專利名稱：海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種屬于能源技術領域的熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)，尤其是對海水養(yǎng)殖及其它工業(yè)和民用中海水進行冷卻和加熱的熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)。
背景技術：
海水養(yǎng)殖育苗控制水溫十分重要，對海參育苗要求水溫在16 23°C，對于海水魚 (如大菱鲆)育苗要求水溫在12 20°C，蝦類、貝類育苗要求水溫在22 25°C。一般情況下，12月份至來年5月是海水育苗季節(jié)，而此時近海水溫為O 10°C，需要給海水升溫；夏季7、8月份海水溫度超過25°C，需給海水降溫。我們知道，目前海水養(yǎng)殖加熱海水所采用的傳統(tǒng)方式有采用燃煤、燃油、燃電鍋爐加熱；采用打地熱井抽取地下熱水加熱；采用水處理熱回收設備。這些方式會存在以下問題一、燃煤鍋爐存在環(huán)境污染的問題和占地面積大的缺點；二、燃油鍋爐受燃料供應及價格波動的影響較大；三、電鍋爐使用高品位電能來制取熱水，在能源品質上是一種浪費，而且使用成本高,耗電量太大；四、采用打地熱井抽取地下熱水加熱方式，嚴重浪費了地下水資源，并且可能會引起地表面下沉、地下水位下降、海平面上升、海水倒灌、土壤鹽堿化等；五、采用水處理熱回收設備也存在一些問題，由于不同的養(yǎng)殖品種要求海水指標不同，水處理難于符合不同品種要求；而且由于采用生物處理才能達到要求，每次停止運行都會破壞系統(tǒng)活性生物，再次運行需重新培養(yǎng)活性生物，運行復雜不方便；水處理設備占地面積大，還需要加熱設備補充熱損耗，沒有從根本解決海水加熱問題。給海水降溫所采用的傳統(tǒng)方式有抽取地下水冷卻、采用空氣源熱泵、水冷機組冷卻。這些方式會存在以下問題一、抽取地下水冷卻方式，嚴重浪費了地下水資源，并且可能會引起地表面下沉、 地下水位下降、海平面上升、海水倒灌、土壤鹽堿化等；二、采用空氣源熱泵、水冷機組冷卻方式，效率低，重復投資，造價較高。另外，海水養(yǎng)殖冷熱水采用邊補邊排活水方式，排放的廢水中的含有大量能量白白流失，能源浪費嚴重。為解決這些問題，可以采用海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)，充分回收廢水中能量，一機兩用來制取海水養(yǎng)殖所用的冷熱水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構合理，能充分回收海水養(yǎng)殖排放廢水中的能量，具有很高效率的海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)。本發(fā)明海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)的技術方案是一種海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)，包括海水預熱系統(tǒng)、海水熱泵機組系統(tǒng)和養(yǎng)殖海水系統(tǒng)。所述海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)的海水預熱系統(tǒng)是大海中新鮮海水通過海水潛水泵經(jīng)過濾除沙器由管道引到預熱換熱器海水入口，預熱換熱器海水出口管路和熱水儲存池下部口相連；廢水儲存池水位下部的廢水潛水泵出口經(jīng)過濾器和預熱換熱器廢水入口相連，預熱換熱器廢水出口通過管道弓I入大海。所述海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)的海水熱泵機組系統(tǒng)包括防凍液換熱器和海水換熱器，防凍液換熱器上部制冷劑管路分兩路，一路經(jīng)球閥一(23)和壓縮機排氣口相連，另一路經(jīng)球閥二(20)和壓縮機吸氣口相連，壓縮機吸氣口又經(jīng)球閥三(21)和海水換熱器上部制冷劑管路相連；壓縮機排氣口還經(jīng)球閥四(22)和海水換熱器上部制冷劑管路相連；防凍液換熱器下部和海水換熱器下部之間的制冷劑管路上設有節(jié)流閥；防凍液換熱器采用普通紫銅換熱管，海水換熱器采用抗海水腐蝕材質如鈦合金或海軍銅等換熱管；防凍液換熱器水路出口管路和大海內(nèi)PE盤管一端連接，PE盤管另一端和防凍液循環(huán)泵入口連接，防凍液循環(huán)泵出口和蒸發(fā)器水路入口相連；海水熱泵機組系統(tǒng)上I. 5米處設防凍液補水箱，防凍液補水箱下部管路和防凍液循環(huán)泵入口管路相連，蒸發(fā)器水路出口管路最高點設排氣管路連入防凍液補水箱上部。所述海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)的養(yǎng)殖海水系統(tǒng)是海水換熱器水路出口和熱水儲存池上部連接，海水換熱器水路入口管路經(jīng)循環(huán)泵和熱水儲存池下部連接；熱水儲存池中部設熱水出口經(jīng)管道引入養(yǎng)殖池上部，入口設供水閥，熱水儲存池底部高于養(yǎng)殖池上部水位；養(yǎng)殖池下部由管道經(jīng)排水閥按不小于O. 003降坡度引到廢水儲存池上部，養(yǎng)殖池底部高于廢水儲存池上部水位，養(yǎng)殖池為多個組合。所述海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)管路采用抗海水腐蝕材質如PE管等。所述海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)的防凍液換熱器冬季為蒸發(fā)器，夏季為冷凝器。所述海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)的海水液換熱器冬季為冷凝器，夏季為蒸發(fā)器。所述海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)大海內(nèi)PE盤^1多個并聯(lián)。本發(fā)明海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)的工作原理是海水潛水泵將大海中新鮮海水經(jīng)過濾除沙器過濾輸送到預熱換熱器，和廢水池內(nèi)的廢海水進行換熱，換熱后的新鮮海水冬季溫度提高夏季溫度降低，然后進入到熱水儲存池底部。冬季置于大海內(nèi)的PE盤管內(nèi)的防凍液通過防凍液循環(huán)泵循環(huán)進入熱泵機組防凍液換熱器水路，放熱給防凍液換熱器制冷劑管路中的制冷劑，然后進入大海內(nèi)的PE盤管內(nèi)，吸收海水熱量后循環(huán)進入熱泵機組防凍液換熱器水路；海水熱泵機組系統(tǒng)的制冷劑管路上的球閥二(20)和球閥四(22)開啟，球閥三(21)和球閥一(23)關閉，防凍液換熱器制冷劑管路中低壓液態(tài)制冷劑吸收熱量后蒸發(fā)成低壓氣態(tài)，經(jīng)球閥二(20)進入壓縮機壓縮成高溫高壓氣態(tài)，再經(jīng)球閥四(22)進入海水液換熱器放熱成低溫高壓液態(tài)，然后經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流成低溫低壓液態(tài)再進入防凍液換熱器吸熱循環(huán)運行；熱水儲存池下部的預熱后的海水經(jīng)海水循環(huán)泵加壓進入海水液換熱器水路吸收制冷劑管路中制冷劑放出的熱量回到熱水儲存池中部，直到達到設定溫度，先關閉熱泵機組壓縮機，然后再關閉海水循環(huán)泵和防凍液循環(huán)泵。夏季置于大海內(nèi)的PE盤管內(nèi)的防凍液循環(huán)通過防凍液循環(huán)泵進入熱泵機組防凍液換熱器水路，吸收防凍液換熱器制冷劑管路中制冷劑的熱量，然后進入大海內(nèi)的PE盤管內(nèi)，放熱到大海里后循環(huán)進入防凍液換熱器水路；海水熱泵機組系統(tǒng)的制冷劑管路上的球閥二(20)和球閥四(22)關閉，球閥三(21)和球閥一(23)開啟，防凍液換熱器制冷劑管路中高壓氣態(tài)制冷劑放熱到水路后冷凝成高壓液態(tài)，然后經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流成低溫低壓液態(tài)再進入海水換熱器的制冷劑管路中；熱水儲存池下部的預熱后的海水經(jīng)海水循環(huán)泵加壓進入海水液換熱器水路放熱到制冷劑管路中制冷劑后回到熱水儲存池中部，直到達到設定溫度，先關閉熱泵機組壓縮機，然后再關閉海水循環(huán)泵和防凍液循環(huán)泵；海水換熱器制冷劑管路中的低溫低壓液態(tài)制冷劑吸收了水路中的熱量后蒸發(fā)成低壓氣態(tài)制冷劑，然后經(jīng)球閥三
(21)進入熱泵壓縮機壓縮成高溫高壓氣態(tài)制冷劑，再經(jīng)球閥一(23)循環(huán)進入到防凍液換熱器制冷劑管路中放熱到水路中。隨著養(yǎng)殖池廢水排出，熱水儲存池水位下降到低水位，啟動海水潛水泵將新鮮海水經(jīng)預熱換熱器預熱補充到熱水儲存池底部，當熱水儲存池中部海水溫度達到設定溫度， 先啟動海水循環(huán)泵和防凍液循環(huán)泵，再啟動熱泵機組壓縮機冬季加熱夏季冷卻，循環(huán)運行。本發(fā)明技術特點包括I、一機兩用，冬季和夏季可以通過轉換制冷劑管路球閥將蒸發(fā)器和冷凝器互換， 實現(xiàn)冬季給海水加溫，夏季給海水降溫的功能。2、設預熱換熱器，新鮮海水在進入熱水儲存池之前先與養(yǎng)殖池排放的廢海水進行一次換熱，提聞了機組的效率。3、熱泵機組的防凍熱換熱器水路連接到大海內(nèi)的PE盤管，盤管內(nèi)充防凍液，可防止冬季盤管內(nèi)充防凍液溫度低于o°c結冰，這樣即使冬季海水溫度低于o°c機組也能正常運行。這些措施,使海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)的效率及性能大大提高,節(jié)能效果顯著。


附圖為本發(fā)明海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)示意中A、海水預熱系統(tǒng)，B、海水熱泵機組系統(tǒng)，C、養(yǎng)殖海水系統(tǒng)，I、大海,2、PE盤管，3、海水潛水泵，4、過濾除沙器，5、預熱換熱器，6、過濾器，7、防凍液補水箱，8、防凍液循環(huán)泵，9、廢水潛水泵，10、防凍液換熱器，11、節(jié)流閥，12、壓縮機，13、海水換熱器，14、海水循環(huán)泵，15、養(yǎng)殖池，16、排水閥，17、供水閥，18、熱水儲存池，19、廢水池，20、球閥二(20)，21、 球閥三(21)，22、球閥四(22)，23、球閥一(23)。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步說明如附圖所示，該本發(fā)明海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)由海水預熱系統(tǒng)A、海水熱泵機組系統(tǒng)B和養(yǎng)殖海水系統(tǒng)C組成。海水預熱系統(tǒng)A含有大海I、海水潛水泵3、過濾除沙器4、預熱換熱器5、過濾器6、廢水潛水泵9、廢水池19 ;海水熱泵機組系統(tǒng)B含有PE 盤管2、防凍液補水箱7、防凍液循環(huán)泵8、防凍液換熱器10、節(jié)流閥11、壓縮機12、海水換熱器13、球閥二 (20) 20、球閥三(21) 21、球閥四(22) 22、球閥一 (23)23 ;海水養(yǎng)殖海水系統(tǒng)C 含有海水循環(huán)泵14、養(yǎng)殖池15、排水閥16、供水閥17、熱水儲存池18。本發(fā)明工作過程是一、海水預熱系統(tǒng)A換熱海水潛水泵3將大海I中新鮮海水經(jīng)過濾除沙器4過濾輸送到預熱換熱器5，和通過廢水池中的廢水潛水泵9輸送到預熱換熱器5的廢水進行換熱，換熱后的新鮮海水冬季溫度提高夏季溫度降低，然后補充到熱水儲存池18底部。二、海水熱泵機組系統(tǒng)B換熱冬季置于大海I內(nèi)的PE盤管2內(nèi)的防凍液通過防凍液循環(huán)泵8循環(huán)進入熱泵機組防凍液換熱器10水路，放熱給防凍液換熱器10制冷劑管路中的制冷劑，然后進入大海 I內(nèi)的PE盤管2內(nèi)，吸收海水熱量后循環(huán)進入熱泵機組防凍液換熱器10水路；海水熱泵機組系統(tǒng)的制冷劑管路上的球閥二(20)20和球閥四(22)22開啟，球閥三(21)21和球閥一
(23)23關閉，防凍液換熱器10制冷劑管路中低壓液態(tài)制冷劑吸收熱量后蒸發(fā)成低壓氣態(tài)， 經(jīng)球閥二(20) 20進入壓縮機12壓縮成高溫高壓氣態(tài)，再經(jīng)球閥四(22) 22進入海水液換熱器13放熱成低溫高壓液態(tài)，然后經(jīng)節(jié)流閥11節(jié)流成低溫低壓液態(tài)再進入防凍液換熱器10 吸熱循環(huán)運行；熱水儲存池18下部的預熱后的海水經(jīng)海水循環(huán)泵14加壓進入海水液換熱器13水路吸收制冷劑管路中制冷劑放出的熱量回到熱水儲存池18中部，直到達到設定溫度，先關閉熱泵機組壓縮機12，然后再關閉海水循環(huán)泵14和防凍液循環(huán)泵8。夏季置于大海內(nèi)的PE盤管2內(nèi)的防凍液循環(huán)通過防凍液循環(huán)泵8進入熱泵機組防凍液換熱器10水路，吸收防凍液換熱器10制冷劑管路中制冷劑的熱量，然后進入大海I 內(nèi)的PE盤管2內(nèi)，放熱到大海I里后循環(huán)進入防凍液換熱器10水路；海水熱泵機組系統(tǒng)的制冷劑管路上的球閥二(20)20和球閥四(22)22關閉，球閥三(21)21和球閥一(23) 23開啟，防凍液換熱器10制冷劑管路中高壓氣態(tài)制冷劑放熱到水路后冷凝成高壓液態(tài)，然后經(jīng)節(jié)流閥11節(jié)流成低溫低壓液態(tài)再進入海水換熱器13的制冷劑管路中；熱水儲存池18下部的預熱后的海水經(jīng)海水循環(huán)泵14加壓進入海水液換熱器13水路放熱到制冷劑管路中制冷劑后回到熱水儲存池18中部，直到達到設定溫度，先關閉熱泵機組壓縮機12，然后再關閉海水循環(huán)泵14和防凍液循環(huán)泵8 ;海水換熱器13制冷劑管路中的低溫低壓液態(tài)制冷劑吸收了水路中的熱量后蒸發(fā)成低壓氣態(tài)制冷劑，然后經(jīng)球閥三(21)進入熱泵壓縮機12壓縮成高溫高壓氣態(tài)制冷劑，再經(jīng)球閥一(23)循環(huán)進入到防凍液換熱器10制冷劑管路中放熱到水路中。三、海水養(yǎng)殖海水系統(tǒng)C換熱加熱后的海水從熱水儲存池18中部經(jīng)供水閥17進入養(yǎng)殖池15，養(yǎng)殖池15排出的廢水經(jīng)排水閥16進入廢水儲存池7 ;隨著養(yǎng)殖池15廢水排出，熱水儲存池18水位下降到低水位，啟動海水潛水泵3將大海I中新鮮海水經(jīng)預熱換熱器5補充到熱水儲存池18底部， 當熱水儲存池18中部海水溫度達到設定溫度，先啟動海水循環(huán)泵14和防凍液循環(huán)泵8，再啟動熱泵機組壓縮機12加熱或冷卻，循環(huán)運行。以上所述，僅是本發(fā)明較佳實例，任何對本發(fā)明結構作簡單調(diào)整，均應屬于本發(fā)明的技術方案的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)，其特征是包括海水預熱系統(tǒng)、海水熱泵機組系統(tǒng)和養(yǎng)殖海水系統(tǒng)；所述海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)的海水預熱系統(tǒng)是大海中新鮮海水通過海水潛水泵經(jīng)過濾除沙器由管道引到預熱換熱器海水入口，預熱換熱器海水出口管路和熱水儲存池下部口相連；廢水儲存池水位下部的廢水潛水泵出口經(jīng)過濾器和預熱換熱器廢水入口相連，預熱換熱器廢水出口通過管道引入大海；所述海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)的海水熱泵機組系統(tǒng)包括防凍液換熱器和海水換熱器，防凍液換熱器上部制冷劑管路分兩路，一路經(jīng)球閥一(23)和壓縮機排氣口相連，另一路經(jīng)球閥二(20)和壓縮機吸氣口相連，壓縮機吸氣口又經(jīng)球閥三(21)和海水換熱器上部制冷劑管路相連；壓縮機排氣口還經(jīng)球閥四(22)和海水換熱器上部制冷劑管路相連；防凍液換熱器下部和海水換熱器下部之間的制冷劑管路上設有節(jié)流閥；防凍液換熱器采用普通紫銅換熱管，海水換熱器采用抗海水腐蝕材質如鈦合金或海軍銅等換熱管；防凍液換熱器水路出口管路和大海內(nèi)PE盤管一端連接，PE盤管另一端和防凍液循環(huán)泵入口連接，防凍液循環(huán)泵出口和蒸發(fā)器水路入口相連；海水熱泵機組系統(tǒng)上I. 5米處設防凍液補水箱，防凍液補水箱下部管路和防凍液循環(huán)泵入口管路相連，蒸發(fā)器水路出口管路最高點設排氣管路連入防凍液補水箱上部；所述海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)的養(yǎng)殖海水系統(tǒng)是海水換熱器水路出口和熱水儲存池上部連接，海水換熱器水路入口管路經(jīng)循環(huán)泵和熱水儲存池下部連接；熱水儲存池中部設熱水出口經(jīng)管道引入養(yǎng)殖池上部，入口設供水閥，熱水儲存池底部高于養(yǎng)殖池上部水位；養(yǎng)殖池下部由管道經(jīng)排水閥按不小于O. 003降坡度引到廢水儲存池上部，養(yǎng)殖池底部高于廢水儲存池上部水位，養(yǎng)殖池為多個組合。
2.根據(jù)權利要求I所述海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)，其特征是管路采用抗海水腐蝕材質如PE管等。
3.根據(jù)權利要求I所述海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)，其特征是防凍液換熱器冬季為蒸發(fā)器，夏季為冷凝器。
4.根據(jù)權利要求I所述海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)，其特征是海水液換熱器冬季為冷凝器，夏季為蒸發(fā)器。
5.根據(jù)權利要求I所述海水養(yǎng)殖熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)，其特征是大海內(nèi)PE盤管為多個并聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種屬于能源技術領域的熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)，尤其是對海水養(yǎng)殖及其它工業(yè)和民用中海水進行冷卻和加熱的熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)。包括海水預熱系統(tǒng)、海水熱泵機組系統(tǒng)和養(yǎng)殖海水系統(tǒng)；所述海水預熱系統(tǒng)含有大海、海水潛水泵、過濾除沙器、預熱換熱器、過濾器、廢水潛水泵、廢水池；海水熱泵機組系統(tǒng)含有PE盤管、防凍液補水箱、防凍液循環(huán)泵、防凍液換熱器、節(jié)流閥、壓縮機、海水換熱器、球閥二(20)、球閥三(21)、球閥四(22)、球閥一(23)；海水養(yǎng)殖海水系統(tǒng)含有海水循環(huán)泵、養(yǎng)殖池、排水閥、供水閥、熱水儲存池。這樣熱泵冷熱水機組及其系統(tǒng)可以充分回收海水養(yǎng)殖排放廢水中的能量，從而提高了熱泵機組換熱效率，節(jié)省了運行費用。
文檔編號A01K63/06GK102578027SQ201210060268
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月1日 優(yōu)先權日2012年3月1日
發(fā)明者姜衍禮 申請人:姜衍禮