Биоэнергетический комплекс

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к комплексам для переработки органических отходов сельскохозяйственного производства в анаэробных условиях, и может быть использовано для производства биогаза. Целью изобретения является обеспечение стабильного обогрева сбраживаемого субстрата и гарантированного минимума автономного энергосбережения локальных потребителей. Биоэнергетический комплекс содержит метантенк со змеевиком, теплоизоляцией, шнековой мешалкой, загрузочным и выгрузочным патрубками, трубопроводы подачи биогаза в газгольдер. Комплекс снабжен ветроэнергетической установкой, котлом АоГВ и гелиоколлектором с баком-аккумулятором. Наличие ветроэнергетической установки с ТЭНом и гелиоколлектором позволяет существенно повысить надежность работы метантенка, снизить потребление вырабатываемого биогаза на собственные нужды за счет энергии солнечного излучения и энергии ветра.

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к комплексам для переработки органических отходов сельскохозяйственного производства в анаэробных условиях, и может быть использовано для производства биогаза.

Известен биоэнергетический комплекс, содержащий метантенк, коллектор солнечной энергии, нагреватель сбраживаемой массы (а.с. СССР 1745707, БН 25, 1992).

Известен биоэнергетический комплекс с использованием солнечной энергии для обогрева сбраживаемой биомассы, содержащий метантенк с системой загрузки и выгрузки биомассы, солнечный коллектор с трубопроводами (а.с. СССР 1527191, 06.07.1987).

Наиболее близким по технической сущности комплексом к предлагаемому является биоэнергетическая установка для производства биогаза (патентообладатель: Государственный научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВНЭСХ) (RU).

Недостатком известного биоэнергетического комплекса является: низкая эффективность двигателя Стерлинга в виде термомеханического генератора с распложенной со стороны днища двигателя биогазовой горелкой. Расходуется биогаз для выработки электрической энергии, которая в свою очередь тратится в электронагревателе.

В период отсутствия солнечного излучения значительно снижается производительность гелиоколлектора. Существующая водяная рубашка в метантенке не обеспечивает глубокий прогрев биомассы.

Механизм перемешивания биомассы затрачивает значительную мощность в силу своего несовершенства.

Целью изобретения является обеспечение стабильного обогрева сбраживаемого субстрата и гарантированного минимума автономного энергосбережения локальных потребителей.

Биоэнергетический комплекс содержит метантенк со змеевиком, теплоизоляцией, шнековой мешалкой, загрузочным и выгрузочным патрубками, трубопроводы подачи биогаза в газгольдер. Комплекс снабжен ветроэнергетической установкой, котлом АоГВ и гелиоколлектором с баком-аккумулятором. Наличие ветроэнергетической установки с ТЭНом и гелиоколлектором позволяет существенно повысить надежность работы метантенка, снизить потребление вырабатываемого биогаза на собственные нужды за счет энергии солнечного излучения и энергии ветра.

В результате использования предлагаемого изобретения повышается КПД и надежность работы биоэнергетического комплекса для получения биогаза в условиях отсутствия централизованного источника электрической энергии, появляется возможность обеспечения гарантированного минимума энергообеспечения локальных потребителей.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что биоэнергетический комплекс, содержащий метантенк со змеевиком, теплоизоляцией, шнековой мешалкой, загрузочным и выгрузочным патрубками, трубопроводы для отвода биогаза, котел АоГВ для нагрева теплоносителя, трубопровод для подачи биогаза, газгольдер, снабженный гелиоколлектором с баком-аккумулятором и ветроэнергетической установкой, способен производить биогаз и значительно его экономить благодаря наличию котла АоГВ, гелиоколлектора с баком-аккумулятором и ветроэнергетической установки с теплоэлектронагревателем.

В период отсутствия солнечного излучения вода подогревается ТЭНом от ветррэнергетической установки, в период отсутствия ветра и солнца вода подогревается котлом АоГВ, работающим на биогазе от газгольдера. Вырабатываемый биогаз частично идет на использование в котле АоГВ, а большая его часть - локальным потребителям.

Работа биоэнергетического комплекса согласно технологической схеме, представленной на фиг.1, осуществляется следующим образом: исходная биомасса в виде органических отходов животноводства через загрузочный патрубок 7 загружается в метантенк 3 со змеевиком 4, мешалкой 5 и теплоизоляцией 6.

Необходимый температурный режим процесса анаэробного сбраживания биомассы в метантенке 3 обеспечивается посредством преобразованной в тепловую энергию в гелиоколлекторе 11 и накапливаемая в баке-аккумуляторе 9 теплоноситель через венталь 10 горячей воды и трубопровод воды 12 поступает в змеевик 4 метантенка 3.

В период отсутствия солнечного излучения подогрев воды осуществляется ТЭНом 13, установленном в баке-аккумуляторе 9 электрически запитанном от ветроэнергетической установки 14.

В процессе анаэробной бактериальной диструкции органических веществ биомассы в метатенке 3 выделяется биогаз, который через трубопровод отвода биогаза 2 накапливается в газгольдере 1.

Далее осуществляется утилизация получаемого биогаза: часть биогаза используется путем непосредственного сжигания в бытовых отопительных газовых приборах; часть его идет по мере необходимости, в периоды отсутствия солнечного излучения и безветренную погоду, по трубопроводу подачи биогаза 16 для сжигания в котле АоГВ 8.

Нагретая вода до необходимой температуры от котла АОГВ 8 по трубопроводу 15 через вентиль 17 поступает в змеевик 4 метантенка 3.

Для повышения эффективности работы котла АоГВ в трубопровод обратной подачи теплоносителя 18 встроен циркуляционный насос 19. Таким образом предлагаемое изобретение позволит, используя для подогрева биомассы в метатенке гелиоколлектор и ветроэнергетическую упаковку, значительно снизить потребление биогаза на собственные нужды.

1. Биоэнергетический комплекс, содержащий метантенк со змеевиком, теплоизоляцию, шнековое перемешивающее устройство, загрузочные и выгрузочные патрубки, трубопроводы подачи биогаза, газгольдер, гелиоколлектор с баком-аккумулятором, отличающийся тем, что он снабжен котлом АоГВ для подогрева биомассы, ветроэнергетической установкой с тепловым электрическим нагревателем, встроенным в бак-аккумулятор, позволяющим в период отсутствия солнечного излучения поддерживать необходимую температуру, и встроенным в трубопровод обратной подачи теплоносителя циркуляционным насосом, повышающим эффективность работы.

2. Биоэнергетический комплекс по п.1, отличающийся тем, что метантенк снабжен змеевиком подогрева биомассы, который расположен в геометрическом центре метантенка, позволяющим наиболее эффективно поддерживать необходимую температуру процесса анаэробного брожения.