CN208446411U - 一种用于海洋馆维生水系统的温度控制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于海洋馆维生水系统的温度控制设备，包括维生水系统、乙二醇换热系统、冷热源热泵系统及水环换热系统。维生水系统通过第一板式换热器、第二板式换热器、第三板式换热器、第四板式换热器、第五板式换热器、第六板式换热器与乙二醇换热系统相连；乙二醇换热系统通过第一蒸发器及第二冷凝器与冷热源热泵系统相连；冷热源热泵系统通过第一冷凝器及第二蒸发器与水环换热系统相连。整个维生水系统只需要一组冷源及热源就能满足全部海洋馆水池水温要求，同时水环换热系统同时吸收制冷机组的热量及制热机组的冷量，冷量热量中和，可提高制冷及热泵机组的效率。

Description

一种用于海洋馆维生水系统的温度控制设备

技术领域

本实用新型涉及一种维生水系统温度控制设备，具体为一种用于海洋馆维生水系统的温度控制设备，属于制冷及热泵应用技术领域。

背景技术

维生水系统是指维持生物生存、延续生命的一套设备。对于海洋馆而言，维生水系统至关重要，不同海洋生物对海水温度要求不同，因此海洋馆内不同水族池的维生水系统需要单独设计。一般而言，根据海水温度，可将不同水族馆分为三大类：第一类常年需要供冷，如-2℃的企鹅池；第二类常年需要供热，如27℃海月水母池；第三类是根据季节变化，全年需要供冷或供热，如15℃的章鱼池。

水环热泵是一种回收冷量/热量的节能技术，适应于同时需要供冷及供热的场所，一般多用于暖通空调领域，在海洋馆维生水系统内鲜有采用。

地源侧换热是指利用地下土壤常年具有适宜温度的特点，如夏季土壤温度低于空气温度、冬季土壤高于空气温度，从而降低制冷系统夏季冷凝温度及提高冬季热泵系统蒸发温度，达到增强制冷效率及制热效率的目的，是一种高效节能技术。

现有技术中，多采用一池对应一套冷热源机组的方式实现供冷供热，如极地馆采用冷水机组，水母馆采用溴化锂机组或热水锅炉等；同时各个冷热源系统均有单独的散热、散冷设备，如冷水机组需要配备对应冷却水系统及冷区塔，溴化锂机组需要提供额外热源等，设备初期投资较高；在同时需要制冷及制热时，各个维生水系统池相对应的冷热或热源设备均需要启动运行，分别制取冷量及热量，使得海洋馆整体运维成本增加，并造成能源浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为解决上述问题而提供的一种用于海洋馆维生水系统的温度控制设备，整个维生水系统只需要一组冷源及热源就能满足全部海洋馆水池水温要求，且水环换热系统同时吸收制冷机组的热量及制热机组的冷量，冷量热量中和，可提高制冷及热泵机组的效率，未中和的热量及未中和的冷量通过逻辑判断合理传递至地埋侧土壤中或风冷换热器侧空气中。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种用于海洋馆维生水系统的温度控制设备，包括维生水系统、乙二醇换热系统、冷热源热泵系统及水环换热系统，所述维生水系统连接乙二醇换热系统，且乙二醇换热系统连接冷热源热泵系统；冷热源热泵系统连接水环换热系统；

其中，所述维生水系统包括第一板式换热器、第二板式换热器、第三板式换热器、第四板式换热器、第五板式换热器、第六板式换热器、第一低温水族池、第二低温水族池、第一中温水族池、第二中温水族池、第一高温水族池、第二高温水族池、第一海水泵、第二海水泵、第三海水泵、第四海水泵、第五海水泵和第六海水泵，所述第一板式换热器、第一海水泵及第一低温水族池串联成闭环系统；第二板式换热器、第二海水泵及第二低温水族池串联成闭环系统；第三板式换热器、第三海水泵及第一中温水族池串联成闭环系统；第四板式换热器、第四海水泵及第二中温水族池串联成闭环系统；第五板式换热器、第五海水泵及第一高温水族池串联成闭环系统；第六板式换热器、第六海水泵及第二高温水族池串联成闭环系统；

所述乙二醇换热系统包括第一板式换热器、第二板式换热器、第三板式换热器、第四板式换热器、第五板式换热器、第六板式换热器、第一二通阀、第二二通阀、第三二通阀、第四二通阀、第五二通阀、第六二通阀、第一乙二醇泵、第二乙二醇泵、第一蒸发器和第二冷凝器，所述第一乙二醇泵、第一板式换热器、第二板式换热器、第二二通阀、第三板式换热器、第四板式换热器、第三二通阀、第一蒸发器串联成闭环系统，且第一二通阀通过管路旁通在第二二通阀与第三二通阀两端；第二乙二醇泵、第五板式换热器、第六板式换热器、第五二通阀、第三板式换热器、第四板式换热器、第六二通阀、第二冷凝器串联成闭环系统，且第四二通阀通过管路旁通在第五二通阀与第六二通阀两端；

所述冷热源热泵系统包括第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器、第一节流阀、第二冷凝器、第二压缩机、第二蒸发器和第二节流阀；第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器、第一节流阀串联成闭环制冷系统；第二冷凝器、第二压缩机、第二蒸发器、第二节流阀串联成闭环制热系统；

所述水环换热系统包括第一冷凝器、第二蒸发器、水泵、第一温度传感器、第二温度传感器、第七二通阀、第八二通阀、第九二通阀、风冷换热器和地埋管；其中第一温度传感器、第一冷凝器、第二蒸发器、第二温度传感器、第七二通阀、地埋管、水泵串联成闭环系统；第八二通阀串接风冷换热器后并联在第七二通阀、地埋管两端；第九二通阀并联在第七二通阀、地埋管两端。

优选的，所述维生水系统通过第一板式换热器、第二板式换热器、第三板式换热器、第四板式换热器、第五板式换热器、第六板式换热器与乙二醇换热系统相连；乙二醇换热系统通过第一蒸发器及第二冷凝器与冷热源热泵系统相连；冷热源热泵系统通过第一冷凝器及第二蒸发器与水环换热系统相连。

优选的，当第一中温水族池及第二中温水族池需要制冷时，第二二通阀、第三二通阀及第四二通阀开启，第一二通阀、第五二通阀及第六二通阀关闭。

优选的，当第一中温水族池及第二中温水族池需要制热时，第二二通阀、第三二通阀及第四二通阀关闭，第一二通阀、第五二通阀及第六二通阀开启。

本实用新型的有益效果是：1)本实用新型只需要一组冷源及热源就可满足海洋馆内所有不同种类海洋生物所需的维生水系统温度需求，可大幅度减少海洋馆维生水系统初投资、增加该技术竞争力；

2)本实用新型采用水环技术回收制冷机组及制热机组排出的热量及冷量，冷量及热量中和，会减少冷热源系统散热及散冷工况，提高制冷及制热效率；

3)本实用新型根据水环系统换热后实际水温与室外空气温度对比及土壤及空气温度对比情况，合理选择将冷热量排至土壤或空气，进一步提高换热效率。

附图说明

图1为本实用新型整体结构连接示意图；

图中：1、第一板式换热器，2、第二板式换热器，3、第三板式换热器，4、第四板式换热器，5、第五板式换热器，6、第六板式换热器，7、第一低温水族池，8、第二低温水族池，9、第一中温水族池，10、第二中温水族池，11、第一高温水族池，12、第二高温水族池，13、第一海水泵，14、第二海水泵，15、第三海水泵，16、第四海水泵，17、第五海水泵，18、第六海水泵，19、第一二通阀，20、第二二通阀，21、第三二通阀，22、第四二通阀，23、第五二通阀，24、第六二通阀，25、第一乙二醇泵，26、第二乙二醇泵，27、第一蒸发器，28、第一压缩机、29、第一冷凝器，30、第一节流阀，31、第二冷凝器，32、第二压缩机、33、第二蒸发器，34、第二节流阀，35、水泵，36、第七二通阀，37、第八二通阀，38、风冷换热器，39、地埋管，40、第九二通阀，41、第一温度传感器，42、第二温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1所示，一种用于海洋馆维生水系统的温度控制设备，包括维生水系统、乙二醇换热系统、冷热源热泵系统及水环换热系统，所述维生水系统连接乙二醇换热系统，且乙二醇换热系统连接冷热源热泵系统；冷热源热泵系统连接水环换热系统。

所述维生水系统包括：第一板式换热器1、第二板式换热器2、第三板式换热器3、第四板式换热器4、第五板式换热器5、第六板式换热器6、第一低温水族池7、第二低温水族池8、第一中温水族池9、第二中温水族池10、第一高温水族池11、第二高温水族池12、第一海水泵13、第二海水泵14、第三海水泵15、第四海水泵16、第五海水泵17、第六海水泵18。其中第一板式换热器1、第一海水泵13及第一低温水族池7串联成闭环系统；第二板式换热器2、第二海水泵14及第二低温水族池8串联成闭环系统；第三板式换热器3、第三海水泵15及第一中温水族池9串联成闭环系统；第四板式换热器4、第四海水泵16及第二中温水族池10串联成闭环系统；第五板式换热器5、第五海水泵17及第一高温水族池11串联成闭环系统；第六板式换热器6、第六海水泵18及第二高温水族池12串联成闭环系统。

所述乙二醇换热系统包括第一板式换热器1、第二板式换热器2、第三板式换热器3、第四板式换热器4、第五板式换热器5、第六板式换热器6、第一二通阀19、第二二通阀20、第三二通阀21、第四二通阀22、第五二通阀23、第六二通阀24、第一乙二醇泵25、第二乙二醇泵26、第一蒸发器27、第二冷凝器31，其中第一乙二醇泵25、第一板式换热器1、第二板式换热器2、第二二通阀20、第三板式换热器3、第四板式换热器4、第三二通阀21、第一蒸发器27串联成闭环系统，且第一二通阀19通过管路旁通在第二二通阀20与第三二通阀21两端；第二乙二醇泵26、第五板式换热器5、第六板式换热器6、第五二通阀23、第三板式换热器3、第四板式换热器4、第六二通阀24、第二冷凝器31串联成闭环系统，且第四二通阀22通过管路旁通在第五二通阀23与第六二通阀24两端。

所述冷热源热泵系统包括第一蒸发器27、第一压缩机28、第一冷凝器29、第一节流阀30、第二冷凝器31、第二压缩机32、第二蒸发器33、第二节流阀34。其中第一蒸发器27、第一压缩机28、第一冷凝器29、第一节流阀30串联成闭环制冷系统；第二冷凝器31、第二压缩机32、第二蒸发器33、第二节流阀34串联成闭环制热系统。

所述水环换热系统包括第一冷凝器29、第二蒸发器33、水泵35、第一温度传感器41、第二温度传感器42、第七二通阀36、第八二通阀37、第九二通阀40、风冷换热器38、地埋管39。其中第一温度传感器41、第一冷凝器29、第二蒸发器33、第二温度传感器42、第七二通阀36、地埋管39、水泵35串联成闭环系统；第八二通阀37串接风冷换热器38后并联在第七二通阀36、地埋管39两端。第九二通阀40并联在第七二通阀36、地埋管39两端。所述维生水系统通过第一板式换热器1、第二板式换热器2、第三板式换热器3、第四板式换热器4、第五板式换热器5、第六板式换热器6与乙二醇换热系统相连；乙二醇换热系统通过第一蒸发器27及第二冷凝器31与冷热源热泵系统相连；冷热源热泵系统通过第一冷凝器29及第二蒸发器33与水环换热系统相连。

工作过程及原理：根据不同海洋生物种类所需适宜生存温度，将海洋馆的维生水系统分为三类，第一类分别是常年均需要制冷的水族池(本实用新型第一低温水族池7及第二低温水族池8)、常年均需要制热的水族池(本实用新型第一高温水族池11及第二高温水族池12)及根据季节变化需要制冷或制热的水族池(本实用新型第一中温水族池9及第二中温水族池10)。

当第一中温水族池9及第二中温水族池10需要制冷时，第二二通阀20、第三二通阀21及第四二通阀22开启，第一二通阀19、第五二通阀23及第六二通阀24关闭。

在第一压缩机28的作用下将高温高压气体制冷剂排到第一冷凝器29中冷凝，将热量释放到水环散热系统，冷凝后的液体制冷剂经过第一节流阀30降压节流，并在第一蒸发器27中完成低压蒸发过程、并将冷量传递至乙二醇换热系统的乙二醇溶液中。经过第一蒸发器27降温后的乙二醇溶液在第一乙二醇泵25的作用下依次通过第一板式换热器1、第二板式换热器2、第二二通阀20、第三板式换热器3、第四板式换热器4、第三二通阀21并返回第一蒸发器27形成循环。

在第二压缩机32的作用下将高温高压气体制冷剂排到第二冷凝器31中冷凝，将热量传递至乙二醇换热系统的乙二醇溶液中，冷凝后的液体制冷剂经过第二节流阀34降压节流，并在第二蒸发器33中完成低压蒸发过程，并将冷量释放到水环散热系统。经过第二冷凝器31升温后的乙二醇溶液在第二乙二醇泵26的作用下依次通过第五板式换热器5、第六板式换热器6、第四二通阀22并返回第二冷凝器31形成循环。

第一低温水族池7在第一海水泵13的作用下与第一板式换热器1中的低温乙二醇溶液换热、降低水族池内海水温度；第二低温水族池8在第二海水泵14的作用下与第二板式换热器2中的低温乙二醇溶液换热、降低水族池内海水温度；第一中温水族池9在第三海水泵15的作用下与第三板式换热器3中的低温乙二醇溶液换热、降低水族池内海水温度；第二中温水族池10在第四海水泵16的作用下与第四板式换热器4中的低温乙二醇溶液换热、降低水族池内海水温度；第一高温水族池11在第五海水泵17的作用下与第五板式换热器5中的高温乙二醇溶液换热、提高水族池内海水温度；第二高温水族池12在第六海水泵18的作用下与第六板式换热器6中的高温乙二醇溶液换热、提高水族池内海水温度；且第一低温水族池7、第二低温水族池8、第一中温水族池9、第二中温水族池10中海水温度依次升高；第一高温水族池11及第二高温水族池12内温度依次降低。

当第一中温水族池9及第二中温水族池10需要制热时，第二二通阀20、第三二通阀21及第四二通阀22关闭，第一二通阀19、第五二通阀23及第六二通阀24开启。

在第一压缩机28的作用下将高温高压气体制冷剂排到第一冷凝器29中冷凝，将热量释放到水环散热系统，冷凝后的液体制冷剂经过第一节流阀30降压节流，并在第一蒸发器27中完成低压蒸发过程、并将冷量传递至乙二醇换热系统的乙二醇溶液中。经过第一蒸发器27降温后的乙二醇溶液在第一乙二醇泵25的作用下依次通过第一板式换热器1、第二板式换热器2、第一二通阀19并返回第一蒸发器27形成循环。

在第二压缩机32的作用下将高温高压气体制冷剂排到第二冷凝器31中冷凝，将热量传递至乙二醇换热系统的乙二醇溶液中，冷凝后的液体制冷剂经过第二节流阀34降压节流，并在第二蒸发器33中完成低压蒸发过程，并将冷量释放到水环散热系统。经过第二冷凝器31升温后的乙二醇溶液在第二乙二醇泵26的作用下依次通过第五板式换热器5、第六板式换热器6、第五二通阀23、第三板式换热器3、第四板式换热器4、第六二通阀24并返回第二冷凝器31形成循环。

第一低温水族池7在第一海水泵13的作用下与第一板式换热器1中的低温乙二醇溶液换热、降低水族池内海水温度；第二低温水族池8在第二海水泵14的作用下与第二板式换热器2中的低温乙二醇溶液换热、降低水族池内海水温度；第一中温水族池9在第三海水泵15的作用下与第三板式换热器3中的高温乙二醇溶液换热、提高水族池内海水温度；第二中温水族池10在第四海水泵16的作用下与第四板式换热器4中的高温乙二醇溶液换热、提高水族池内海水温度；第一高温水族池11在第五海水泵17的作用下与第五板式换热器5中的高温乙二醇溶液换热、提高水族池内海水温度；第二高温水族池12在第六海水泵18的作用下与第六板式换热器6中的高温乙二醇溶液换热、提高水族池内海水温度；且第一低温水族池7、第二低温水族池8内温度依次升高；第一高温水族池11、第二高温水族池12、第一中温水族池9、第二中温水族池10中海水温度依次降低。

溶液水在水泵35的作用下依次通过第一冷凝器29吸收热量、第二蒸发器33吸收冷量，当温度传感器41测得温度等于温度传感器42测得温度时，第九二通阀40开启，第七二通阀36、第八二通阀37关闭，水直接旁通至水泵35中形成循环；当温度传感器41测得温度低于温度传感器42测得温度时，这时当土壤温度低于空气温度时(如夏季)，第八二通阀37、第九二通阀40关闭，第七二通阀36开启，水通过第七二通阀36、地埋管39将热量传递至土壤中，而当土壤温度高于空气温度时(如冬季)，第七二通阀36、第九二通阀40关闭，第八二通阀37开启，水通过第八二通阀37、风冷换热器38将热量传递至空气中；当温度传感器41测得温度高于温度传感器42测得温度时，这时当土壤温度低于空气温度时(如夏季)，第七二通阀36、第九二通阀40关闭，第八二通阀37开启，水通过第八二通阀37、风冷换热器38将冷量传递至空气中；而当土壤温度高于空气温度时(如冬季)，第八二通阀37、第九二通阀40关闭，第七二通阀36开启，水通过第七二通阀36、地埋管39将冷量传递至土壤中。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种用于海洋馆维生水系统的温度控制设备，其特征在于：包括维生水系统、乙二醇换热系统、冷热源热泵系统及水环换热系统，所述维生水系统连接乙二醇换热系统，且乙二醇换热系统连接冷热源热泵系统；冷热源热泵系统连接水环换热系统；

其中，所述维生水系统包括第一板式换热器(1)、第二板式换热器(2)、第三板式换热器(3)、第四板式换热器(4)、第五板式换热器(5)、第六板式换热器(6)、第一低温水族池(7)、第二低温水族池(8)、第一中温水族池(9)、第二中温水族池(10)、第一高温水族池(11)、第二高温水族池(12)、第一海水泵(13)、第二海水泵(14)、第三海水泵(15)、第四海水泵(16)、第五海水泵(17)和第六海水泵(18)，所述第一板式换热器(1)、第一海水泵(13)及第一低温水族池(7)串联成闭环系统；第二板式换热器(2)、第二海水泵(14)及第二低温水族池(8)串联成闭环系统；第三板式换热器(3)、第三海水泵(15)及第一中温水族池(9)串联成闭环系统；第四板式换热器(4)、第四海水泵(16)及第二中温水族池(10)串联成闭环系统；第五板式换热器(5)、第五海水泵(17)及第一高温水族池(11)串联成闭环系统；第六板式换热器(6)、第六海水泵(18)及第二高温水族池(12)串联成闭环系统；

所述乙二醇换热系统包括第一板式换热器(1)、第二板式换热器(2)、第三板式换热器(3)、第四板式换热器(4)、第五板式换热器(5)、第六板式换热器(6)、第一二通阀(19)、第二二通阀(20)、第三二通阀(21)、第四二通阀(22)、第五二通阀(23)、第六二通阀(24)、第一乙二醇泵(25)、第二乙二醇泵(26)、第一蒸发器(27)和第二冷凝器(31)，所述第一乙二醇泵(25)、第一板式换热器(1)、第二板式换热器(2)、第二二通阀(20)、第三板式换热器(3)、第四板式换热器(4)、第三二通阀(21)、第一蒸发器(27)串联成闭环系统，且第一二通阀(19)通过管路旁通在第二二通阀(20)与第三二通阀(21)两端；第二乙二醇泵(26)、第五板式换热器(5)、第六板式换热器(6)、第五二通阀(23)、第三板式换热器(3)、第四板式换热器(4)、第六二通阀(24)、第二冷凝器(31)串联成闭环系统，且第四二通阀(22)通过管路旁通在第五二通阀(23)与第六二通阀(24)两端；

所述冷热源热泵系统包括第一蒸发器(27)、第一压缩机(28)、第一冷凝器(29)、第一节流阀(30)、第二冷凝器(31)、第二压缩机(32)、第二蒸发器(33)和第二节流阀(34)；第一蒸发器(27)、第一压缩机(28)、第一冷凝器(29)、第一节流阀(30)串联成闭环制冷系统；第二冷凝器(31)、第二压缩机(32)、第二蒸发器(33)、第二节流阀(34)串联成闭环制热系统；

所述水环换热系统包括第一冷凝器(29)、第二蒸发器(33)、水泵(35)、第一温度传感器(41)、第二温度传感器(42)、第七二通阀(36)、第八二通阀(37)、第九二通阀(40)、风冷换热器(38)和地埋管(39)；其中第一温度传感器(41)、第一冷凝器(29)、第二蒸发器(33)、第二温度传感器(42)、第七二通阀(36)、地埋管(39)、水泵(35)串联成闭环系统；第八二通阀(37)串接风冷换热器(38)后并联在第七二通阀(36)、地埋管(39)两端；第九二通阀(40)并联在第七二通阀(36)、地埋管(39)两端。

2.根据权利要求1所述的一种用于海洋馆维生水系统的温度控制设备，其特征在于：所述维生水系统通过第一板式换热器(1)、第二板式换热器(2)、第三板式换热器(3)、第四板式换热器(4)、第五板式换热器(5)、第六板式换热器(6)与乙二醇换热系统相连；乙二醇换热系统通过第一蒸发器(27)及第二冷凝器(31)与冷热源热泵系统相连；冷热源热泵系统通过第一冷凝器(29)及第二蒸发器(33)与水环换热系统相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于海洋馆维生水系统的温度控制设备，其特征在于：当第一中温水族池(9)及第二中温水族池(10)需要制冷时，第二二通阀(20)、第三二通阀(21)及第四二通阀(22)开启，第一二通阀(19)、第五二通阀(23)及第六二通阀(24)关闭。

4.根据权利要求1所述的一种用于海洋馆维生水系统的温度控制设备，其特征在于：当第一中温水族池(9)及第二中温水族池(10)需要制热时，第二二通阀(20)、第三二通阀(21)及第四二通阀(22)关闭，第一二通阀(19)、第五二通阀(23)及第六二通阀(24)开启。