CN102132681A - 节能型养殖海水净化调温系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能型养殖海水净化调温系统，结构及原理是：海水输入口、滤水器、一级净化井和二级净化井之间设有高度差，依靠势能将高水位的海水引至到潜水泵。滤水器与一级净化井之间设有虹吸管道，一级与二级净化井之间设有导流管。从海水吸入、滤水以及净化不使用水泵。两个净化井的容积根据海水补充量和净化处理量来设计，通过处理使海水的水质能够达到养殖用水标准。养殖海水温度的调节通过热泵机组以及冷热源，其中冷热源（供、回水）根据季节不同作为冷源或者作为热源。海水通过阀门切换进入蒸发器或冷凝器进行热交换，出水接入蓄水池进行混水，使温度达到养殖温度要求。采用热泵机组调节养殖水温度可以在减少设备投资的同时节省电能。

Description

节能型养殖海水净化调温系统

技术领域

本发明属于海水养殖技术，具体涉及一种利用水源热泵与自虹吸作用对养殖海水进行净化与调温的循环系统。

背景技术

随着工业化海水养殖业的发展，能源消耗问题日益严峻。由于规模化海水养殖需一年四季连续进行，需要提供能量以保证水产品养殖所需要的环境温度、洁净度要求。工业化养殖所用海水温度的调控与处理一般分为两种方式：一种是海水一次性利用后排放，然后全部补充新的海水；另一种是每天更换一部分（一般为10%左右），做净化处理，实现海水的循环利用。无论采用哪种方式，工业化养殖用海水的能耗主要在以下三个环节：（1）养殖用海水温度调控的能耗；（2）对养殖用海水进行净化处理所用的电耗；（3）提取海水用的大功率、大扬程潜水泵电耗。其中海水温度调控的能耗占的比重最大，比如冬季水温较低，不利于鱼类生长；夏季太阳暴晒，水温较高，鱼类极人员生病。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能型养殖海水净化以及调温系统。

以下结合附图对本发明的原理与技术方案进行说明。节能型养殖海水净化调温系统，包括滤水器、虹吸管道、净化井、导流管、潜水泵、热泵机组、蓄水池、冷热源以及阀门组等。海水净化的结构及原理：海水输入口、滤水器、一级净化井和二级净化井之间设有高度差，通过虹吸管和导流管依靠势能虹吸将高水位的海水引至到潜水泵。即滤水器与一级净化井之间设有虹吸管道，一级净化井与二级净化井之间设有导流管。通过二级净化井内的潜水泵将海水接至热泵机组进行水温调节。从海水源吸入至滤水器开始到两级净化井，不使用水泵。可使潜水泵能够吸入足够量的海水到热泵机组，节省了附加水泵的电费消耗。潜水泵将补充海水打入热泵机组内的冷凝器或者蒸发器，欲提升或者减低补充海水的温度，要通过热泵机组进行升温或者降温处理。因为冬夏两季海水温度差较大，海水温度的调节依靠热泵机组和冷热源，其中冷热源（供、回水管）根据季节不同作为冷源或者作为热源。比如夏季：海水通过阀门切换进入蒸发器，机组中的冷媒吸热蒸发，使蒸发器的出水温度约为10℃，冷媒与冷凝器中的“冷源”供水进行热交换。蒸发器出水经阀门接入蓄水池进行混水，使蓄水池的混水温度达到养殖温度要求。冬季海水温度相对较低，此时海水通过阀门切换进入冷凝器，机组中的冷媒放热凝结，使冷凝器的出水温度约为45℃，冷媒与蒸发器中的“热源”供水进行热交换。冷凝器出水经阀门接入蓄水池进行混水，使蓄水池的混水温度达到养殖温度要求。

本发明的特点及有益效果是，第一能够实现海水养殖池供给海水的温度控制，包括冬季海水温度的提升，以及夏季海水温度的降温。第二，采用两级净化井方式可以省去养殖用海水的耗电净化装置，减少了电耗，节约了运行费用。第三，本装置可充分利用重力势的虹吸原理确保养殖海水的用量，节省了提取海水用的泵耗功，也可以利用海水的涨潮与落潮实现海水量的调节控制或蓄存海水。

附图说明

图1为本发明结构与系统原理图。

图2为热泵机组系统图。图2中虚线表示热泵机组中的制冷剂在蒸发器和冷凝器内的循环。

具体实施方式

以下结合附图并通过具体实施例对本发明的系统组成结构作进一步的说明。节能型养殖海水净化调温系统其组成结构为：海水输入口1内设有滤水器2，滤水器与一级净化井4-1之间设有虹吸管道3。一级净化井4-1与二级净化井4-2之间设有导流管5，二级净化井内设有潜水泵6。潜水泵海水输出管接至热泵机组7内的冷凝器11入口或者接至蒸发器12出口；冷凝器出口或蒸发器入口分别通过管路接至蓄水池8。冷热源供水管9接至热泵机组7内的蒸发器12入口，蒸发器出口接于冷热源回水管10；或者冷热源供水管9接至热泵机组7内的冷凝器11出口，冷凝器入口接于冷热源回水管10（如图1）。由于冬夏两季海水的温差较大，要通过阀门的切换利用热泵机组进行温度调节。为此，虹吸管道3设有第一阀门13-1。潜水泵6与冷凝器11入口之间的管道间设有第二阀门13-2和第三阀门13-3；冷凝器11出口与蓄水池8之间的管道设有第四阀门13-4和第五阀门13-5。冷凝器11入口与冷热源回水管10之间接有第六阀门13-6；冷凝器出口与冷热源供水管9之间接有第七阀门13-7。蒸发器12入口与冷热源供水管9之间接有第八阀门13-8；蒸发器出口与冷热源回水管10之间接有第九阀门13-9。蒸发器12出口与冷凝器11入口之间接有第十阀门13-10；蒸发器12入口与冷凝器11出口之间接有第十一阀门11-1（如图2）。

海水引入至滤水器通过渗透层把杂质、海藻等进行隔离，保证海水的洁净度。然后依次进入一级和二级海水净化井，净化井的作用主要是吸附、沉淀过滤引入的海水。两个海水净化井的容积根据海水补充量和净化处理量来设计。海水通过滤水器、两个净化井不同级的粗细过滤，使海水的水质能够达到养殖用水标准。采用热泵机组调节养殖水温度可以在减少设备投资的同时节省电能。热泵机组中的蒸发器和冷凝器是根据冬夏两季温度的需要通过阀门组切换来实现。

本发明冬夏两季热泵机组运行实施例：

在冬季：第八阀门13-8、第九阀门13-9、第二阀门13-2、第三阀门13-3、第四阀门13-4、第五阀门13-5开启；第十阀门13-10、第六阀门13-6、第十一阀门13-11和第七阀门13-7关闭。此时冷热源供水管9作为热源供水；冷热源回水管10作为热源回水。

即热源供水管通过第八阀门12-8进入蒸发器11，出水经过第九阀门13-9接入热源回水管；海水通过第二阀门13-2和第三阀门13-3进入冷凝器11。冷凝器的出水温度约为45℃，冷凝器出水经第四阀门13-4和第五阀门13-5接入蓄水池8进行混水，使蓄水池温度达到养殖海水的温度要求。

在夏季：第七阀门13-7、第六阀门13-6、第二阀门13-2、第十阀门13-10、第十一阀门13-11和第五阀门13-5开启；第九阀门13-9、第三阀门13-3、第八阀门13-8和第四阀门13-4为关闭状态。此时冷热源供水管9作为冷源供水；冷热源回水管10作为冷源回水。

即冷源供水管通过第七阀门13-7、接入冷凝器11，出水经过第三阀门13-3接入冷源回水管；海水通过阀门第二阀门13-2和第十阀门13-10进入蒸发器11。蒸发器出水温度约为10℃，蒸发器的出水经第十一阀门13-11、第五阀门13-5接入蓄水池8进行混水，使蓄水池8的混水温度达到养殖温度要求。

本实施例热泵机组提供的调温海水流量为500m³/h。滤水器采用聚交链乙烯防海水腐蚀材料制成，滤水器为圆柱体，半径为0.5 m、总长10m，海水滤水器的体积8.0m³，放置在离海平面下5m位置。以地面作为水平面，一级净化井和二级净化井的水位高度分别为-2m，-3.5m。一级与二级净化井置有固体填料。

Claims (3)

1.节能型养殖海水净化调温系统，具有滤水器、虹吸管道、净化井、导流管、潜水泵、热泵机组、蓄水池以及阀门，其特征是海水输入口（1）内设有滤水器（2），滤水器与一级净化井（4-1）之间设有虹吸管道（3），一级净化井（4-1）与二级净化井（4-2）之间设有导流管（5），二级净化井内设有潜水泵（6），潜水泵海水输出管接至热泵机组（7）内的冷凝器（11）入口或者接至蒸发器（12）出口；冷凝器出口或蒸发器入口分别通过管路接至蓄水池（8），冷热源供水管（9）接至热泵机组（7）内的蒸发器（12）入口，蒸发器（12）出口接于冷热源回水管（10）；或者冷热源供水管（9）接至热泵机组（7）内的冷凝器（11）出口，冷凝器（11）入口接于冷热源回水管（10）。

2.按照权利要求1所述的节能型养殖海水净化调温系统，其特征是在所述虹吸管道（3）设有第一阀门（13-1）。

3.按照权利要求1或2所述的节能型养殖海水净化调温系统，其特征是在所述所述潜水泵（6）与所述冷凝器（11）入口之间的管道间设有第二阀门（13-2）和第三阀门（13-3）；冷凝器（11）出口与所述蓄水池（8）之间的管道设有第四阀门（13-4）和第五阀门（13-5）；冷凝器（11）入口与所述冷热源回水管（10）之间接有第六阀门（13-6）；冷凝器（11）出口与所述冷热源供水管（9）之间接有第七阀门（13-7）；所述蒸发器（12）入口与冷热源供水管（9）之间接有第八阀门（13-8）；蒸发器（12）出口与冷热源回水管（10）之间接有第九阀门（13-9）；蒸发器（12）出口与冷凝器（11）入口之间接有第十阀门（13-10）；蒸发器（12）入口与冷凝器（11）出口之间接有第十一阀门（11-1）。

Images