適用于海水養(yǎng)殖的專用地源熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種適用于海水養(yǎng)殖的專用地源熱泵系統(tǒng)，屬于熱泵系統(tǒng)，包括地源熱泵單元，所述的地源熱泵單元包括地埋管、熱源熱交換器、壓縮機(jī)、海水熱交換器、膨脹閥、養(yǎng)殖池；其特征在于：還包括海水取水管、過(guò)濾器、余熱回收換熱器，而所述的海水熱交換器則包括海水初級(jí)熱交換器和海水二級(jí)熱交換器。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型采取二級(jí)換熱的模式，減少單個(gè)換熱器的熱負(fù)荷，確保海水-制冷劑換熱器的可靠性及使用壽命；可以回收養(yǎng)殖池排水的余熱，并解決了海水源的防腐、防垢等關(guān)鍵問(wèn)題，還提高了系統(tǒng)的可靠性，并最大限度地降低了系統(tǒng)的初投資，優(yōu)化控制生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】適用于海水養(yǎng)殖的專用地源熱泵系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種熱泵系統(tǒng)，特別是一種適用于海水源的防腐地源熱泵系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]海水養(yǎng)殖是利用港灣、圍塘等海域進(jìn)行飼養(yǎng)和繁殖海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)植物的生產(chǎn)方式，是人類定向利用海洋生物資源、發(fā)展海洋水產(chǎn)業(yè)的重要途徑之一。其優(yōu)點(diǎn)在于集中發(fā)展某些經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的魚(yú)類、蝦類、貝類及棘皮動(dòng)物(如刺參)等，生產(chǎn)周期較短，單位面積產(chǎn)量較聞。
[0003]海水養(yǎng)殖育苗控制水溫十分重要，對(duì)海參育苗要求水溫在16?21°C，對(duì)于海水魚(yú)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(lái)年5月是海水育苗季節(jié)，而此時(shí)山東省日照地區(qū)近海水溫為2°C左右，需要給海水升溫，而夏季水溫在25°C左右，需要安裝冷水機(jī)組進(jìn)行海水降溫?，F(xiàn)有的對(duì)于海水升溫的方式主要是采用燃煤、燃油、燃電鍋爐加熱，而一方面這種加入方式排放大量二氧化碳、二氧化硫等有害氣體，對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染；另一方面，由于海水對(duì)黑色金屬和有色金屬存在嚴(yán)重腐蝕，海水鍋爐采用鋁制，使用壽命短、工作效率低。
[0004]目前也有一些研究立足于將海水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用于海水養(yǎng)殖方面，但是限制其大面積推廣的問(wèn)題主要集中在:①如何確保海水-制冷劑換熱器的可靠性及使用壽命；②由于要求熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器/冷凝器能夠“一器兩用”，故而對(duì)海水源換熱器提出了特殊要求；③如何對(duì)抗海水對(duì)換熱設(shè)備及管路的腐蝕、堵塞與污染，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)腐蝕與無(wú)污染換熱地下水溫度是13?15°C，將冬季2°C的海水用地源熱泵機(jī)組直接升溫至18±2°C選用的機(jī)組較大，也不利于節(jié)能。
[0005]此外，由于殘餌、糞便、膠狀體等有機(jī)質(zhì)的存在，為了減輕生物處理負(fù)荷，確保養(yǎng)殖水質(zhì)安全，海水養(yǎng)殖需要進(jìn)行海水排放補(bǔ)充循環(huán)，而排放水中的熱量大多白白喪失。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于海水養(yǎng)殖的專用地源熱泵系統(tǒng)。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:一種適用于海水養(yǎng)殖的專用地源熱泵系統(tǒng)，包括地源熱泵單元，所述的地源熱泵單元包括地埋管12、熱源熱交換器15、壓縮機(jī)21、海水熱交換器、膨脹閥7、養(yǎng)殖池20 ;其特征在于:還包括海水取水管13、過(guò)濾器18、余熱回收換熱器14，而所述的海水熱交換器則包括海水初級(jí)熱交換器16和海水二級(jí)熱交換器17 ;具體的連接關(guān)系:所述的地埋管12與熱源熱交換器15的熱源端口連接；所述的熱源熱交換器15端口 a、電磁閥8、壓縮機(jī)21、電磁閥10、海水初級(jí)熱交換器16工質(zhì)液端口、膨脹閥7、熱源熱交換器15端口 b通過(guò)管路形成回路；所述的熱源熱交換器15端口 a、電磁閥8、壓縮機(jī)21、電磁閥9、海水二級(jí)熱交換器17、膨脹閥7、熱源熱交換器15端口 b通過(guò)管路形成回路；所述的海水取水管13、電磁閥1、電磁閥6、海水初級(jí)熱交換器16海水端口、養(yǎng)殖池20順序連接；所述的海水取水管13、電磁閥2、余熱回收換熱器14、海水二級(jí)熱交換器17海水端口、熱水蓄水池19、電磁閥22順序連接；所述的養(yǎng)殖池20排水口、過(guò)濾器18、電磁閥
3、余熱回收換熱器14、排水管11順序連接；所述的養(yǎng)殖池20排水口、過(guò)濾器18、電磁閥4、排水管11順序連接；
[0008]上述的過(guò)濾器18與養(yǎng)殖池20排水管之間有存水彎。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下突出的有益效果:
[0010]1、采取二級(jí)換熱的模式，減少單個(gè)換熱器的熱負(fù)荷，確保海水-制冷劑換熱器的可靠性及使用壽命；
[0011]2、可以回收養(yǎng)殖池排水的余熱，新鮮海水在進(jìn)入二級(jí)換熱器之前先與養(yǎng)殖池排放的廢海水進(jìn)行一次換熱，這樣既提高了能源利用效率，減少了能源消耗及對(duì)環(huán)境的污染，又提高了機(jī)組的效率，節(jié)省了能源費(fèi)用；
[0012]3、改良了換熱器，解決了海水源的防腐、防垢等關(guān)鍵問(wèn)題，還提高了系統(tǒng)的可靠性，并最大限度地降低了系統(tǒng)的初投資，優(yōu)化控制生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)構(gòu)建結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]如圖1，本實(shí)用新型包括地源熱泵單元，所述的地源熱泵單元包括地埋管12、熱源熱交換器15、壓縮機(jī)21、海水熱交換器、膨脹閥7、養(yǎng)殖池20。
[0016]本實(shí)用新型實(shí)施例中的地源熱泵空調(diào)機(jī)組結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚所述的熱源熱交換器(制冷時(shí)為冷凝器，制熱時(shí)為蒸發(fā)器)和海水熱交換器(制冷時(shí)為蒸發(fā)器，制熱時(shí)為冷凝器)，其具體結(jié)構(gòu)不再累述。
[0017]本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于:二級(jí)換熱和余熱回收。所以，實(shí)施例除了地源熱泵現(xiàn)有技術(shù)具有的元件外還包括海水取水管13、過(guò)濾器18、余熱回收換熱器14，而所述的海水熱交換器則包括海水初級(jí)熱交換器16和海水二級(jí)熱交換器17。
[0018]具體的連接關(guān)系如下:
[0019]所述的地埋管12與熱源熱交換器15的熱源端口連接。
[0020]所述的熱源熱交換器15端口 a、電磁閥8、壓縮機(jī)21、電磁閥10、海水初級(jí)熱交換器16工質(zhì)液端口、膨脹閥7、熱源熱交換器15端口 b通過(guò)管路形成回路。
[0021]所述的熱源熱交換器15端口 a、電磁閥8、壓縮機(jī)21、電磁閥9、海水二級(jí)熱交換器17、膨脹閥7、熱源熱交換器15端口 b通過(guò)管路形成回路。
[0022]所述的海水取水管13、電磁閥1、電磁閥6、海水初級(jí)熱交換器16海水端口、養(yǎng)殖池20順序連接。
[0023]所述的海水取水管13、電磁閥2、余熱回收換熱器14、海水二級(jí)熱交換器17海水端口、熱水蓄水池19、電磁閥22順序連接。
[0024]所述的養(yǎng)殖池20排水口、過(guò)濾器18、電磁閥3、余熱回收換熱器14、排水管11順序連接。[0025]所述的養(yǎng)殖池20排水口、過(guò)濾器18、電磁閥4、排水管11順序連接。
[0026]優(yōu)化方案中，所述的過(guò)濾器18與養(yǎng)殖池20排水管之間有存水彎。
[0027]春秋，海水取水管13與養(yǎng)殖池20既定溫差相差不大時(shí)，養(yǎng)殖池20排水余熱回收性價(jià)比低，此時(shí)開(kāi)啟電磁閥4，關(guān)閉電磁閥2、3，海水取水管13取海水經(jīng)由海水初級(jí)熱交換器16進(jìn)行換熱,換熱后的海水輸入至養(yǎng)殖池20。
[0028]冬季海水取水管13與養(yǎng)殖池20既定溫差相差較大，養(yǎng)殖池20排水余熱回收性價(jià)比高，且溫差大的情況下，海水換熱器負(fù)荷較大容易出現(xiàn)故障，此時(shí)采用雙路熱交換。一路，所述的海水取水管13的冷水經(jīng)由海水初級(jí)熱交換器16換熱，作為低溫水輸入養(yǎng)殖池20。另一路，所述的海水取水管13的冷水經(jīng)由余熱回收換熱器14對(duì)養(yǎng)殖池20排水余熱回收，初次升溫后，經(jīng)由海水二級(jí)熱交換器17 二次升溫作為熱水源蓄入熱水蓄水池19，根據(jù)養(yǎng)殖池20的情況，開(kāi)放電磁閥22調(diào)節(jié)養(yǎng)殖池20水溫。
[0029]由于海水的高氯高腐蝕性，故而海水熱交換器與普通換熱器并不相同。目前的海水源熱泵系統(tǒng)海水換熱器一般采用鈦板換熱器，由于鈦材價(jià)格昂貴，海水換熱器投資較大，增加了系統(tǒng)的初投資。
[0030]本實(shí)施例中，考慮到換熱器日后清潔和檢修的方便，所述的海水熱交換器采用的是開(kāi)式槽式換熱器包括槽體和換熱管，換熱管幾何尺寸為外徑25ram，壁厚2.5_，冷、熱流體采用逆流流動(dòng)型式，換熱管管外殼側(cè)為海水通道，換熱管內(nèi)為工質(zhì)液通道，具體的工質(zhì)液為乙二醇溶液。所述的換熱管外表面和槽內(nèi)內(nèi)表面均有防腐涂層。所述的防腐涂層為環(huán)氧樹(shù)脂漆防腐層、環(huán)氧浙青防腐層以及硅酸鋅漆防腐層，起到海水防腐及防垢作用，并長(zhǎng)期運(yùn)行可減少污垢產(chǎn)生，減少污垢熱阻。優(yōu)化方案中，所述的防腐涂層表面具有毛糙鈍化面，其設(shè)計(jì)目的在于強(qiáng)化了傳熱。傳熱性能測(cè)試結(jié)果顯示，帶有防腐涂層的換熱器導(dǎo)熱系數(shù)為
3.69W/ Cm.K);管內(nèi)流速小于1.5m/s時(shí)，防腐涂層表面粗糙度強(qiáng)化了傳熱，換熱器的傳熱系數(shù)大于無(wú)防腐涂層的換熱器，在海水源熱泵系統(tǒng)中大幅提高了能效比。
[0031]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的特定實(shí)施方案已經(jīng)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)描述，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下對(duì)它進(jìn)行的各種顯而易見(jiàn)的改變都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于海水養(yǎng)殖的專用地源熱泵系統(tǒng)，包括地源熱泵單元，所述的地源熱泵單元包括地埋管(12)、熱源熱交換器(15)、壓縮機(jī)(21)、海水熱交換器、膨脹閥(7)、養(yǎng)殖池(20);其特征在于:還包括海水取水管(13)、過(guò)濾器(18)、余熱回收換熱器(14)，而所述的海水熱交換器則包括海水初級(jí)熱交換器(16)和海水二級(jí)熱交換器(17);具體的連接關(guān)系:所述的地埋管(12)與熱源熱交換器(15)的熱源端口連接；所述的熱源熱交換器(15)端口a、電磁閥(8 )、壓縮機(jī)(21)、電磁閥(10 )、海水初級(jí)熱交換器(16 )工質(zhì)液端口、膨脹閥(7 )、熱源熱交換器(15)端口 b通過(guò)管路形成回路；所述的熱源熱交換器(15)端口 a、電磁閥(8)、壓縮機(jī)(21)、電磁閥(9)、海水二級(jí)熱交換器(17)、膨脹閥(7)、熱源熱交換器(15)端口b通過(guò)管路形成回路；所述的海水取水管(13)、電磁閥(I)、電磁閥(6)、海水初級(jí)熱交換器(16)海水端口、養(yǎng)殖池(20)順序連接；所述的海水取水管(13)、電磁閥(2)、余熱回收換熱器(14)、海水二級(jí)熱交換器(17)海水端口、熱水蓄水池(19)、電磁閥(22)順序連接；所述的養(yǎng)殖池(20)排水口、過(guò)濾器(18)、電磁閥(3)、余熱回收換熱器(14)、排水管(11)順序連接；所述的養(yǎng)殖池(20 )排水口、過(guò)濾器(18 )、電磁閥(4 )、排水管(11)順序連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于海水養(yǎng)殖的專用地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的過(guò)濾器(18)與養(yǎng)殖池(20)排水管之間有存水彎。
【文檔編號(hào)】A01K61/00GK203550297SQ201320747119
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】苗為佳, 張文, 孫華明 申請(qǐng)人:山東佳源空調(diào)設(shè)備有限公司