(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221104936.5 (22)申请日 2022.05.10 (73)专利权人 兰州理工大 学 地址 730050 甘肃省兰州市七里河区兰工 坪路287号 (72)发明人 李金平　贾子娇　李旭东　赵洪　 黄娟娟　王红阳　张奥博　李辉　 魏世范　郑健　任海伟　张东　 王昱　李晓霞　南军虎　张学民　 (74)专利代理 机构 兰州振华专利代理有限责任 公司 62102 专利代理师 董斌 (51)Int.Cl. F24D 18/00(2022.01) F24D 17/00(2022.01)F24D 19/10(2006.01) F24S 60/30(2018.01) C12M 1/107(2006.01) C12M 1/38(2006.01) E03C 1/12(2006.01) H02J 7/35(2006.01) F24D 101/40(2022.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 一种热电沼气联产生态厕所装置 (57)摘要 一种热电沼 气联产生态厕所装置， 将太阳能 与生物质能相结合， 通过太阳能集热器 （2） 将太 阳能转换为热能对蓄热水箱 （5） 中的水进行加 热， 为恒温发酵机构(20)提供厌氧发酵条件， 其 所产沼气经脱水、 脱硫机构 （11） 满足农户生活所 需。 光伏阵列 （1） 能将太阳能转换为电能储存至 蓄电池 （32） 中， 为系统中循环泵 （P1、 P2） 、 水泵 （8） 供电并为生态厕所提供照明。 洗漱废水收集 箱 （7） 中的废水经滤装置处理后蹲便器 （9） ， 解决 水资源短缺及厕所异味问题， 剩余沼液沼渣用于 田地施肥。 另外， 恒温发酵机构 （20） 可通过辐射 散热与导热给生态厕所供暖， 提升农户冬季如厕 及洗浴舒适度。 同时满足炊事燃气、 生活热水及 照明需求。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 217559946 U 2022.10.11 CN 217559946 U 1.一种热电沼气联产生态厕所装置， 包括太阳能集热子系统、 光伏子系统、 恒温沼气池 子系统与废水冲厕节水子系统， 其特征在于外部围护结构中的保温墙采用第一保温板 （27 ‑ a） 、 第二保温板 （27 ‑b） 、 第三保温板 （27 ‑c） ， 光伏阵列 （1） 与逆变控制一体机 （6） 相连， 逆变 控制一体机 （6） 与 蓄电池 （32） 相联通， 逆变控制一体机 （6） 与第一循环水泵 （P1） 、 第二循环 水泵 （P2） 以及 小型水泵 （8） 相连为其供电， 太阳能集热器 （2） 的出口端通过第一电磁阀 （V1） 与蓄热水箱 （5） 内的换热盘管 （4） 相连通， 出口处与第一电磁阀 （V1） 之间设有第二 温度传感 器 （T2） ， 换热盘管 （4） 内设有第三温度传感器 （T3） ， 换热盘管 （4） 的出口处通过第二电磁阀 （V2） 、 第一循环水泵 （P1） 和涡轮流量计 （3） 与太阳能集热器 （2） 的入口相连通， 太阳能集热 器 （2） 的入口与涡轮流量计 （3） 之间设有第一 温度传感器 （T1）,  蓄热水箱 （5） 的一出水口通 过第五电磁阀 （V5） 、 恒温控制器 （10） 与恒温发酵机构 （20） 相连， 恒温发酵机构 （20） 周围的 供暖盘管 （13） 出来的供暖回水经第四电磁阀 （V4） 、 第二循环水泵 （P2） 和第八电磁阀 （V8） 后 与蓄热水箱 （5） 的一入 水口相连， 恒温发酵机构 （20） 内设有第四温度传感器 （T4） ， 生物质能 进入恒温发酵机构 （20） 经厌氧发酵后所产的沼气通过脱水、 脱硫机构 （11） 后通入储气袋 （12） ， 淋浴机构 （14） 和洗手池 （15） 与蓄热水箱 （5） 相连， 淋浴机构 （14） 与洗手池 （15） 产生的 洗漱废水排入洗漱废水收集箱 （7） 中， 洗漱废水收集箱 （7） 经小型水泵 （8） 后与蹲便器 （9） 相 连， 蹲便器 （9） 的粪便排入恒温发酵机构 （20） 中。 2.根据权利要求1所述的热电沼气联产生态厕所装置， 其特征是： 太阳能集热子系统由 太阳能集热器 （2） ， 即南墙的两组全玻璃真空管、 蓄热水箱 （5） 、 涡轮流量计 （3） 、 第一循环水 泵 （P1） 、 换热盘管 （4） 、 第一 温度传感器 （T1） 、 第二温度传感器 （T2） 、 第三温度传感器 （T3） 组 成； 光伏子系统由光伏阵列 （1） 、 逆变控制一体机 （6） 与蓄电池 （32） 组成； 所述的太阳能集热 器 （2） 为全玻璃真空管式集热器或PV/T组件； 太阳能集热器 （2） 分为上下两组集热器， 即第 一组真空管集热器 （2 ‑a） 、 第二组真空管集热器 （2 ‑b） ， 两组集热器选型相异。 3.根据权利要求1所述的热电沼气联产生态厕所装置， 其特征是： 恒温沼气池子系统由 恒温发酵机构 （20） 、 第一供 暖盘管 （13） 、 第二供 暖盘管 （26） 、 第二循环水泵 （P2） 、 第四温度 传感器 （T4） 、 第五温度传感器 （T5） 、 第六温度传感器 （T6） ， 恒温控制器 （10） 组成； 所述恒温 发酵机构 （20） 的防冻以在沼 气池底部和侧壁铺设回折型盘管来 实现； 当恒温发酵机构 （20） 低于设定的发酵温度范围时， 开启第二循环水泵 （P2） 进行循环加热； 蹲便器 （9） 与进料口 （31） 相连， 粪尿与生活有机垃圾等生物质能将恒温发酵机构 （20） 所产的沼气经脱水、 脱硫 机构 （11） 处理后通过导气管 （28） 通入储气袋 （12） ， 经管路通向沼气灶； 所述恒温发酵机构 （20） 、 储气袋 （12） 为红泥软体沼气袋。 4.根据权利要求1所述的热电沼气联产生态厕所装置， 其特征是： 废水冲厕节水子系统 由蓄热水箱 （5） 、 蹲便器 （9） 、 淋浴机构 （14） 、 洗手池 （15） 组成， 蓄热水箱 （5） 与洗手池 （15） 和 淋浴机构 （14） 相连接， 通过下水管路 （17） 将淋浴机构 （14） 与洗手池 （15） 相连于洗漱废水收 集箱 （7） ， 洗漱废水收集箱 （7） 与蹲便器 （9） 相连， 小型水泵 （8） 将废水泵入蹲便器 （9） 进行冲 厕， 系统废水用于冲厕， 冲厕不需外 接水源。 5.根据权利要求1所述的热电沼气联产生态厕所装置， 其特征在于所述围护结构中的 第一保温板 （27 ‑a） 、 第二保温板 （27 ‑b） 、 第三保温板 （27 ‑c） ， 为可拆卸的聚苯乙烯泡沫板、 挤塑板或聚氨酯保温板与彩钢板的复合， 所述围护结构的支架采用冷方管或钢柱 （33） 以满 足热电沼气联产生态厕所装置的冬季防冻。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 217559946 U 26.根据权利要求1所述的热电沼气联产生态厕所装置， 其特征是： 本装置至少包括夏季 运行模式、 冬季运行模式和节假日动态运行模式； 当所述热电沼气联产生态厕所装置处于 夏季运行模式时， 只需第一组真空管集热器 （2 ‑a） 运行； 当所述热电沼气联产生态厕 所装置 处于冬季运行模式时， 需第一组真空管集热器 （2 ‑a） 、 第二组真空管集热器 （2 ‑b） 同时运行； 当所述热电沼气联产生态厕所装置处于节假日运行模式时， 根据农户需气量如工作日、 休 息日和春节对沼气池进行动态温控以调节产气量， 通过恒温控制器 （10） 进行调温， 使得恒 温发酵机构 （20） 在28 ±2℃及37±2℃稳定运行。 7.根据权利要求1所述的热电沼气联产生态厕所装置， 其特征在于冬季采用集热管路 防冻循环控制， 系统测得的集热器进 出口温度低于预设温度， 开启循环防冻； 待温度升高2 ‑ 3℃时， 循环系统延时２ mi n后停止防冻循环。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 217559946 U 3