一種相變蓄熱型廚余垃圾智能高溫快速發(fā)酵裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種相變蓄熱型廚余垃圾智能高溫快速發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵艙和若干塊蓄熱板；所述蓄熱板緊貼所述發(fā)酵艙圍繞在所述發(fā)酵艙的外壁；所述蓄熱板內(nèi)填充有石蠟。本發(fā)酵裝置所用的蓄熱材料蓄熱能量密度高，可以大大簡(jiǎn)化輔助加熱系統(tǒng)，并且為發(fā)酵物料提供更長(zhǎng)時(shí)間以及更穩(wěn)定的輔助加熱，同時(shí)也簡(jiǎn)化了為發(fā)酵物料輔助加熱的操作流程。蓄熱材料可以根據(jù)艙體不同區(qū)域的熱能需求，進(jìn)行靈活分布，安裝更加簡(jiǎn)便。
【專利說(shuō)明】一種相變蓄熱型廚余垃圾智能高溫快速發(fā)酵裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種垃圾發(fā)酵裝置，尤其是涉及一種相變蓄熱型廚余垃圾智能高溫快速發(fā)酵裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]廚余垃圾高溫發(fā)酵過(guò)程中，通常是使用太陽(yáng)能等熱源為堆放廚余垃圾的艙體提供輔助加熱，創(chuàng)造有利于提升微生物活動(dòng)能力的適宜高溫環(huán)境，以達(dá)到快速發(fā)酵，縮短發(fā)酵周期的目的。目前主要使用的輔助加熱方式，是通過(guò)水來(lái)蓄熱，再將金屬材質(zhì)的水管，環(huán)繞或平鋪于圓筒型發(fā)酵艙體內(nèi)壁或外壁上，為艙體提供熱量進(jìn)行輔助加熱。
[0003]但是，通過(guò)水來(lái)蓄熱的輔助加熱的方式，存在以下問(wèn)題:第一，水是顯熱蓄熱，能量密度小，需要較大的供水量和面積較大的太陽(yáng)能集熱板芯，才能達(dá)到額定蓄熱要求，造成廚余垃圾發(fā)酵系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)相對(duì)龐大，需要較大的占地面積，需要良好的日照條件，影響了其應(yīng)用的方便性和靈活性。第二，為了能給艙內(nèi)的嗜熱發(fā)酵菌提供55°C左右的適宜溫度環(huán)境，通常需要把熱水加熱到80°C左右，才能實(shí)現(xiàn)熱水從外部水箱輸送到發(fā)酵艙的加熱水管后，仍有55°C以上的溫度。在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常出現(xiàn)進(jìn)水水溫偏低而沒(méi)有起到輔助加熱效果，或者水溫過(guò)高而導(dǎo)致滅活發(fā)酵菌種等情況，水溫控制有一定的困難。第三，加熱水管容易出現(xiàn)漏水問(wèn)題，尤其是內(nèi)置盤(pán)管方式，水管與發(fā)酵物料在高溫高濕環(huán)境下長(zhǎng)期接觸，容易腐蝕漏水，從而影響艙體內(nèi)部的發(fā)酵情況并可能使發(fā)酵設(shè)備的電氣系統(tǒng)出現(xiàn)電路故障，造成安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，在于提供一種相變蓄熱型廚余垃圾智能高溫快速發(fā)酵裝置，解決傳統(tǒng)輔助加熱材料能量密度低，體積大，溫度難以控制等問(wèn)題，以更好的實(shí)現(xiàn)廚余垃圾高溫快速發(fā)酵。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種相變蓄熱型廚余垃圾智能高溫快速發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵艙和若干塊蓄熱板；所述蓄熱板緊貼所述發(fā)酵艙圍繞在所述發(fā)酵艙的外壁；所述蓄熱板內(nèi)填充有石蠟。
[0007]無(wú)機(jī)相變材料如結(jié)晶水合鹽、熔融鹽等，也可作為相變蓄熱材料，熱導(dǎo)率比較大，但實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，容易出現(xiàn)過(guò)冷和相分離的問(wèn)題，不能長(zhǎng)期使用，因此本發(fā)明選用有機(jī)相變材料石蠟。石蠟沒(méi)有過(guò)冷現(xiàn)象、熔化時(shí)蒸汽壓低、化學(xué)穩(wěn)定性較好。碳鏈短的石蠟熔點(diǎn)較低，本發(fā)明通過(guò)對(duì)比篩選，選用碳鏈合適的石蠟或調(diào)節(jié)其混合比，實(shí)現(xiàn)其相變溫度在60°C左右，同時(shí)，在石蠟中添加質(zhì)量百分比含量3?5%的金屬鋁粉，提升其熱導(dǎo)性。
[0008]所述蓄熱板由導(dǎo)熱性能較好的鋁材制成。
[0009]蓄熱板外型比較小巧，分布靈活，可根據(jù)不同發(fā)酵時(shí)間堆料的熱量要求，于艙體外壁安裝不同數(shù)量的蓄熱板。例如發(fā)酵初期需要熱量較多，該區(qū)域的蓄熱板密度就較高，而在發(fā)酵后期的區(qū)域，蓄熱板密度就較低，蓄熱板非線性的分布，有利于節(jié)約材料，又能加快發(fā)酵進(jìn)程，提升發(fā)酵速度。
[0010]與顯熱蓄熱的水相比，石蠟以相變的形式蓄熱，屬于潛熱蓄熱，其潛熱較大，為150?250J/g，其相變時(shí)的蓄熱性能要遠(yuǎn)高于水的一般顯熱蓄熱，而且石蠟的相變溫度在60°C左右，符合廚余垃圾高溫發(fā)酵環(huán)境溫度的要求，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)高或過(guò)低溫度情況。利用石蠟作為輔助加熱材料，能有效地為發(fā)酵物料提供更長(zhǎng)時(shí)間以及更穩(wěn)定的輔助加熱環(huán)境。
[0011]每塊蓄熱板內(nèi)均安裝溫度傳感器和加熱絲。溫度傳感器和加熱絲伸入蓄熱板內(nèi)的石蠟中。溫度傳感器和加熱絲連接至溫控器。根據(jù)溫度傳感器反饋的實(shí)時(shí)信息，溫控器即可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的溫度數(shù)值對(duì)蓄熱板的加熱狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控，將蓄熱板內(nèi)石蠟的溫度控制在設(shè)定的范圍內(nèi)。當(dāng)蓄熱板內(nèi)的石蠟溫度低于預(yù)設(shè)的最低溫度時(shí)，溫控器將啟動(dòng)加熱裝置對(duì)石蠟進(jìn)行加熱，當(dāng)石蠟升溫大于預(yù)設(shè)的最高溫度時(shí)，溫控器將停止加熱裝置工作。
[0012]為了節(jié)省成本，本發(fā)酵裝置可在夜間電網(wǎng)電力充足和谷價(jià)電價(jià)，或發(fā)酵物料需要熱能時(shí)，以電加熱的方式為蓄熱材料進(jìn)行加熱。實(shí)施時(shí)，可設(shè)定電谷期內(nèi)第一個(gè)I小時(shí)至電谷期內(nèi)最后一個(gè)I小時(shí)的時(shí)間段為強(qiáng)制加熱時(shí)間，此時(shí)，當(dāng)蓄熱板內(nèi)的石蠟不高于預(yù)設(shè)的強(qiáng)制加熱溫度時(shí)，溫控器將啟動(dòng)加熱裝置對(duì)石蠟進(jìn)行加熱，當(dāng)石蠟升溫大于預(yù)設(shè)的最高溫度時(shí)，溫控器將停止加熱裝置工作。
[0013]本發(fā)明公開(kāi)的相變蓄熱型廚余垃圾智能高溫快速發(fā)酵裝置，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):一、本發(fā)酵裝置所用的蓄熱材料蓄熱能量密度高，可以大大簡(jiǎn)化輔助加熱系統(tǒng)，并且為發(fā)酵物料提供更長(zhǎng)時(shí)間以及更穩(wěn)定的輔助加熱，同時(shí)也簡(jiǎn)化了為發(fā)酵物料輔助加熱的操作流程。二、利用相變材料石蠟作為輔助加熱材料，加熱溫度基本穩(wěn)定在60°C左右，符合廚余垃圾高溫發(fā)酵的溫度需求；三、蓄熱材料可以根據(jù)艙體不同區(qū)域的熱能需求，進(jìn)行靈活分布，安裝更加簡(jiǎn)便；四、可以通過(guò)智能控制，充分利用電力充裕電價(jià)低谷時(shí)進(jìn)行加熱，也能夠準(zhǔn)確的根據(jù)艙內(nèi)溫度，控制相變材料吸放熱。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)酵艙的示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中蓄熱板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中智能電加熱控制流程圖。
[0017]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1_發(fā)酵艙；2-蓄熱板；3-溫控器；11-進(jìn)料口 ；12_出料口 ；21_蓄熱板外殼；22_石蠟；23_電加熱絲；24_溫度傳感器
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]如圖1所示，發(fā)酵艙I上預(yù)設(shè)有進(jìn)料口 11和出料口 12，用于放入和取出廚余垃圾。
[0020]如圖2蓄熱板2由導(dǎo)熱性能良好的鋁材制成，包括蓄熱板外殼21。蓄熱板外殼21內(nèi)填充有石蠟22。石蠟22中可按照質(zhì)量百分比3?5%添加鋁粉。將石蠟22封存在蓄熱板外殼21內(nèi)，能有效防止石蠟22在使用過(guò)程中泄露，從而延長(zhǎng)蓄熱板2的使用壽命。在蓄熱板外殼21上還安裝有溫度傳感器24和電加熱絲23。溫度傳感器24和電加熱絲23從蓄熱板外殼21延伸至石蠟22內(nèi)，對(duì)石蠟22進(jìn)行加熱的同時(shí)實(shí)時(shí)反饋石蠟22的溫度狀態(tài)。
[0021]蓄熱板2以單塊板的形式分布在發(fā)酵艙I的外壁上，多塊蓄熱板2的電加熱裝置之間用線路相互連接，統(tǒng)一連接至溫控器3，由溫控器3進(jìn)行智能加熱控制。在發(fā)酵艙I的外壁上布置好蓄熱板2后，在發(fā)酵艙I的外壁圍繞保溫棉用于保溫。
[0022]蓄熱板2外形長(zhǎng)*寬*厚為400*400mm*20mm，分布靈活，可根據(jù)不同發(fā)酵時(shí)間堆料的熱量要求，于艙體外壁安裝不同數(shù)量的蓄熱板。蓄熱板2內(nèi)部可設(shè)有進(jìn)一步提升導(dǎo)熱性能的金屬翅板，金屬翅板設(shè)計(jì)可采用現(xiàn)有技術(shù)。
[0023]為了節(jié)省成本，本發(fā)酵裝置可在夜間電網(wǎng)電力充足和谷價(jià)電價(jià)，或發(fā)酵物料需要熱能時(shí)，以電加熱的方式為蓄熱材料進(jìn)行加熱。本實(shí)施例中，設(shè)定電谷期內(nèi)第一個(gè)I小時(shí)至電谷期內(nèi)最后一個(gè)I小時(shí)的時(shí)間段為強(qiáng)制加熱時(shí)間。
[0024]本實(shí)施例的工作流程如下:如圖3所示，啟動(dòng)電加熱絲23對(duì)蓄熱板2內(nèi)的石蠟22進(jìn)行加熱，并通過(guò)溫度傳感器24對(duì)石蠟22的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，將石蠟的溫度控制范圍設(shè)定在50?70°C之間。當(dāng)溫度傳感器24監(jiān)測(cè)到石蠟22的溫度低于50°C時(shí)，溫控器3啟動(dòng)電加熱絲23對(duì)石蠟22進(jìn)行加熱。當(dāng)溫度傳感器24監(jiān)測(cè)到石蠟22的溫度高于70°C時(shí)，溫控器3停止電加熱絲23工作。當(dāng)?shù)竭_(dá)強(qiáng)制加熱時(shí)間，溫度傳感器24監(jiān)測(cè)到石蠟22的溫度不高于50°C時(shí)，溫控器3啟動(dòng)電加熱絲23對(duì)石蠟22進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度傳感器24監(jiān)測(cè)到石蠟22的溫度高于70°C時(shí)，溫控器3停止電加熱絲23工作。
[0025]上列詳細(xì)說(shuō)明是針對(duì)本發(fā)明可行實(shí)施例的具體說(shuō)明，該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更，均包含于本案的專利范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種相變蓄熱型廚余垃圾發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵艙，其特征是:還包括若干塊蓄熱板；所述蓄熱板緊貼所述發(fā)酵艙圍繞在所述發(fā)酵艙的外壁；所述蓄熱板內(nèi)填充有石蠟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變蓄熱型廚余垃圾發(fā)酵裝置，其特征是:所述蓄熱板材料為鋁材。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變蓄熱型廚余垃圾發(fā)酵裝置，其特征是:所述石蠟的相變溫度為60°C左右。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變蓄熱型廚余垃圾發(fā)酵裝置，其特征是:所述石蠟內(nèi)還添加有金屬粉，所述金屬粉選自鋁粉，含量范圍為質(zhì)量百分比3?5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變蓄熱型廚余垃圾發(fā)酵裝置，其特征是:所述蓄熱板的內(nèi)部安裝有金屬翅板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的相變蓄熱型廚余垃圾發(fā)酵裝置，其特征是:每塊蓄熱板內(nèi)均安裝溫度傳感器和加熱絲，溫度傳感器和加熱絲伸入蓄熱板內(nèi)的石蠟中，溫度傳感器和加熱絲連接至溫控器。
【文檔編號(hào)】B09B3/00GK103990640SQ201410201703
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】林鎮(zhèn)榮, 陳勇, 郭華芳, 林志賢, 李家杰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所