专利名称：采用加热泵的陆地水槽式养鱼场专用热交换系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种养鱼场专用热交换系统，特别是涉及一种采用加热泵将养 鱼场水槽中排出的低温余热加以回收并利用的热交换系统。
背景技术：
养殖业是重要的一个支柱性产业，近几年发展迅速。养殖场目前碰到的主要问 题为使用锅炉造成养殖生产成本上涨、燃油替代能源的问题、水温过低造成养殖的鱼 类成长速度明显减慢、水温过高造成微生物繁殖过快而导致养殖鱼死亡、红藻微生物造 成养殖鱼死亡、夏季炎热天气造成养殖鱼死亡等。在这些问题当中，大部分都与养殖场 的水温有着密切关系。由此可见，养殖场的温度调节控制系统是尤为重要的。养殖场的水温不仅对鱼类生长起着较大影响，而且对溶氧量等水质指标也有很 大的影响。养殖业需要在最佳条件下才能确保最高生产量和最佳生产质量，因此在养殖 行业中，维持适当的水温和最佳养殖条件是非常重要的。一般情况下，夏季的室外温度 有可能达到28度以上，对当前主要养殖鱼种的生长和养殖就会产生较为明显的影响。而 这种影响随着地球气候变暖等现象会逐渐深化。除此之外，冬季的水温不仅会对温带鱼 类的养殖产生较大影响，而且对于养殖场内可养殖的鱼的种类也会有较大限制。因此陆地水槽式养殖场的温度调节在冬季主要采用锅炉加热升温的方式来维持 养殖场水池的水温，而在夏季则采用液态氮、冰块及地下水等方式来进行降温处理。在陆地水槽式养鱼场中，在冬季通常需要将养鱼池水槽中的水温由7摄氏度提 升到21摄氏度。而在采用燃油锅炉的养鱼系统当中，为了能够以人工方式实现温度调 节，需要消耗大量燃油资源。因此，在养鱼场整体运营费用中占去大约30-40%的燃油式 锅炉费用已经成为了养鱼行业成本上涨的主要原因。另一方面，加热后的水不能一直用 于养鱼，需要换水，因此一般对于尚有余热的废水一般都是直接排出，不再回收利用， 造成了资源的浪费。
实用新型内容本实用新型的目的是针对以上现有技术的不足，提供一种能利用加热泵将水槽 中排出的废水的低温余热加以回收并利用的热交换系统，能有效节约燃料费用。本实用新型的技术方案为一种采用加热泵的陆地水槽式养鱼场专用热交换系 统，包括原水加热槽，设置在原水加热槽中的XL管体，与XL管体连接的锅炉，还包括 与原水加热槽通过管线连接的多个陆地养鱼槽，与陆地养鱼槽连接的废水存储水箱，与 废水存储水箱连接的加热泵装置，加热泵装置还与排水管线连接。所述的加热泵装置包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，压缩机、冷凝器和 膨胀阀置于外罩中；蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀通过冷媒管线形成循环系统，蒸 发器与废水存储水箱通过管线连接。所述废水存储水箱还连接原水补充管线，当废水存储水箱中的废水不足时，可通过原水补充管线用原水补足水量。所述废水存储水箱与加热泵装置之间的连接是通过废水输入管线，废水输入管 线上设置有阀门一，加热泵装置与排水管线之间的连接是通过输出废水管线，输出废水 管线上设置有阀门二和阀门三，废水输入管线与输出废水管线之间设置有连接管线和阀 门四，废水输入管线与排水管线之间设置有连接管线和阀门五。所述废水输入管线与输出废水管线之间的连接管线与废水输入管线的连接处设 置在阀门一上游，与输出废水管线的连接处设置在阀门二和阀门三之间。所述废水输入管线与排水管线之间的连接管线与输出废水管线的连接处设置在 阀门一下游，与排水管线的连接处设置在输出废水管线与排水管线连接处的下游。由于 加热泵装置是以废水为热源，蒸发器使用一段时间后会产生污垢，通过关闭阀门一和阀 门三，打开阀门二、阀门三和阀门四，可以产生废水逆流从而有效清除蒸发器和管线内 的残渣和污垢。本实用新型的热交换系统，由于使用了加热泵装置对废水余热进行了回收，可 以将锅炉循环水预先加热到一定温度，再由锅炉加热到合适的温度，减少了陆地养鱼场 的燃料支出，降低了养鱼成本。与现有技术冬季纯锅炉加热方式相比，本实用新型的热 交换系统可以提升养鱼水槽中海水温度约3-4°C，节约30 40%左右的生产成本。除此 之外，本发明中的余热回收系统的水温调节范围较大，因此可适用于更多种类的养殖鱼 类。
图1是本实用新型的基本原理图；图2是本实用新型的结构示意图；图3是加热泵装置的基本结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的热交换系统的基本原理为陆地养鱼槽22中的废弃海水流入废水存 储水箱24中后，在蒸发器37中吸收热量后，在压缩机3中添加一定热量以后，在冷凝器 4中释放热量。锅炉16的循环水和冷凝器4中的冷媒进行热交换，待水温升至一定程度 后，锅炉16再提供剩余所需部分的热量。通过上述热交换过程所产生的热量可以通过原 水加热槽14中的XL管体18实现海水与锅炉循环水之间的热交换，见图1。其具体结构 如下一种采用加热泵的陆地水槽式养鱼场专用热交换系统，包括原水加热槽14，设 置在原水加热槽14中的XL管体18，与XL管体18连接的锅炉16，还包括与原水加热槽 14通过管线连接的多个陆地养鱼槽22，与陆地养鱼槽22连接的废水存储水箱24，与废水 存储水箱24连接的加热泵装置，加热泵装置还与排水管线42连接。加热泵装置包括蒸发器37和置于外罩57中的压缩机3、冷凝器4、膨胀阀6，蒸 发器37、压缩机3、冷凝器4和膨胀阀6通过冷媒管线形成循环系统，蒸发器37与废水 存储水箱24通过管线连接。废水存储水箱24还连接原水补充管线25，当废水存储水箱24中的废水不足时，可通过原水补充管线24用原水补足水量。废水存储水箱24与加热泵装置之间的废水输入管线上设置有阀门一 32，加热泵 装置与排水管线42连接的输出废水管线上设置有阀门二33和阀门三35，废水输入管线与 输出废水管线之间的连接管线一 38上设置有阀门四31，连接管线一 38与废水输入管线的 连接处设置在阀门一 32上游；与输出废水管线的连接处设置在阀门二 33和阀门三35之 间；废水输入管线与排水管线42之间的连接管线二 39上设置有阀门五34，连接管线二 39与输出废水管线的连接处设置在阀门一 32下游，与排水管线42的连接处设置在废水输 出管线与排水管线42连接处的下游。由于加热泵装置是以废水为热源，蒸发器使用一段 时间后会产生污垢，通过关闭阀门一 32和阀门三35，打开阀门二 33、阀门四31和阀门 五34，可以产生原水逆流从而有效清除蒸发器和管线内的残渣和污垢。以海水作为原水为例说明本实用新型的热交换系统的工作流程，可见图2。海水在经过过滤器11过滤后，流入原水储藏水槽12中进行储藏。假设温度大 约为10°c的海水通过阀门13开闭由原水储藏水槽12流入原水储藏槽14。原水储藏槽14 内设的XL管体18与锅炉16连接，锅炉16为直燃式。锅炉16中加热的水的温度约为 60热水通过XL管体18向原水储藏槽14中的海水提供热能，原水储藏槽14中的海 水温度可以加温到约25V左右。原水储藏槽14中的热水通过阀门进入多个陆地养鱼槽 22，陆地养鱼槽22的海水温度可维持在大约18°C左右。由于陆地养鱼槽22中的水需要定期更换，换水一般为2小时一次，而排掉的废 水还保持一定温度，现有技术对废水的余热未能回收利用。本实用新型则将陆地养鱼槽22排除的废水经过回收过滤器23的过滤送入废水存 储水箱24中，废水存储水箱24的温度大约为15-17°C，具有一定温度的废水通过水泵26 流入蒸发器37中。首先开启阀门一 32、阀门二 33、阀门三35并关闭阀门四31、阀门五34。废水 存储水箱24中的废水会通过水泵26经过阀门32流入蒸发器37中，与蒸发器37中的冷 媒进行热交换后，再通过阀门二 33和阀门三35流经排水管线42排除。蒸发器37中冷媒吸收热量通过蒸发方式变成低温低压的冷媒气体，吸入压缩机 3中，压缩机3对冷媒压缩后释放出高温高压冷媒气体并传到冷凝器4中，冷凝器4与锅 炉16中的循环水进行热交换，高温高压冷媒气体释放热量后成为冷媒液体，再经膨胀阀 6的减压为低温低压冷媒液体，重新进入蒸发器37中形成循环。加热泵装置的基本结构 可见图3.而锅炉16中的循环水获得冷凝器4中冷媒的热量后，相当于回收了废水的热量 进行了预加热，经过这样预加热的锅炉循环水通过管线5继续回到锅炉16中进行加热， 减少了锅炉16燃料的消耗。由于废海水要进入蒸发器37中，使用一段时间后蒸发器会产生污垢，为了避免 这一问题，则通过一组阀门的开闭设计形成海水的逆流来有效清除管体内残余的残渣和 污垢。关闭阀门一 32、阀门三35，并打开阀门四31、阀门二 33、阀门五34。这样一 来，废水通过水泵26后，经过阀门31和阀门33，通过蒸发器37内部的管道和阀门34后 进入排水管线后排出，经多次逆流冲刷，则污垢和残渣就可以被冲刷去除。蒸发器37由可以抵御海水腐蚀的钛钢及管体热交换机等部分组成，压缩机3和凝缩器4置于外罩57内部。这些内容在现有技术中都有记载，如韩国专利登记号490,927 的专利文件中。锅炉16中加热的淡水的温度约为60摄氏度左右，热水通过XL管体18向 原水加热槽14提供热能，原水加热槽14中的海水原水温度差不多可以达到约25°C左右。 经过原水加热槽14流出的XL管体18中的淡水温度可通过回收管线19回到锅炉16，在 回到锅炉16后可以达到35°C左右，温度上升后会自动进行循环。回收管线19中设有水 泵20和阀门21。通过加热泵中的压缩机3压缩冷媒后在冷凝器4释放热量。而释放出的热量将 用于与锅炉16循环水的预加热。对锅炉16循环水进行预热后，流入锅炉16的循环水可 以通过锅炉补充相应的热量，送到原水储藏槽14中。通过加热泵装置可以回收现有技术中被直接排除的废水中的余热，减少了锅炉 16的燃料消耗。
权利要求1.一种采用加热泵的陆地水槽式养鱼场专用热交换系统，包括原水加热槽，设置在 原水加热槽中的管体，与管体连接的锅炉，与原水加热槽通过管线连接的多个陆地养鱼 槽，其特征在于还包括与陆地养鱼槽连接的废水存储水箱，与废水存储水箱连接的加热 泵装置，与加热泵装置连接的排水管线。
2.根据权利要求1所述的采用加热泵的陆地水槽式养鱼场专用热交换系统，其特征在 于所述的加热泵装置包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀；蒸发器、压缩机、冷凝器 和膨胀阀通过冷媒管线形成循环系统，蒸发器与废水存储水箱通过管线连接。
3.根据权利要求2所述的采用加热泵的陆地水槽式养鱼场专用热交换系统，其特征在 于所述废水存储水箱还连接原水补充管线。
4.根据权利要求3所述的采用加热泵的陆地水槽式养鱼场专用热交换系统，其特征 在于所述废水存储水箱与加热泵装置之间的连接是通过废水输入管线，废水输入管线上 设置有阀门一，加热泵装置与排水管线之间的连接是通过输出废水管线，输出废水管线 上设置有阀门二和阀门三，废水输入管线与输出废水管线之间也设置有连接管线和阀门 四，废水输入管线与排水管线之间设置有连接管线和阀门五。
5.根据权利要求4所述的采用加热泵的陆地水槽式养鱼场专用热交换系统，其特征在 于所述废水输入管线与输出废水管线之间的连接管线与废水输入管线的连接处设置在阀 门一上游；与输出废水管线的连接处设置在阀门二和阀门三之间。
6.根据权利要求4所述的采用加热泵的陆地水槽式养鱼场专用热交换系统，其特征在 于所述废水输入管线与排水管线之间的连接管线与输出废水管线的连接处设置在阀门一 下游，与排水管线的连接处设置在输出废水管线与排水管线连接处的下游。
专利摘要本实用新型提供一种采用加热泵的陆地水槽式养鱼场专用热交换系统，包括原水加热槽，设置在原水加热槽中的XL管体，与XL管体连接的锅炉，与原水加热槽通过管线连接的多个陆地养鱼槽，还包括与陆地养鱼槽连接的废水存储水箱，与废水存储水箱连接的加热泵装置，与加热泵装置连接的排水管线。本实用新型的热交换系统，由于使用了加热泵装置对废水余热进行了回收，可以将锅炉循环水预先加热到一定温度，再由锅炉加热到合适的温度，减少了陆地养鱼场锅炉燃料的支出，降低了养鱼成本。与现有技术的纯锅炉加热方式相比，本实用新型的热交换系统可以提升水槽温度约3-4℃，节约30～40％左右的生产成本。
文档编号F25B30/06GK201797865SQ20092022811
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月15日 优先权日2009年9月15日
发明者王华文 申请人:湖北东橙新能源科技有限公司