垛秸秆，堆垛的过程中在秸秆内掺入益生菌和水，形成所述秸秆发酵堆用于进行发酵产热，将所述第一换热器和所述第二换热器布置在所述秸秆发酵堆内部；

2)向所述供回水系统管道、所述第一换热器以及所述第二换热器注入导热介质，通过所述秸秆发酵堆发酵过程中产生的热量对所述第一换热器以及所述第二换热器内的导热介质进行第一次加热，导热介质的流动方向是从所述第一换热器和所述第二换热器中位于下方的换热器向位于上方的换热器流动；

3)当所述第一换热器和第二换热器内的导热介质的温度低于预定温度，导致不足以使农户居所室内温度提升至预定温度时，打开所述锅炉开关，对所述锅炉内部的导热介质进行第二次加热；

4)第一次加热后的导热介质沿着所述秸秆发酵换热系统供水管道与第二次加热后的导热介质在所述锅炉的供水口处通过三通汇合后，沿着所述锅炉供水管道输送至所述室内散热装置内；

5)所述室内散热装置内的导热介质在室内散发热量为室内供暖后温度降低，流入所述室内散热装置的下方，随后沿着所述锅炉回水管道通过三通分别流入所述锅炉内进行新一轮的第二次加热以及通过所述秸秆发酵换热系统回水管道流入所述秸秆发酵堆内的换热器进行第一次加热，再次进入循环。

优选地，所述秸秆发酵堆包括秸秆以及用于促使秸秆发酵的益生菌和水。

优选地，所述益生菌包括以下成分：乳酸菌59.9-69.5份，酵母菌0.1-0.5份，芽孢菌20-25份以及放线菌10-15份。

优选地，所述导热介质包括体积比为90％的水、体积比为5％的酒精以及体积比为5％的甘油。

本申请的供农户利用秸秆发酵堆产热取暖的装置中，益生菌和水的催化可以使秸秆产生大量的热量，将此热量转化输送到室内散热装置内可以大量地减少煤炭的燃烧，从而减少污染物的排放，使农村地区冬季取暖更清洁，同时也减少了农村居民的取暖成本。此外，发酵腐熟的秸秆还可以用作肥料，使秸秆内的营养物质得到更充分的使用。使用本申请的装置不仅可以使农村地区取暖减少污染，还可以减少居民的取暖成本，节省开支，此外发酵腐熟的秸秆用作肥料也更加清洁更加高效。

附图说明

图1是本申请的一种供农户利用秸秆发酵堆产热取暖的装置结构示意图。

具体实施方式

为了帮助更好地理解本申请的技术方案，以下将结合附图对本申请的具体实施方式进行详细的描述。

如图1所示，本供农户利用秸秆发酵堆产热取暖的装置主要包括：秸秆发酵换热系统以及供回水系统管道。

秸秆发酵换热系统包括第一换热器2、第二换热器3以及连接管4，第一换热器2、第二换热器3以及连接管4构造用于设置在秸秆发酵堆1内部并能被秸秆发酵堆1完全包裹在内。

第一换热器2和第二换热器3构造成它们中的其中一个位于另外一个的上方，且第一换热器2和第二换热器3中的其中一个的末端通过连接管4与另外一个的始端连接在一起。第一换热器2、第二换热器3以及连接管4的内部由导热介质填充。第一换热器2和第二换热器3中位于下方的换热器中温度较低的导热介质吸收秸秆发酵之后产生的热量，使第一换热器2和第二换热器3中位于下方的换热器中的导热介质升温，通过连接管4进入到第一换热器2和第二换热器3中位于上方的换热器中继续升温，从而完成第一次加热，随后再通过秸秆发酵换热系统供水管道5将第一次加热后的导热介质输送到锅炉7的供水口处。

锅炉7是普通农家用的介质锅炉，用于在第一换热器2和第二换热器3中的导热介质的温度低于预定温度时，对导热介质进行补充加热。锅炉7通过秸秆发酵换热系统供水管道5以及秸秆发酵换热系统回水管道6与秸秆发酵换热系统接通。

供回水系统管道包括秸秆发酵换热系统供水管道5、秸秆发酵换热系统回水管道6、锅炉供水管道8以及锅炉回水管道9，秸秆发酵换热系统、锅炉7以及室内散热装置10之间通过供回水系统管道连接。

第一换热器2和第二换热器3中位于上方的换热器的末端通过秸秆发酵换热系统供水管道5与锅炉7的供水口连接，第一换热器2和第二换热器3中位于下方的换热器的始端通过秸秆发酵换热系统回水管道6与锅炉7的回水口连接。锅炉7的供水口通过锅炉供水管道8与室内散热装置10的供水口连接，锅炉7的回水口通过锅炉回水管道9与室内散热装置10的回水口连接。

秸秆发酵换热系统供水管道5和锅炉供水管道8与锅炉7的供水口通过三通连接，秸秆发酵换热系统回水管道6和锅炉回水管道9与锅炉7的回水口通过三通连接。

秸秆发酵换热系统供水管道5、秸秆发酵换热系统回水管道6、锅炉供水管道8以及锅炉回水管道9的外周壁均设置有用于减少热量损失的保温层，且均设置有用于控制其开关的阀门。

一种使用上述装置供农户利用秸秆发酵堆产热取暖的方法，包括以下步骤：

1)在农户居所外部堆垛秸秆，堆垛的过程中在秸秆内掺入益生菌和水，形成秸秆发酵堆1用于进行发酵产热，将第一换热器2和第二换热器3布置在秸秆发酵堆1内部；

2)向供回水系统管道、第一换热器2以及第二换热器3注入导热介质，通过秸秆发酵堆1发酵过程中产生的热量对第一换热器2以及第二换热器3内的导热介质进行第一次加热，导热介质的流动方向是从第一换热器2和第二换热器3中位于下方的换热器向位于上方的换热器流动；

3)当第一换热器2和第二换热器3内的导热介质的温度低于预定温度，导致不足以使农户居所室内温度提升至预定温度时，打开锅炉7开关，对锅炉7内部的导热介质进行第二次加热；

4)第一次加热后的导热介质沿着秸秆发酵换热系统供水管道5与第二次加热后的导热介质在锅炉7的供水口处通过三通汇合后，沿着锅炉供水管道8输送至室内散热装置10内；

5)室内散热装置10内的导热介质在室内散发热量为室内供暖后温度降低，流入室内散热装置10的下方，随后沿着锅炉回水管道9通过三通分别流入锅炉7内进行新一轮的第二次加热以及通过秸秆发酵换热系统回水管道6流入秸秆发酵堆1内的换热器进行第一次加热，再次进入循环。

秸秆发酵堆1包括秸秆以及用于促使秸秆发酵的益生菌和水，益生菌包括以下成分：乳酸菌59.9-69.5份，酵母菌0.1-0.5份，芽孢菌20-25份以及放线菌10-15份。导热介质包括体积比为90％的水、体积比为5％的酒精以及体积比为5％的甘油。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。