CN204214068U - 一种自动调控式养殖系统 - Google Patents

Abstract

一种自动调控式养殖系统，包括至少一个养殖棚、地源热泵系统、太阳能集热器、节能燃煤锅炉、水循环管路以及控制养殖槽恒定温度的中央控制器，源热泵系统、太阳能集热器、节能燃煤锅炉相耦合，解决了农业养殖环境一系列的较苛刻要求，取代了之前用小型燃煤锅炉进行加热保温的低能效、高排放做法，在环境特殊的农业水产养殖设施中成功地运用地源热泵技术和太阳能集热耦合利用技术进行温度调整。

Description

一种自动调控式养殖系统

技术领域

本实用新型属于养殖行业的空调技术领域，具体涉及节能环保的养殖大棚内温度控制系统，解决养殖大棚内均匀受热、温度分布均匀、保证养殖环境良好。

背景技术

传统的养殖温室利用燃煤锅炉供热，不仅要承受煤炭价格不断上涨的成本压力，而且空气污染较严重。

现有技术也存有太阳能辅助养殖系统，因为我国地处北半球，大部分地区位于北纬45°以南，每年日照时数大约在2000h以上，各地太阳能辐射总量约在34～84亿J/m²a之间， 具有丰富的太阳能资源。太阳是以电磁波的形式向外发射能量的，利用时不用开采、挖掘和运输，使用方便，对环境清洁卫生。但是太阳能有两方面的不足:一是能流密度低;二是其强度受各种因素(昼夜、阴天、雨雪等) 的影响不能维持常量，

也有提出利用热泵能源的，但是地源热泵在长期的运行中，将会使土壤温度场得不到及时恢复，蒸发温度及冷凝温度波动较大，热泵机组运行效率较低。此外土壤导热系数小，使埋地换热器的面积较大，这就需要较大的埋管场地。连续运行时，热泵的冷凝温度或蒸发温度受土壤温度的影响而发生波动。此低位热源形式涉及钻探工程，施工困难，系统投资比较大。因此，针对各自的不足，国内外的学者开始将太阳能及地源热泵构建在一起进行研究，即太阳能—地源热泵系统，该系统是以太阳能和地源热为复合热源的系统，是综合利用的一种形式。具有很大的灵活性，弥补了单独热源热泵的不足，一年四季可以利用，提高了装置的利用系数，太阳能装置与供暖季节需热率不一致的缺点，正是地源热泵的优点;而对地源热泵来说，由于太阳能的加入，则可实现间歇运行，使地源温度场得到一定程度的恢复，从而提高了地源源热泵的性能系数。太阳能－地源热能耦合利用技术因其节能和环保的优势，是一种具有发展前景的能源利用方式如中国专利CN101513174A（公开日2009年8月26日）公开了一种低能耗的循环水养殖系统，包括至少一个养殖槽、过滤棉、热交换装置、生物过滤器、高位水池、消毒装置、增氧装置，所述循环水养殖系统还包括作为热源或冷源的地源热泵系统和作为热源的太阳能热系统，养殖槽中的废水依次经过过滤棉、热交换装置、生物过滤器、高位水池、消毒装置、增氧装置，最终流入养殖槽中完成一个水循环。该系统可大量减少能源消耗。该专利仅仅提出增加太阳能和地源热泵两套系统选择性作为冷源或者热源，并没有具体实施方法。

发明内容

本实用新型提供一种将太阳能与地源热泵技术耦合，辅助节能燃煤锅炉的可实施、经济环保、智能化自动调控式养殖系统。

针对以上根本技术问题，本实用新型相应的解决技术方案是：

一种自动调控式养殖系统，其特征在于包括至少一个养殖棚、地源热泵系统、太阳能集热器、节能燃煤锅炉、水循环管路以及控制养殖槽恒定温度的中央控制器，太阳能集热器的出口依次经过储热水箱和集热器温差循环泵与太阳能集热器的入口连通，节能燃煤锅炉的出水口经过储热水箱、换热循环泵与节能燃煤锅炉入口连通，储热水箱出水端经过各个养殖棚的换热器后经过水循环管路回到储热水箱，形成若干水循环；所述地源热泵系统包括抽水井、循环水泵、回灌井、地源热泵机组、散热末端、水泵换热器和轴流风机；循环水泵通过管道，经过水处理设备连接地源热泵机组的进水端，地源热泵机组的进水端是包括竖直进水管道和一段横向的过滤管道，过滤管道中设有过滤器，过滤器出水端连接水处理设备的进水端，地源热泵机组的出水端通过回水管道连接三通，三通一端置于的上部回灌井，另一端通过分流阀门管道接至抽水井，地源热泵机组包括过滤净化器，自动脱气装置、压缩机、节流阀、四通换向阀、第一换热器、膨胀阀、第二换热器和气液分离器，循环水泵的出口连接过滤净化器，自动脱气装置连接第一换热器，从第一换热器出口出来接回水管道，地源热泵机组内的制冷剂环路依次通过气液分离器、压缩机、四通换向阀、低压阀、第一换热器、节流阀、高压阀、第二换热器连通形成环路；第一换热器为冷凝器，冷凝器为铜管铝翅片换热器，翅片为波纹铝翅片，蒸发器套管为PVC钢丝增强塑料管；第二换热器为套管蒸发器，该蒸发器包括外壳，外壳中设有冷媒进出管和循环水进出管，冷媒进出管和循环水进出管逆流盘旋；

轴流风机安装在第一换热器的一侧，通过纤维纺织风管将加热或冷却后的空气向养殖棚各处输送；中央控制器的输入端接地源热泵系统的控制输出端、太阳能集热器的控制端、换热循环泵，集热器温差循环泵和置于水箱底部的温度探头信号输出端。

相比现有技术的太阳能养殖或者燃气炉加热的研制系统，本实用新型最大程度实现节能降耗；将太阳能集热、地源热泵、节能锅炉系统耦合利用，通过自动化控制，实现三种能源的互补，减少燃煤用量，降低生产成本，减排温室气体。太阳池装置吸收太阳光中的热量，光能转化为热能收集起来，通过换热器储存在池水中。池水在地埋管中循环，把收集起来的热量在大地中平衡。把多余的热量储存在大地中，当外界温度比较低时，又可以把储藏在大地中的取出来利用。利用大地当做一个大的蓄热媒介。热泵机组又能吸收循环水中的热量，释放到加热空间中，达到加温的效果。经实验养殖成本和管理成本下降。地源热泵技术的应用减少了固定资产投资成本，节省能源、劳动力和管理成本，同时不用锅炉大幅度减少了土法锅炉、小锅炉烧煤产生的气体和煤渣周对边环境产生的污染，也改善了养殖大棚中的空气和水质质量，为水产品提供了一个良好的生态环境，提高了水产品养殖质量，使人们更能放心的食用这些生态水产品。

附图说明

图1为本实用新型一种自动调控式养殖系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型技术方案做进一步说明：

如图1所示一种自动调控式养殖系统，包括多个养殖棚1（附图表示为4个、地源热泵系统2、太阳能集热器3、节能燃煤锅炉4、水循环管路5以及控制养殖槽恒定温度的中央控制器6，太阳能集热器的出口连通储热水箱7的第1入口，储热水箱7的第1出口接集热器温差循环泵8与太阳能集热器的入口连通；节能燃煤锅炉4的出水口通过管道连通储热水箱的第2入口，再通过一换热循环泵与节能燃煤锅炉的入口连通，储热水箱的第2出口通过管道经过各个养殖棚的换热器，与池水形成热交换，后经过水循环管路回到储热水箱的第3入口，形成若干水循环； 换热器可以是地埋管，加热地表上的池水，也可以是挂于大棚内的换热器，通过加热大棚内空气调节池温。

所述地源热泵系统包括抽水井21、循环水泵22、回灌井23、地源热泵机组24、散热末端、水泵换热器25和轴流风机；循环水泵通过管道，经过水处理设备26连接地源热泵机组的进水端，地源热泵机组的进水端是包括竖直进水管道和一段横向的过滤管道，过滤管道中设有过滤器27，地下水经过过滤器后进入地源热泵机组，保证机组的安全使用，降低清洗成本。过滤器出水端连接水处理设备的进水端，地源热泵机组的出水端通过回水管道28连接三通，三通一端置于的上部回灌井，另一端通过分流阀门管道接至抽水井，水泵从江河水和抽水井将水送至地源热泵机组，经过换热器换热后流经三通，一部分水回到抽水井，一部分水经过分流阀门送到回灌井，由于分流抽水井水位下降，打底的含水层向其内补充水，达到新的平衡，形成循环在流动过程中，持续、稳定地与大地交换热量。这样设置可以解决水源的回灌，而且循环水经过分流，抽水井水位下降，大地储蓄的水则补充入内，达到水量，形成有利地水循环。

地源热泵机组包括过滤净化器（附图未出），自动脱气装置（附图未出）、压缩机241、节流阀242、四通换向阀243、第一换热器244、膨胀阀、第二换热器245和气液分离器（附图未出），循环水泵的出口连接过滤净化器、自动脱气装置连接到第一换热器，从第一换热器出口出来接回水管道，地源热泵机组内的制冷剂环路依次通过气液分离器、压缩机、四通换向阀、低压阀、第一换热器、节流阀、高压阀、第二换热器连通形成环路；

第一换热器为冷凝器，冷凝器为铜管铝翅片换热器，翅片为波纹铝翅片，蒸发器套管为PVC钢丝增强塑料管； 

第二换热器为套管蒸发器，该蒸发器包括外壳，外壳中设有冷媒进出管和循环水进出管，冷媒进出管和循环水进出管逆流盘旋；

第一换热器在供冷工况时为冷凝器，在供热工况时为蒸发器，第二换热器在供冷工况时为蒸发器，在供热工况时为冷凝器。

  轴流风机安装在散热末端一侧，通过纤维纺织风管将第一换热器加热或冷却后的空气向养殖棚各处输送，通过调节养殖棚空气温度调节池水温度。

中央控制器的输入端接地源热泵系统的控制输出端、太阳能集热器的控制端、换热循环泵，集热器温差循环泵和置于水箱底部的温度探头信号输出端。

中央控制器获取地源热泵机组、水泵换热器和水处理设备的运行数据参数，获取换热热器的运行数据参数，获取供配电系统控制运行数据，获取地源数据参数，整合上述数据并通过中央处理器分析后生成分析结果和控制命令。

夏季空调制冷，有两种运行模式：

1.当太阳能辐射较足，太阳能产生热水排入储水箱中储存起来供用户使用。第一换热器作蒸发器冷却空气，供应冷量；第二换热器作为冷凝器。

2.当太阳能辐射不足，启动空气源热泵。

例如连续阴天，不能生产足够量足够温度的热量时，第一换热器作为冷凝器，供养热量。第二换热器作蒸发器。

冬天制热工况时转换四通换向阀，改变管路中的制冷剂流向，使得制冷剂从第二换热器吸热，并向第一换热器供热。

3.当太阳能辐射强度适当时，太阳能集热器的水循环系统开启；4.当太阳能集热器和热泵都不能满足热水供应要求时，启动节能燃煤锅炉来辅助加热。

综上所述，本领域的普通技术人员阅读本实用新型文件后，根据本实用新型的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本实用新型所保护的范围。

Claims (1)

1.一种自动调控式养殖系统，其特征在于包括至少一个养殖棚（1）、地源热泵系统（2）、太阳能集热系统（3）、节能燃煤锅炉（4）、水循环管路（5）以及控制养殖槽恒定温度的中央控制器（6），太阳能集热器的出口依次经过储热水箱（7）和集热器温差循环泵（8）与太阳能集热器的入口连通，节能燃煤锅炉的出水口经过储热水箱、换热循环泵与节能燃煤锅炉入口连通，储热水箱出水端经过各个养殖棚的换热器后经过水循环管路回到储热水箱，形成若干水循环； 所述地源热泵系统包括抽水井（21）、循环水泵（22）、回灌井（23）、地源热泵机组（24）、水泵换热器（25）和轴流风机；循环水泵通过管道，经过水处理设备（26）连接地源热泵机组的进水端，地源热泵机组的进水端是包括竖直进水管道和一段横向的过滤管道，过滤管道中设有过滤器（27），过滤器出水端连接水处理设备的进水端，地源热泵机组的出水端通过回水管道（28）连接三通，三通一端置于的上部回灌井，另一端通过分流阀门管道接至抽水井，地源热泵机组包括过滤净化器，自动脱气装置、压缩机（241）、节流阀（242）、四通换向阀（243）、第一换热器（244）、膨胀阀、第二换热器（245）和气液分离器，循环水泵的出口连接过滤净化器，自动脱气装置连接第一换热器，从第一换热器出口出来接回水管道，地源热泵机组内的制冷剂环路依次通过气液分离器、压缩机、四通换向阀、低压阀、第一换热器、节流阀、高压阀、第二换热器连通形成环路；第一换热器为冷凝器，冷凝器为铜管铝翅片换热器，翅片为波纹铝翅片，蒸发器套管为PVC钢丝增强塑料管；第二换热器为套管蒸发器，该蒸发器包括外壳，外壳中设有冷媒进出管和循环水进出管，冷媒进出管和循环水进出管逆流盘旋；轴流风机安装在第一换热器的一侧，通过纤维纺织风管将加热或冷却后的空气向养殖棚各处输送，中央控制器的输入端接地源热泵系统的控制输出端、太阳能集热器的控制端、换热循环泵，集热器温差循环泵和置于水箱底部的温度探头信号输出端。