CN115180762A - 一种室内恒温高氧水循环制备方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了工厂化养殖和污水处理领域中的一种室内恒温高氧水循环制备方法及系统。本发明间接把室内的适温气体和外界交换，减少热能的损失，通过负压微动将水蒸气和室内的空气定向流动，回收水体上方空气中的水蒸气，去除硫化氢、氨气或氮氧化物等污染气体，防治环境污染；利用分子筛分离氧气和其他气体，并对吸附和解吸时的热量智能利用，得到高压常温氧气直接利用，不参与和外界空气的交换，通过温度平衡装置实现对水体上方散发的空气中其他气体热量的收集利用，分离出来的高压其他气体通过气石组和气体内在的压力能量产生微纳米和毫米气泡水用于水体中悬浮颗粒的分离，节省了能源，改善了水质。

Description

一种室内恒温高氧水循环制备方法及系统

技术领域

本发明属于工厂化养殖领域和污水处理领域，具体地说，涉及一种室内恒温高氧水循环制备方法及系统。

背景技术

在工厂化水产养殖领域和污水处理领域中，充足的氧气和适宜的温度是水产养殖和微生物健康生长的重要条件。当室外温度比室内温度低且水体需要保温时，水体散热途径一是通过池缸壁散热到室内的空气中，途径二是池缸底部的热量缓慢散入大地；途径三是通过水面散热到与水面接触的空气。散热途径一和二的散热占比比较高，水体中大部分的热量通过空气间接散到室外，室内的空气跟外界交换时，通过墙体、窗户散发到室外的空气中，导致水温下降，造成了能源的浪费。当室外温度比室内温度高，水体需要降温时，情况同上述相同。

工厂化水产养殖领域和污水处理领域中，室内的空气中含有氧气、氮气、大量的水蒸气及养殖的水产动物代谢过程中产生的一些有害气体，这些有害气体直接排放，污染大气环境。在污水处理领域中，通常也需要高溶氧水体通过微生物菌净化污水。需要高溶氧水体给鱼和微生物菌群进行代谢、将代谢废物气浮分离，可达到阶段性净化水质的目的。

上述问题现有的解决方法一是利用室外的空气分离或水分解等方法大量制取氧气，把制得的氧气和水通过溶氧锥、射流器等进行加压混合得到高溶氧水体。方法二是通过增氧机或曝气盘向水中大量地打入空气，同时采用加热棒、自然散热或空气能热泵等方法对水体进行恒温。用上述方法单独来实现高溶氧恒温水体，缺点是能耗高，养殖过程中的废气又打入到水体中，对鱼的健康造成威胁，水处理难度加大，排放的废气对自然环境污染也较大。

既要对水体保温，又要跟室外环境进行气体交换，还需要保护大气不受污染，现有的技术效果差，能耗大。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种室内恒温高氧水循环制备方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案的基本构思是：

一种室内恒温高氧水循环制备方法，包括以下步骤：

在相对密闭的室内空间构建新风系统，使进气口气体温度与室内气体温度接近，并使空气从进气口到排气口定向微流动；

智能利用太阳能组件产生稳定的直流电，通过直流压缩机对进入空气预处理装置的室内空气进行压缩，利用循环的养殖水体或新风系统进气口的冷空气与之热交换而冷却到常温，并去除空气中的有害气体，同步回收空气中的水蒸气得到干燥的初级高压气体；

对预处理后的初级高压空气用两个气塔进行交替的氧气提取，并使两个气塔在吸附和解吸时热能相互利用，一个气塔吸附时释放的热量传递给另一个气塔解吸时用，解吸所需的热量不够时再进行升温，得到高压氧气和高于室温的其它气体；

使高压氧气提取装置产生的高于室温的其它气体通过气浮分离装置，去除水体中含有的微小悬浮物，高于室温的其它气体通过气浮分离装置的气体出口后，再通过蒸发器，蒸发器吸收高于室温的其它气体的热量通过换热水箱得到恒温水体，再将所述其它气体排到室外；

高压氧气和恒温水体通过水气混合装置底部的微纳米气石组来产生高溶氧的恒温水体，通过调节循环水的流量和氧气流量使氧气全部利用，当溶氧值小于设定值时，智能调大高压氧气进气阀门，当水温低于设定值时，智能调高温度平衡装置的温度。

本发明还公开了一种使用上述方法的室内恒温高氧水循环制备系统，包括新风产生装置、空气预处理装置、高压氧气提取装置、气浮分离装置、温度平衡装置、水气混合装置和养殖池组，其中，

新风产生装置包括进气口、进气导气管道、防水吊顶、排气口、排气导气管道和相对密闭的室内空间，进气口和排气口分别设置在相对密闭的室内空间的相对两侧墙体上，防水吊顶边角处有斜槽，进气导气管道设置在进气口和空气预处理装置之间，排气导气管道设置在温度平衡装置和排气口之间，空气从进气口到排气口定向微流动；

空气预处理装置包括直流供电单元、直流压缩机、冷却单元、有害气体去除单元、储气罐、气压计和回水管，所述直流供电单元包括依次电连接的太阳能板、直流控制板和单相变流器，所述直流压缩机与直流供电单元电连接，直流压缩机与储气罐气密性连接，气压计与储气罐连接，当储气罐内气压达到设定值时，根据需要对进气口气体进行加热；冷却单元包括气管与换热水箱，气管置于换热水箱中；有害气体去除单元包括微纳米纤维网组、活性炭；所述回水管与有害气体去除单元和养殖池相连；

高压氧气提取装置包括第一和第二气塔及智能控制单元，第一和第二气塔内均包括分子筛、温度传感器、电热器和分别位于分子筛的上方和下方空间的热交换管，第一气塔的位于分子筛上方空间的热交换管的两端分别与第二气塔的位于分子筛下方空间的热交换管的两端通过循环泵相连，第一气塔的位于分子筛下方空间的热交换管的两端分别与第二气塔的位于分子筛上方空间的热交换管的两端通过循环泵相连；第一和第二气塔在智能控制单元的控制下在吸附和解吸时热能相互利用；当第一和第二气塔的温度差达到设定值时，智能启动循环泵，使热量在第一气塔和第二气塔之间传递；在解吸温度不够时，智能启动电热器进行加热，当氧气储气罐内气压达到设定值时，智能控制单元停止对第一和第二气塔的氧气提取，如此循环；

温度平衡装置包括蒸发器、气体压缩及四通换向阀换向控制单元、冷凝器和换热水箱，蒸发器、气体压缩及四通换向阀换向控制单元和冷凝器构成冷媒循环回路，换热水箱与深度净化装置和水气混合装置通过循环水管道连接，温度平衡装置具有升温和降温两种工作模式，四通换向阀换向控制单元根据升温或降温模式对四通换向阀进行换向从而对养殖水体进行升温或降温；

水气混合装置包括进气口、进水口、出水口和置于底部的微纳米气石组，进气口设有气压计与气阀，进出水口均设有水阀，当气压值小于设定值时，智能启动高压氧气提取装置，出水口设有水质检测传感器，当溶氧值小于设定值时，智能调大高压氧气进气阀门，当水温低于设定值时，智能调高温度平衡装置的温度。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、需要恒温的水体蒸发的水蒸气和代谢物产生的废气也散发到水体上方的室内空气中，经过预处理装置回收了水，去除了污染性气体，防治了环境污染。

2、补氧气的同时需要相对恒温。水体热量散发到水体上方的室内空气中，造成了能源的消耗，本发明通过从室内空气中粗分离氧气和其他气体，只对其他气体的热量进行热交换回收，氧气的热量不参与热交换，直接利用。水体上方的室内空气中其他气体和氧气两者的体积比约为80:20，把其他气体的热量补给氧气，最后回流到水体中以达到恒温效果，极大地节约了能源。

3、分离出来的高压其他气体用于水体中悬浮颗粒的分离，节省了能源，改善了水质。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的新风产生装置的示意图；

图3是本发明的详细组成示意图。

图中：11-进气口；12-进气导气管道；13-排气导气管道；14-排气口；15-恒温高氧水循环制备系统；20-空气预处理装置；21-压缩机；22-气压计；23-储气罐；24-气阀；25-流量计；30A、30B-气塔；31-分子筛；32-温度传感器；33-电热器；34、35-热交换管；36-循环泵；37-进气阀；38-冲洗阀；39-解吸阀；40-气浮分离装置；41-气浮分离装置进气口；42-气浮分离装置进水口；43-水泵；44-粗过滤装置；45-微纳米和毫米气石组；46-气浮分离装置出水口；47-深度净化装置；48-泡沫出口；49-气体出口；50-温度平衡装置；51-蒸发器；511-蒸发器进气口；512-蒸发器排气口；52-气体压缩及四通换向阀换向控制单元；53-冷凝器；54-换热水箱；60-水气混合装置；61-水气混合装置进气口；62-水气混合装置进水口；63-水气混合装置出水口；64-微纳米气石组；65-水阀；66-水质检测传感器；70-养殖池组。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以工厂化水产养殖为例来说明本发明的实施方式。

工厂化养殖过程中，为了充分合理利用氧气，减少热量散失，构建新风系统，吊顶采用防水材料，让顶部的空气按照管道负压流向空气预处理装置，除去水蒸气和有害气体，水蒸气变成水后循环利用，得到干燥的空气进入高压氧气提取装置，产生高压的氧气和其它气体。根据对养殖水体升温、降温的需要，选择升温、降温模式，切换四通换向阀，高压的其他气体流向微纳米气石，对养殖水体的微小漂浮物进行气浮分离。在其他气体的压力低于3个大气压时，所述其他气体流向毫米气石。高压的氧气通过微纳米气石组产生微纳米气泡给流动的水体增氧。经过气浮分离装置后的其它气体减压至略高于常压后，流向温度平衡装置，经过热量交换后，其它气体排到室外，整个过程自动化完成。

智能利用太阳能组件产生稳定的直流电，通过直流压缩机对进入空气预处理装置的室内空气进行压缩，利用循环的养殖水体或新风系统进气口的冷空气与之热交换而冷却到常温，并去除空气中的有害气体，同步回收空气中的水蒸气得到干燥的初级高压气体；

太阳能和电能热能混合利用装置，太阳能组件给室内空气加热，给压缩机供电。如果需要室内温度低于室外温度时，太阳能给压缩机供电。如果需要室内温度高于室外温度时，给室内的空气升温。给压缩机供电模式下，包括直流控制板、直流压缩机，太阳能板或单相变流器，依次相连，协同工作。空气加热模式下，采用太阳能板、热交换器，同新风系统进气口相连。

在相对密闭的室内空间构建新风系统，使进气口气体温度与室内气体温度接近，并使空气从进气口到排气口定向微流动。

新风系统的进气口有气体过滤模块，根据具体环境情况，采用相应的过滤材料，得到清新的空气。太阳能模块可以根据要求对新风气体进行加温，负压风机用于在所述系统从排气口排出低温气体后，从密闭空间的进气口吸入室外新鲜空气以平衡密闭空间内的负压。新风系统用于在密闭空间内产生无污染、洁净的单向水平气流，其包括设置在密闭空间的相对两侧的进气口、排气口和负压风机。

对预处理后的初级高压空气用两个气塔进行交替的氧气提取，并使两个气塔在吸附和解吸时热能相互利用，一个气塔吸附时释放的热量传递给另一个气塔解吸时用，解吸所需的热量不够时再进行升温，得到高压氧气和高于室温的其它气体。

使高压氧气提取装置产生的略高于室温的其它气体通过气浮分离装置，去除水体中含有的微小悬浮物，略高于室温的其它气体通过气浮分离装置的气体出口后，再通过蒸发器，蒸发器吸收略高于室温的其它气体的热量通过换热水箱得到恒温水体，再将所述其它气体排到室外。

空气预处理装置用于除去室内空气中的硫化氢、氨气或氮氧化物等有害气体，同时回收空气中的水蒸汽。养殖环境中的水汽混合物导流到本装置，太阳能模块给压缩机供电，通过直流压缩机初步加压后，再通过水分子筛或冷干，产生的水通过排水口排出，采用微纤维网、活性炭除油等，得到干燥的初级高压气体流向高压氧气提取装置。

高压氧气提取装置采用乒乓结构实时流制氧，分子筛制氧流程为两塔，经过空气预处理装置后得到初级高压的干燥气体，由进气阀进入装有分子筛的吸附塔，空气中的氮气、二氧化碳等被吸附，流出的气体即为高纯度的氧气，当吸附塔达到一定的饱和度后，进气阀关闭,冲洗阀打开，吸附塔进入冲洗阶段，过后冲洗阀关闭，解吸阀打开，进入解吸再生阶段，这样即完成了一个循环周期。两个塔交替工作，提供源源不断的高压氧气，氧气的压力在0.45MPa～0.65Mpa之间。全系统由控制单元全自动控制。吸附时，温度越低、压力越高越好，解析时相反。采用热交换器将吸附过程和解吸过程中的热量进行相互利用，以节省能耗。解吸时，其他气体的压力在0.45MPa以下，这些气体通过温度平衡装置之后排到室外。为了提高传质速度，吸附压力和解吸温度由控制单元全自动控制。此方法制得的氧气成本低，虽然含有少量的氩气，氩在常温常压下为无色无味无毒的惰性气体,在空气中约含1％。它不燃烧，无腐蚀性，微溶于水，负面效果对本发明无关紧要。

热交换器内部采用水、液体或者气体做热交换媒介。

温度平衡装置，升温过程中压缩机将冷媒压缩，压缩后温度升高的冷媒，经过水箱中的冷凝器升高循环养殖的水体，热交换后的冷媒回到压缩机进行下一循环，在这一过程中，经过高压氧气分离装置分离后的其他气体的热量通过蒸发器被吸收导入水中，冷却后的其他气体排放到室外，冷凝后的传热工质通过膨胀阀返回到蒸发器，然后再被蒸发，如此循环往复。降温过程中，切换四通换向阀，同步上述过程。其他情况，温度平衡装置停止工作。综合上述情况，让水温恒定在一定范围区间。

高压氧气提取装置得到的高压氮气通过微纳米气石组和毫米气石组，构建无动力气浮分离装置，进一步节省能源，达到深度净化水质的效果。

高压氧气提取装置得到的高压氧气和温度平衡装置得到的恒温水通过水气混合装置，得到高溶氧的恒温水。水温根据流量可进行调节。现有技术在池内采用曝气盘补入空气时，搅动水和残饵混合，本发明在池内无需再使用曝气盘或者极大减少曝气盘的使用率，降低饲料融于水的比例，改善了水质，提高了饵料的利用率。

室外气温低于养殖水体温度时，室内空气流越单一，隔热越好，效果越好。例如室内相对密闭，气流从南到北通过负压装置单向流经空气预处理装置、高压氧气分离装置、温度平衡装置和水气混合装置，保温效果明显，极大地节省水体加温成本。

室外气温与养殖水体温度接近，关闭温度平衡装置，以便节省能耗。

室外气温低于养殖水体温度时，气流从南到北通过负压装置单向流经空气预处理装置、高压氧气分离装置和温度平衡装置。

高压氧气和恒温水体通过水气混合装置底部的微纳米气石组来产生高溶氧的恒温水体，通过调节循环水的流量和氧气流量使氧气全部利用。

智能控制单元，采用移动终端远程可观察各个传感器的数据，并根据需要进行远程控制、实施监控，采集到的相关数据进行大数据分析，形成智能诊断依据，提示做好及时的维护，提前防范异常事件发生。

本发明还公开了一种使用上述方法的室内恒温高氧水循环制备系统，如图1所示，该系统包括新风产生装置10、空气预处理装置20、高压氧气提取装置30、气浮分离装置40、温度平衡装置50、水气混合装置60和养殖池组70。其中，新风产生装置10、空气预处理装置20、高压氧气提取装置30和气浮分离装置40气密性连接，气浮分离装置40、温度平衡装置50、水气混合装置60和养殖池组70通过循环水管道连接。

图2示出了新风产生装置的示意图。如图2所示，新风产生装置包括进气口11、进气导气管道12、防水吊顶(未示出)、排气导气管道13、排气口14和相对密闭的室内空间(未示出)，进气口11和排气口14分别设置在相对密闭的室内空间的相对两侧墙体上，防水吊顶边角处有斜槽便于水珠回流，进气导气管道12设置在进气口11和空气预处理装置之间，排气导气管道13设置在温度平衡装置和排气口14之间，空气从进气口11通过本发明所述的系统15后从排气口14排出到室外。

在本发明的一个实施例中，进气口11设有气体过滤模块，根据具体环境情况，采用相应的过滤材料，得到清新的空气。根据室外气温情况和实际需求可采用太阳能模块对新风气体进行加温。在所述系统15从排气口14排出低温气体后，采用负压风机从密闭空间的进气口11吸入室外新鲜空气以平衡密闭空间内的负压。所述新风产生装置用于在密闭空间内产生无污染、洁净的定向水平气流。

空气预处理装置20包括直流供电单元、直流压缩机、冷却单元、有害气体去除单元、储气罐、气压计和回水管，中间设有气体阀门。图3中仅示出了直流压缩机21、气压计22和储气罐23及气体阀门24。所述直流供电单元包括依次电连接的太阳能板、直流控制板和单相变流器，所述直流压缩机与直流供电单元电连接，直流压缩机与储气罐气密性连接，储气罐气压计与控制单元相连接，当储气罐内气压计22气压达到设定值时，停止给直流压缩机供电，这时可根据需要对进气口气体进行加热，此过程由智能控制单元实现自动控制；冷却单元包括气管与换热水箱，气管置于换热水箱中；有害气体去除单元包括微纤维网、活性炭；所述回水管与有害气体去除单元和养殖池相连。

如果需要室内温度低于室外温度时，太阳能模块给压缩机供电。如果需要室内温度高于室外温度时，太阳能模块给室内的进气口空气升温。给压缩机供电模式下，包括直流控制板、直流压缩机、太阳能板和单相变流器，依次相连，协同工作。在空气加热模式下，采用太阳能板、热交换器，同新风产生装置的进气口相连。

养殖环境中的水气混合物导流到空气预处理装置，以除去室内空气中的硫化氢、氨气或氮氧化物等有害气体，同时回收空气中的水蒸汽。太阳能模块给压缩机供电，通过直流压缩机初步加压后，再通过水分子筛或冷干，产生的水通过回流管回收到养殖池中。有害气体去除单元采用微纤维网、活性炭除油等，得到干燥的初级高压气体流向高压氧气提取装置。此初级高压气体的压力在0.2～0.3MPa之间。

如图3所示，高压氧气提取装置30包括第一气塔30A和第二气塔30B及智能控制单元(未示出)，第一和第二气塔30A、30B均包括分子筛31、分别位于分子筛31的上方和下方空间的温度传感器32、电热器33和热交换管34和35，第一气塔30A的位于分子筛上方空间的热交换管34的两端分别与第二气塔30B的位于分子筛下方空间的热交换管35的两端通过循环泵36相连，第一气塔30A的位于分子筛下方空间的热交换管35的两端分别与第二气塔30B的位于分子筛上方空间的热交换管34的两端通过循环泵36相连。在图3中，标有字母A的端部连通，标有字母B的端部连通。

初级高压的干燥气体通过进气阀37进入高压氧气提取装置30。高压氧气提取装置30采用乒乓结构实时流制氧，分子筛制氧流程为两塔30A、30B，由进气阀37进入装有分子筛31的吸附塔，空气中的氮气、二氧化碳等被吸附，流出的气体即为高纯度的氧气，提取的高压氧气通过两气塔顶部的氧气出口经气体阀门、三通管进入储气罐23中，中间接有气压计22和流量计25。当吸附塔达到一定的饱和度后，进气阀37关闭，冲洗阀38打开，吸附塔进入冲洗阶段，过后冲洗阀38关闭，解吸阀39打开，进入解吸再生阶段，这样即完成了一个循环周期。两个塔交替工作，提供源源不断的高压氧气，氧气的压力在0.45MPa～0.65Mpa之间。由于高压氧气提取装置的两个气塔各自的吸附和解吸过程同时进行，一只吸附塔进行吸附过程，同时，另一只吸附塔进行解吸过程，而且两者对温度的需求相反，吸附时需要低温，解吸时需要高温，因此在两个气塔之间安装热交换管。热交换管内部采用水、液体或者气体做热交换媒介。第一和第二气塔在智能控制单元的控制下在吸附和解吸时热能相互利用。当第一和第二气塔的温度差达到设定值时，启动循环泵36，使热量在第一气塔30A和第二气塔30B之间传递；在解吸温度不够时，启动电热器33进行加热，当氧气储气罐内气压达到设定值时，智能控制单元停止对第一和第二气塔的氧气提取。温度传感器32、气压计22、电热器33、循环泵36和进气阀37、冲洗阀38及解吸阀39均与控制单元无线或有线连接。全系统由控制单元全自动控制。

吸附时，温度越低、压力越高越好，解析时相反。采用热交换器将吸附过程和解吸过程中的热量进行相互利用，以节省能耗。解吸时，其他气体的压力在0.45MPa以下，这些气体通过温度回收装置之后排到室外。为了提高传质速度，吸附压力和解吸温度由控制单元全自动控制。此方法制得的氧气成本低，虽然含有少量的氩气，氩在常温常压下为无色无味无毒的惰性气体,在空气中的含量低于1％。它不燃烧，无腐蚀性，微溶于水，负面效果对本发明无关紧要。

高压氧气提取装置通过解吸阀39排出的其它气体通过气体管路连接到气浮分离装置40的进气口41。气浮分离装置40的进水口42通过水泵43连接到粗过滤装置44的出水口。气浮分离装置40的底部设有微纳米和毫米气石群组45。气浮分离装置40的出水口46连接到深度净化装置47的进水口。当所述其他气体的压力在0.3MPa～0.45MPa之间时，通过气体管路连接微纳米气石产生微纳米气泡。当所述其他气体的压力在0.1MPa～0.3MPa之间时，所述其他气体通过气体管路连接毫米气石产生毫米气泡。微纳米气泡或毫米气泡在上升的过程中，使水体中的微小悬浮物不断汇聚，最终从气浮分离装置40的泡沫出口48排出。通过使高压的其它气体通过微纳米或毫米气石，构建无动力气浮分离装置，进一步节省能源，达到深度净化水质的效果。在所述其他气体的压力降至常压以下时，不再经过气浮分离装置，直接通过导气管道通到温度平衡装置的蒸发器，由蒸发器吸收所述其他气体的热量。

从气浮分离装置40的气体出口49溢出的气体进入温度平衡装置50。如图3所示，温度平衡装置50包括蒸发器51、气体压缩及四通换向阀换向控制单元52、冷凝器53和换热水箱54，蒸发器51、气体压缩及四通换向阀换向控制单元52和冷凝器53构成传热工质循环回路，换热水箱54与深度净化装置47和水气混合装置60通过循环水管道连接，温度平衡装置50具有升温和降温两种工作模式，四通换向阀换向控制单元52根据升温或降温模式对四通换向阀进行换向从而对养殖水体进行升温或降温。

升温过程中，蒸发器从其进气口511处吸收所述气体的热量后使循环回路中的传热工质蒸发，工质蒸汽经压缩机压缩后压力和温度上升，高温蒸汽通过永久黏结在换热水箱外表面的特制环形管冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了换热水箱中的水，从而升高循环养殖的水体温度。升温时换热水箱置于冷凝器外。冷凝后的传热工质通过膨胀阀返回到蒸发器，然后再被蒸发，如此循环往复。在这一过程中，经过高压氧气提取装置分离后的其他气体的热量通过蒸发器被吸收导入水中，冷却后的其他气体从蒸发器排气口512排放到室外。降温过程中，通过四通换向阀换向控制单元改变传热工质的流动方向，由压缩机产生的高热量的工质蒸汽经四通阀进入冷凝器释放热量后冷凝成液体，然后传热工质到蒸发器中吸热，将换热水箱中的水冷却，蒸发后的工质蒸汽经换向阀后被压缩机吸入，开始下一循环。降温过程中，换热水箱置于蒸发器外。其他情况，温度平衡装置停止工作。综合上述情况，让水温恒定在一定范围区间。

在本发明的一个实施例中，通过控制器控制储水箱中的水温及水体流向。例如，在水体循环模式，可以将储水箱中水温设置为25～28℃，在储水箱中的水温达到设定的温度时，出水口阀门打开，储水箱中的热水流入养殖池中，实现对养殖池中水体的升温。在高温消毒模式，将储水箱水温设置为60℃，在储水箱内水温达到60℃时，储水箱与养水区的水路阀门打开，实现对养水区的水体进行高温消毒杀菌。消毒杀菌后的水流回养殖池中。

高压氧气提取装置30得到的高压氧气和温度平衡装置50得到的恒温水通过水气混合装置，得到高溶氧的恒温水。通过调节循环水的流量和氧气流量使氧气全部利用。水温根据流量可进行调节。现有技术在池内采用曝气盘补入空气时，搅动水和残饵混合，本发明在池内无需再使用曝气盘或者极大减少曝气盘的使用率，降低饲料融于水的比例，改善了水质，提高了饵料的利用率。

如图3所示，水气混合装置60包括进气口61、进水口62、出水口63和置于底部的微纳米气石组64，进气口61设有气压计22和气阀24，进出水口均设有水阀65。当气压小于设定值时，启动高压氧气提取装置，出水口设有水质检测传感器66，当溶氧小于设定值时，调大高压氧气进气阀门，当水温低于设定值时，调高温度平衡装置的温度。

本发明中的压缩机都采用热量回收装置，压缩机压缩气体后，气缸会发热，将这部分热量回收利用，一方面可以节能，两一方面可以改善压缩机的性能，延长其使用寿命。

在本发明中，当室外气温低于养殖水体温度时，室内空气流越单一，隔热越好，效果越好。例如室内相对密闭，气流从南到北通过负压装置定向流经空气预处理装置、高压氧气提取装置、温度平衡装置和水气混合装置，保温效果明显，极大地节省水体加温成本。

当室外气温与养殖水体温度接近时，关闭温度平衡装置，以便节省能耗。

当室外气温低于养殖水体温度时，气流从南到北通过负压装置定向流经空气预处理装置、高压氧气提取装置和温度平衡装置。

本发明还包括智能控制单元，本发明的各个装置的气体阀门、水管阀门及温度传感器、气压计、水质检测传感器等均与控制单元有线或无线连接。通过智能控制单元，用户采用移动终端远程可观察各个传感器的数据，并根据需要进行远程控制、实施监控，采集到的相关数据进行大数据分析，形成智能诊断依据，提示做好及时的维护，提前防范异常事件发生。

本发明的有益效果：

1、需要恒温的水体蒸发的水蒸气和代谢物产生的废气也散发到水体上方的室内空气中，经过预处理装置回收了水，去除了污染性气体，防治了环境污染。

2、补氧气的同时需要相对恒温。水体热量散发到水体上方的室内空气中时造成了能源的消耗，本发明通过从室内空气中粗分离氧气和其他气体，只对其他气体的热量进行热交换回收，氧气的热量不参与热交换，直接循环利用。水体上方的室内空气中其他气体和氧气两者的体积比约为80:20，把其他气体的热量补给氧气，最后回流到水体中以达到恒温效果，极大地节约了能源。

3、分离出来的高压其他气体用于水体中悬浮颗粒的分离，节省了能源，改善了水质。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (2)

1.一种室内恒温高氧水循环制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在相对密闭的室内空间构建新风系统，使进气口气体温度与室内气体温度接近，并使空气从进气口到排气口定向微流动；

智能利用太阳能组件产生稳定的直流电和热，通过直流压缩机对进入空气预处理装置的室内空气进行压缩，利用循环的养殖水体或新风系统进气口的冷空气与之热交换而冷却到常温，并去除空气中的有害气体，同步回收空气中的水蒸气得到干燥的初级高压气体；

对预处理后的初级高压空气用两个气塔进行交替的氧气提取，并使两个气塔在吸附和解吸时热能相互利用，一个气塔吸附时释放的热量传递给另一个气塔解吸时用，解吸所需的热量不够时再进行升温，稳定不间断地得到高压氧气和高于室温的其它气体；

使高压氧气提取装置产生的高于室温的其它气体通过气浮分离装置，去除水体中含有的微小悬浮物，高于室温的其它气体通过气浮分离装置的气体出口后，再通过蒸发器，蒸发器吸收高于室温的其它气体的热量通过换热水箱得到恒温水体，将所述其它气体排到室外；

高压氧气和恒温水体通过水气混合装置底部的微纳米气石组来产生高溶氧的恒温水体，通过调节循环水的流量和氧气流量使氧气全部利用，当溶氧值小于设定值时，智能调大高压氧气进气阀门，当水温低于设定值时，智能调高温度平衡装置的温度。

2.一种使用权利要求1所述方法的室内恒温高氧水循环制备系统，其特征在于：包括新风产生装置、空气预处理装置、高压氧气提取装置、气浮分离装置、温度平衡装置、水气混合装置和养殖池组，其中，

新风产生装置包括进气口、进气导气管道、防水吊顶、排气口、排气导气管道和相对密闭的室内空间，进气口和排气口分别设置在相对密闭的室内空间的相对两侧墙体上，防水吊顶边角处有斜槽，进气导气管道设置在进气口和空气预处理装置之间，排气导气管道设置在温度平衡装置和排气口之间，空气从进气口到排气口定向微流动；

空气预处理装置包括直流供电单元、直流压缩机、冷却单元、有害气体去除单元、储气罐、气压计和回水管，所述直流供电单元包括依次电连接的太阳能板、直流控制板和单相变流器，所述直流压缩机与直流供电单元电连接，直流压缩机与储气罐气密性连接，气压计与储气罐连接，当储气罐内气压达到设定值时，根据需要对进气口气体进行加热；冷却单元包括气管与换热水箱，气管置于换热水箱中；有害气体去除单元包括微纳米纤维网组、活性炭；所述回水管与有害气体去除单元和养殖池相连；

高压氧气提取装置包括第一和第二气塔及智能控制单元，第一和第二气塔内均包括分子筛、温度传感器、电热器和分别位于分子筛的上方和下方空间的热交换管，第一气塔的位于分子筛上方空间的热交换管的两端分别与第二气塔的位于分子筛下方空间的热交换管的两端通过循环泵相连，第一气塔的位于分子筛下方空间的热交换管的两端分别与第二气塔的位于分子筛上方空间的热交换管的两端通过循环泵相连；第一和第二气塔在智能控制单元的控制下在吸附和解吸时热能相互利用；当第一和第二气塔的温度差达到设定值时，智能启动循环泵，使热量在第一气塔和第二气塔之间传递；在解吸温度不够时，智能启动电热器进行加热，当氧气储气罐内气压达到设定值时，智能控制单元停止对第一和第二气塔的氧气提取，如此循环；

温度平衡装置包括蒸发器、气体压缩及四通换向阀换向控制单元、冷凝器和换热水箱，蒸发器、气体压缩及四通换向阀换向控制单元和冷凝器构成冷媒循环回路，换热水箱与深度净化装置和水气混合装置通过循环水管道连接，温度平衡装置具有升温和降温两种工作模式，四通换向阀换向控制单元根据升温或降温模式对四通换向阀进行换向从而对养殖水体进行升温或降温；

水气混合装置包括进气口、进水口、出水口和置于底部的微纳米气石组，进气口设有气压计与气阀，进出水口均设有水阀，当气压值小于设定值时，智能启动高压氧气提取装置，出水口设有水质检测传感器，当溶氧值小于设定值时，智能调大高压氧气进气阀门，当水温低于设定值时，智能调高温度平衡装置的温度。

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