節能環保海洋生物養殖系統的製作方法

2023-10-23 15:07:37 1

專利名稱：節能環保海洋生物養殖系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種養殖系統水恆溫技術，特別涉及一種節能環保海洋生物養殖系統。
背景技術：
在海洋養殖業中，經常遇到水溫度要求很高的情景，比如魚苗的培育， 一些珍稀海產品 的培育，往往需要比較恆定的水溫；而且還需要流動的新鮮海水。
前對於這些特殊的水恆溫需要，通常是給養殖池建立海水循環系統，不斷排出陳舊海 水，補充新鮮海水，而在新鮮海水補充過程中，採用鍋爐加熱補充海水的辦法，就是在新鮮 海水補充管路上，用一個加熱鍋爐給補充管線中的海水加溫，加溫後的海水送入養殖池中， 以此法保持養殖池中海水溫度的恆定。
由於養殖池很大，需要循環的海水量也很大，加熱補充海水需要消耗大量的能源。例如 一個2000立方米的魚苗池，需要恆溫在1(TC一15。C的範圍，當海水溫度為3'C時，每置換 1/10的海水，就是200立方米，就需要相當2000千瓦的能耗。
同時，在養殖地區燒鍋爐，還會造成對地區環境的汙染，惡化當地生態環境，破環當地 生態鏈，嚴重時會造成一些海洋生物物種的消失。
2004年4月5日公開的中國發明專利200410080524. 2號(公開號為CN1755294A)《江河 湖海低品位能量提取系統》，該系統公開了依次以耦合換熱連接的能量採集裝置、第一閉式熱 傳遞迴路、熱泵、第二閉式熱傳遞迴路和負載散熱器，在第一和第二閉式熱傳遞迴路之間共 設有2組8個控制閥，根據需要使散熱器從熱泵冷凝器獲取高溫熱能或從熱泵蒸發器獲取低 溫熱能。本申請是該系統的發展和應用。

實用新型內容
為彌補鍋爐加熱的不足，本實用新型的目的是提供一種能減小能耗、保護環境的節能環 保海洋生物養殖系統。
本實用新型節能環保海洋生物養殖系統，包括養殖池及其換水升降溫裝置，所述換水升 降溫裝置包括以耦合換熱方式依次連接的第一閉式循環熱傳遞迴路、熱泵、第二閉式循環熱 傳遞迴路，在所述第一、第二閉式循環熱傳遞迴路之間設有使養殖池中的水升溫或降溫的二 組共八個換向閥門，其中，所述換水升降溫裝置還包括海水補水管線、第一開式熱傳遞迴路、 第二開式熱傳遞迴路、排水管線、第一排水分流支線，所述海水補水管線由依次串接的補水 口、補水泵、補水換熱器的受熱側和所述養殖池相連的補水管組成；所述第一開式熱傳遞迴 路由依次串接的冷熱水管線、補水換熱器的供熱側、控水閥和第一排水支線組成；所述第二 開式熱傳遞迴路由依次串接的冷熱水管線、補水換熱器的供熱側、熱泵閥、低熱能換熱器的 供熱側和第二排水支線組成；所述排水管線由依次串接的與所述養殖池相連的排水管、排水 泵、排水閥、排水口組成；所述第一排水分流支線由依次串接的與排水管線相通的管路、第 一排水分流閥、高熱能換熱器的受熱側、補熱閥及和所述冷熱水管線相通的管線組成；所述 冷熱水管線經第二排水分流閥與排水管線相通；所述第一閉式循環熱傳遞迴路的受熱側與所 述低熱能換熱器的供熱側相耦合；所述第二閉式循環熱傳遞迴路供熱側與所述高熱能換熱器 的受熱側相耦合。
本實用新型節能環保海洋生物養殖系統，還包括海水地熱管線，所述海水地熱管線由依 次串接的海灘地熱井、地熱泵、地熱閥及和所述冷熱水管線相通的管路組成。
本實用新型節能環保海洋生物養殖系統，採用收集地熱或排出海水的熱量加熱補充新鮮 海水，大幅度地減少了能耗，使用地熱時，置換200立方米海水僅耗能30千瓦；使用熱泵時， 耗能105千瓦。同時在天熱養殖池溫度高時，還可以通過更換熱泵的連接方向變加熱為製冷， 去降低補充新鮮海水的溫度，保持養殖池中保持低於環境溫度的低溫。本實用新型節能環保 海洋生物養殖系統無需燃煤，基本上不會產生對環境的汙染，可以達到完全環保的目標。


圖1是本實用新型節能環保海洋生物養殖系統的示意圖。
具體實施方式
為進一步闡述本實用新型節能環保海洋生物養殖系統，下面結合實施例作更詳盡的說明。 圖1是本實用新型的具體實施例的示意圖，圖中為一循環養殖池，由養殖池2、補水口 41，補水泵12、排水泵15、排水管線16、排水閥23和排水口 42組成。 一般為了儘量減小 排除海水對補充海水的汙染，排水口 42要遠離補水口 41，同時補水口 41要選擇在比較乾淨 的海水區域中，補水泵12是提升新鮮海水，排水泵15是提升養殖池2中的海水排除用。
在補水泵12到養殖池2的進水管線上，串連一補水換熱器5的受熱側，因換熱器是由兩 路互相隔離但可以通過隔板傳熱的通道組成，兩股流媒在兩路通道中逆向流動，通過隔板交 換所攜帶的熱量；從原理上講，兩路可以互換使用，在此為敘述清楚，把一路稱為供熱側， 另一路稱為受熱側。
補水換熱器5的受熱側串聯在第一開式熱傳遞迴路10中，第一開式熱傳遞迴路10由依 次串接的冷熱水管線43、補水換熱器5的供熱側、控水閥35、第一排水支線46組成，其入
端經支路閥22連接排水管線16，這樣，新鮮海水和排出海水分別從補水換熱器5的兩側通 過，在補水換熱器5中完成熱能的交換，以排出水的熱能提升補充水的熱能。
但是由於1、換熱器的效率小於1; 2、排水溫度不會高於養殖池中水溫。僅此循環，
必然致使養殖池中水溫越來越低，達不到恆溫的目的。
為此，在冷熱水管線43上需要增加熱量補充裝置。 本實施例中，採用了兩種熱量補充裝置。
一是海灘地熱井l，就是在養殖池2附近的沙質海灘上打海灘地熱井，用地熱泵51抽取 井下高於海水溫度的地熱海水，並經地熱閥24連接到冷熱水管線43上(見圖1)，和其中的 排出水相混合，提升水溫，再送到補水換熱器5的供熱側，就可以達到恆定養殖池水溫的目 的。調節地熱閥24的開度，可以改變地熱海水與排出水的比例，達到調節水溫的目的。
但是由於海灘地熱不是人可以控制的，所以單靠地熱井補熱很難達到時時恆溫的目的。 為此，本實施例中還設置了換水升降溫裝置。
眾所周知，熱泵是一種利用蒸發器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥組成的一個閉路循環系統， 可以通過蒸發器收集低溫熱能，通過冷凝器傳送高能熱能，達到提升熱能目的設備。
本實施例中的換水升降溫裝置包括第一開式熱傳遞迴路10、第二開式熱傳遞迴路11、第 一閉式循環熱傳遞迴路7、熱泵3、第二閉式循環熱傳遞迴路8、第一排水分流支線17。由依 次串接的補水口 41、補水泵12、補水換熱器5的受熱側和養殖池2相連的補水管組成海水補 充管線；由依次串接的冷熱水管線43、補水換熱器5的供熱側、控水閥35和第一排水支線 46組成第一開式熱傳遞迴路10;由依次串接的冷熱水管線43、補水換熱器5的供熱側、熱 泵閥26、低熱能換熱器4的供熱側和第二排水支線47組成第二開式熱傳遞迴路11;第一閉 式循環熱傳遞迴路7由低熱能換熱器4的受熱側、制熱閥一27、第一閉式循環熱傳遞迴路7 的與熱泵3的蒸發器相耦合的供熱側、制熱閥二 28依次串接而成；熱泵3由蒸發器、壓縮機、 冷凝器和膨脹閥依次串接而成，其中充有製冷劑；第二閉式循環熱傳遞迴路8由和熱泵3冷 凝器相耦合的受熱側、制熱閥一 29、高熱能換熱器6的供熱側、供熱循環泵14、制熱閥二 30依次串接而成。在第一和第二閉式循環熱傳遞迴路之間還裝有四個製冷閥一31、製冷閥二 32、製冷閥三33、製冷閥四34，其安裝位置和連接方式如圖所示。因其是己知技術，在背景 技術中提到的20041080524.2號《江河湖海低品位能量提取系統》中己作了詳細描述，為避 免繁瑣本文不再贅述。由依次串接的與排水管線16相通的管路、第一排水分流閥21、高熱 能換熱器6的受熱側、補熱閥25及和冷熱水管線43相通的管線組成第一排水分流支線17; 冷熱水管線43經第二排水分流閥22與排水管線16相通；第一閉式循環熱傳遞迴路7的受熱
側與所述低熱能換熱器4的供熱側相耦合；第二閉式循環傳熱迴路8供熱側與所述高熱能換
熱器6的受熱側相耦合。
本例中，圖1所示的狀態式表示給補充海水加熱的狀態，其中的四個制熱閥27、 28、 29、 30表示開啟狀態；製冷閥31、 32、 33、 34 (符號塗黑)表示關閉狀態。熱能的傳遞過程是 第二開式熱傳遞迴路11—第一閉式循環熱傳遞迴路7—熱泵3—第二閉式循環熱傳遞迴路8 —第一排水分流支線17—第二開式熱傳遞迴路11 —補水換熱器5;製冷時是使第二閉式循 環熱傳遞迴路8的供熱側(即高熱能換熱器6的供熱側)與第一閉式循環熱傳遞迴路7的供 熱側相連，獲得低溫，進而使高熱能換熱器6的受熱側獲得低溫，再傳給補水換熱器5的受 熱側給補充海水降溫。
因為熱泵的溫度提升有一個最小值(本例中採用的熱泵的最小提升溫度為5'C)。所以在 排水管線16上，除連接一冷熱水管線43外，再連接一第一排水分流支路17，而僅僅第一排 水分流支路17中的水能夠得到熱泵3的加熱(或製冷)；第一排水分流支路17中的水在被加 熱後再和冷熱水管線43中的水混合後送到補水換熱器5中進行熱交換。調節分流閩21和支 路閥22的開度，可以調節補熱水的比例。本實施例中是從分流閥21分出1/5的水，經熱泵 提升溫度5°C，然後再和冷熱水管線43中的4/5的水混合，達到冷熱水管線43中的水提升1 r的目的。
在地熱井1和熱泵3可以根據實際情況決定使用一種或者兩種。在兩種都配置的情況下， 地熱閥24和補熱閥25就是決定使用哪一個補熱的選擇工具，打開地熱閥24、關閉補熱閥25， 使用地熱井補熱，此時還需要打開控水閥35，關閉熱泵閥26;反之打開補熱閥25、關閉地 熱閥24、打開熱泵閥26、關閉控水閥35，使用熱泵補熱。當然也可以同時使用地熱井1和 熱泵3兩個系統，就是同時打開地熱閥24和熱泵閥26，而關閉控水閥35。這種情況通常是 在地熱井1能提供一些熱量、熱量又不足的時候。同時使用地熱井和熱泵系統，比起單用熱 泵，可以減少電能的消耗。
在排水管線16上還需要設置一排水閥23，這個閥通常是關閉的，以保證排出水均經過 補水換熱器5進行熱能交換；但是在特殊情況下，比如清洗養殖池需要直排時，打開它。
可見本實用新型可以通過地熱和熱泵兩種方式達到恆溫的目的，僅消耗少量電能，而無 需消耗燃煤燃油，決不會對環境造成汙染，還可以節約能源；同時既可以冬天提溫，又可以 夏天降溫。
權利要求1、一種節能環保海洋生物養殖系統，包括養殖池(2)及其換水升降溫裝置，所述換水升降溫裝置包括以耦合換熱方式依次連接的第一閉式循環熱傳遞迴路(7)、熱泵(3)、第二閉式循環熱傳遞迴路(8)，在所述第一、第二閉式循環熱傳遞迴路(7、8)之間設有使養殖池(2)中的水升溫或降溫的二組共八個換向閥門，其特徵在於所述換水升降溫裝置還包括海水補水管線(9)、第一開式熱傳遞迴路(10)、第二開式熱傳遞迴路(11)、排水管線(16)、第一排水分流支線(17)，所述海水補水管線由依次串接的補水口(41)、補水泵(12)、補水換熱器(5)的受熱側和所述養殖池(2)相連的補水管組成；所述第一開式熱傳遞迴路(10)由依次串接的冷熱水管線(43)、補水換熱器(5)的供熱側、控水閥(35)和第一排水支線(46)組成；所述第二開式熱傳遞迴路(11)由依次串接的冷熱水管線(43)、補水換熱器(5)的供熱側、熱泵閥(26)、低熱能換熱器(4)的供熱側和第二排水支線(47)組成；所述排水管線(16)由依次串接的與所述養殖池(2)相連的排水管、排水泵(15)、排水閥(23)、排水口(42)組成；所述第一排水分流支線(17)由依次串接的與排水管線(16)相通的管路、第一排水分流閥(21)、高熱能換熱器(6)的受熱側、補熱閥(25)及和所述冷熱水管線(43)相通的管線組成；所述冷熱水管線(43)經第二排水分流閥(22)與排水管線(16)相通；所述第一閉式循環熱傳遞迴路(7)的受熱側與所述低熱能換熱器(4)的供熱側相耦合；所述第二閉式循環熱傳遞迴路(8)供熱側與所述高熱能換熱器(6)的受熱側相耦合。
2、 按照權利要求1所述的節能環保海洋生物養殖系統，其特徵在於還包括海水地熱管線 (18),所述海水地熱管線(18)由依次串接的海灘地熱井(1)、地熱泵(51)、地熱閥(24)及和所述冷熱水管線(43)相通的管路組成。
專利摘要一種節能環保海洋生物養殖系統，包括養殖池及其換水升降溫裝置，換水升降溫裝置包括以耦合換熱方式依次連接的第一閉式循環熱傳遞迴路、熱泵、第二閉式循環熱傳遞迴路，換水升降溫裝置還包括海水補水管線、第一開式熱傳遞迴路、第二開式熱傳遞迴路、排水管線、第一排水分流支線，第一閉式循環熱傳遞迴路的受熱側與低熱能換熱器的供熱側相耦合；第二閉式循環熱傳遞迴路供熱側與高熱能換熱器的受熱側相耦合。第二開式熱傳遞迴路還接一海灘地熱集熱井。本實用新型節能環保海洋生物養殖系統，採用收集地熱或排出海水的熱量加熱或製冷補充新鮮海水，大幅度地減少了能耗，無需燃煤，不會產生對環境的汙染，可以達到完全環保的目標。
文檔編號A01K61/00GK201069946SQ200720170080

公開日2008年6月11日 申請日期2007年8月7日 優先權日2007年8月7日
發明者徐生恆 申請人:徐生恆