专利名称：用于控制养殖池温度恒定的水环热泵装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种养殖池恒温系统，尤其涉及一种具有水换热泵装置的养殖池 恒温系统。
背景技术：
海水养殖需要一定的条件，其中控制水温是一项关键技术，例如对虾、贝类育苗要 求水温在22°C 25左右；而冷水鱼类，如大菱鲆等要求水温于20°C。一般情况下，3、4月份 是扇贝和对虾的育苗季节，我国北方的近海水温约为10°C，需要给海水升温。而在夏季的某 些时间，水温约25°C，对冷水鱼类，需要降温。而且还需要流动的海水。对于海水养殖水温 恒定的需要，目前通常是对养殖池建立海水循环系统，将池中的海水不断排出，补充新鲜的 海水。在补充新鲜海水的过程中，对海水进行加热或降温，之后送入养殖池中。加热时采用 锅炉，由于养殖池很大，需要的循环海水量也很大，加热补充海水需要消耗大量的能源。同 时在养殖区采用锅炉，会造成环境的污染，恶化当地的生态环境，严重时还会造成一些海洋 生物物种的消失。另外，现有技术中提供的养殖池温度控制系统采用的是耐腐蚀的蒸发器和冷凝 器，造成成本过高，不利于实际推广应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在于提供一种经济、不污染环境，运行费用低的新 的养殖池恒温系统，以克服现有技术中不足。为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于控制养殖池温度恒定的水环热泵装 置，其特征在于包括装有换热介质的水环热设备、第一换热器、第二换热器、第一循环泵、 第二循环泵和运输换热介质的管路，其中所述第一换热器和第一循环泵位于所述水环热设 备的一侧，所述第二换热器和第二循环泵位于所述水环热设备的另一侧。其中，本发明中的水环热设备优选为水环热泵机组。其中，本发明中通过将所述水环热设备设定为加热模式或者制冷模式，从而调节 新鲜的海水和从养殖池排出的海水的热量。其中，本发明中的所述第一换热器用于换热介质与新鲜的海水之间的热量交换， 第二换热器用于换热介质与养殖池中排出的海水之间的热量交换，第一循环泵和第二循环 泵用于换热介质在水环热泵装置中的流动。其中，本发明中所述换热介质优选为乙二醇，选用该介质可以满足水环热设备的 最低进水温度为-4°C。其中，本发明中在所述第一换热器和所述第一循环泵之间设置有第一阀门，在所 述第二换热器和第二循环泵之间设置有第二阀门，所述第一阀门和第二阀门用于控制所述 换热介质的运输管路路径，当不需第一换热器对新鲜的海水进行热量交换的时候，将第一 阀门打开，当需要第一换热器对新鲜的海水进行热量交换的时候，将第一阀门关闭，当不需第二换热器对养殖池排出的海水进行热量交换的时候，将第二阀门打开，当需要第二换热 器对养殖池排出的海水进行热量交换的时候，将第二阀门关闭。本发明还提供了一种养殖池恒温系统，其特征在于包括上述的水环热泵装置、换 水热回收装置、海水循环管路和养殖池。其中，本发明中所述换水热回收装置优选为热回收板式换热器。其中，本发明中所述海水循环管路包括新鲜海水补充管路、用于将海水补充入所 述养殖池的海水补充泵、第一过滤器、第二过滤器、排水管路、用于将所述养殖池中的海水 排出的海水排水泵、第三阀门和第四阀门，所述海水补充管路进口与大海相连，出口与所述 养殖池相连，所述第一过滤器设置在所述海水补充管路靠近大海的一端并且进口端朝向大 海，所述第一过滤器的出口端通过所述海水补充管路与所述海水补充泵的进口相连，所述 海水补充泵的出口通过所述海水补充管路与所述换水热回收装置的进口相连，所述换水热 回收装置的出口通过所述海水补充管路与所述第一换热器相连，所述排水管路的进口与所 述养殖池相连，所述排水管路的出口与大海相连，所述第二过滤器设置在所述排水管路的 靠近所述养殖池的一端并且进口端朝向养殖池，所述第二过滤器的出口通过所述排水管路 与所述海水排水泵的进口相连，所述海水排水泵的出口通过所述排水管路与所述第三阀门 的进口相连，所述第三阀门的出口通过所述排水管路与所述换水热回收装置的进口相连， 所述换水热回收装置的出口通过排水管路与第四阀门的进口相连，第四阀门的出口与所述 第二换热器的进口相连，所述第二换热器的出口通过所述排水管路与大海相连，所述水环 热设备靠近所述第二换热器的一端的出口通过所述运输换热介质的管路与所述第二循环 泵的进口相连，所述第二循环泵的出口通过所述运输换热介质的管路与所述第二换热器的 进口相连，所述第二换热器的出口通过所述运输换热介质的管路与所述水环热设备靠近所 述第二换热器的一端的进口相连，所述水环热设备靠近所述第一换热器的一端的出口通过 所述运输换热介质的管路与所述第一循环泵的进口相连，所述第一循环泵的出口通过所述 运输换热介质的管路与所述第一换热器的进口相连，所述第一换热器的出口通过所述运输 换热介质的管路与所述水环热设备靠近所述第一换热器的一端的进口相连。其中，本发明中的海水排水泵用于使海水排出管路中的养殖池中的海水排入大海 中，海水补充泵用于使新鲜的海水注入养殖池中，所述海水排水泵和所述海水补充泵优选 以锌棒为阳极采用牺牲阳极法制备，用于防止海水腐蚀。其中，本发明中的第一过滤器用于使新鲜的海水进入养殖池前去除杂质，第二过 滤器用于将养殖池中的海水排入大海前去除杂质，换热水回收装置用于使新鲜的海水和养 殖池排出的海水进行第一次热交换，以实现对排出废热的回收利用。其中，本发明中的养殖池恒温系统的海水循环管路在靠近第一换热器一侧优选具 有一第五阀门，当不需要第一换热器对新鲜的海水进行换热，可以打开第五阀门，使新鲜的 海水漏过第一换热器直接进入养殖池中，海水循环管路在排水管线上优选还设置有一第六 阀门，这个阀门通常是关闭的，在特殊情况下，如清洗养殖池时需要直排，打开第六阀门，关 闭第三阀门，可以将养殖池中的海水直接排入大海中。本发明还提供了一种采用上述的养殖池恒温系统控制养殖池温度恒定的方法，其 特征在于新鲜海水补充的过程为
第一步，新鲜的海水通过所述海水循环管路进入所述换水热回收装置进行第一次 换热从而预加热所述海水；第二步，从所述换水热回收装置出来经过换热的新鲜海水在所述水环热设备中进 行第二次换热，使所述海水的温度达到所述养殖池需要的温度；第三步，所述经过第二次热交换的新鲜海水进入所述养殖池中；所述第一步中的所述换水热回收装置的热量来自于所述排水管路中的海水的热 量；海水排出的过程为第一步，养殖池中排出的海水通过海水循环管路进入所述换水热回收装置，对在 换水热回收装置中的新鲜的海水进行第一次换热；第二步，从所述换水热回收装置出来经过换热的养殖池中排出的海水在所述水环 热设备中进行第二次换热；第三步，所述经过第二次热交换的养殖池排出的海水进入大海中；所述海水补充的过程中，第二步中的所述水环热设备根据所述养殖池中温度的需 要设定为制冷或加热模式，从而调节养殖池中温度。本发明进一步还提供了一种采用上述的养殖池恒温系统控制养殖池温度恒定的 方法，其特征在于新鲜海水补充的过程为第一步，新鲜的海水在所述新鲜海水补充管路中经过所述第一过滤器、所述海水 补充泵进入所述换水热回收装置，在所述换水热回收装置中与来自于所述排水管路的从所 述养殖池排出的海水进行第一次热交换，从而预加热所述新鲜的海水；第二步，经过预加热的所述新鲜的海水进入所述水环热设备中的所述第一换热器 进行第二次热交换，通过控制所述水环热设备为加热模式或制冷模式调节交换的热量；第三步，所述经过第二次热交换的新鲜海水进入所述养殖池中；海水排出的过程为第一步，所述养殖池中的排出的海水在所述排水管路中经过所述第二过滤器、所 述海水排水泵以及打开的所述第三阀门进入所述换水热回收装置，在所述换水热回收装 置中与来自所述海水补充管线的新鲜的海水进行第一次热交换，从而预加热所述新鲜的海 水；第二步，经过热交换的所述养殖池排出的海水进入所述水环热设备中的所述第一 换热器进行第二次热交换，通过控制所述水循环设备为加热模式或制冷模式调节交换的热 量；第三步，经过第二次热交换的排出的海水经所述排水管路排到大海中。本发明还提供了上述的水环热泵装置在控制养殖池温度恒定的应用。本发明还提供了上述的养殖池恒温系统在控制养殖池温度恒定的应用。本发明还提供了上述的水环热泵装置在水产养殖中的应用。本发明还提供了采用上述的养殖池恒温系统在水产养殖中的应用。
本发明还提供了采用上述的水环热泵装置养殖海洋生物的方法。
本发明还提供了采用上述的养殖池恒温系统养殖海洋生物的方法。
本发明通过水环热泵装置达到恒温的目的，仅消耗少量的电能，可以节约能源，而 且不需要燃煤、油或气，不会对环境造成污染，这样就可以实现利用海水实现加热或降温， 采用水环热泵装置和换水热回收装置的两次换热而不采用耐腐蚀的蒸发器和冷凝器，减少 了设备的初投资，便于实际推广应用。
图1为本发明实施例养殖池恒温系统的原理图；
具体实施例方式以下结合附图和实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技 术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。如图1所示，养殖池恒温系统包括水环热泵装置、热回收板式换热器9和海水循环 管路，其中水换热泵装置包括装有换热介质乙二醇的水环热泵机组12、第一换热器10、第 二换热器7、第一乙二醇循环泵11、第二乙二醇循环泵13和运输换热介质乙二醇的管路，其 中所述第一换热器10和第一循环泵11位于所述水环热泵机组12的一侧，所述第二换热器 7和第二循环泵13位于所述水环热泵机组12的另一侧。所述海水循环管路包括新鲜海水补充管路2、用于将海水补充入所述养殖池1的 海水补充泵3、第一过滤器15、第二过滤器16、排水管路5、用于将所述养殖池中的海水排出 的海水排水泵6、第三阀门8和第四阀门14，所述海水补充管路2进口与大海相连，出口与 所述养殖池1相连，所述第一过滤器15设置在所述海水补充管路2靠近大海的一端并且进 口端朝向大海，所述第一过滤器15的出口端通过所述海水补充管路2与所述海水补充泵3 的进口相连，所述海水补充泵3的出口通过所述海水补充管路2与所述热回收板式换热器9 的进口相连，所述热回收板式换热器9的出口通过所述海水补充管路2与所述第一换热器 10相连，所述排水管路5的进口与所述养殖池1相连，所述排水管路5的出口与大海相连， 所述第二过滤器7设置在所述排水管路5的靠近所述养殖池1的一端并且进口端朝向养殖 池，所述第二过滤器7的出口通过所述排水管路5与所述海水排水泵6的进口相连，所述海 水排水泵6的出口通过所述排水管路5与所述第三阀门8的进口相连，所述第三阀门8的 出口通过所述排水管路5与所述热回收板式换热器9的进口相连，所述热回收板式换热器 9的出口通过排水管路5与第四阀门4的进口相连，第四阀门4的出口与所述第二换热器7 的进口相连，所述第二换热器7的出口通过所述排水管路5与大海相连，所述水环热设备靠 近所述第二换热器7的一端的出口通过所述运输换热介质乙二醇的管路与所述第二循环 泵13的进口相连，所述第二循环泵13的出口通过所述运输换热介质乙二醇的管路与所述 第二换热器7的进口相连，所述第二换热器7的出口通过所述运输换热介质乙二醇的管路 与所述水环热设备靠近所述第二换热器7的一端的进口相连，所述水环热设备靠近所述第 一换热器10的一端的出口通过所述运输换热介质乙二醇的管路与所述第一循环泵11的进 口相连，所述第一循环泵11的出口通过所述运输换热介质乙二醇的管路与所述第一换热 器10的进口相连，所述第一换热器10的出口通过所述运输换热介质乙二醇的管路与所述 水环热设备靠近所述第一换热器10的一端的进口相连。当需要加热时，通过改变水环热泵机组中四通阀的方向，将水环热泵机组12设定为加热模式，第三阀门8打开，养殖池1排出海水的过程为养殖池排出的海水经过第二过 滤器16过滤，在海水排水泵6的作用下经过第三阀门8进入热回收板式换热器9中，在热 回收板式换热器9中与新鲜的海水进行热量交换，经过热量交换的养殖池1排出海水经过 第四阀门4进入到第二换热器7中，在水环热泵机组12的加热模式下与换热介质乙二醇进 行换热，随后排入大海中。新鲜海水补充的过程为新鲜的海水经过第一过滤器15过滤，在海水补充泵3的 作用下进入热回收板式换热器9，在热回收板式换热器9中新鲜的海水与海水排出过程中 的排出的养殖池1中海水进行热量交换，实现对排出废热的回收利用，此次换热过程是一 个预换热过程，使新鲜的海水的温度接近养殖池中需要的温度，随后经过第一次换热的新 鲜的海水进入水环热泵机组12的第一换热器10中，在水环热泵机组12的加热模式下与换 热介质乙二醇进行换热，达到养殖池1所需要的温度，随后进入养殖池中。当需要降温时，通过改变水环热泵机组中四通阀的方向，将水环热泵机组12设定 为制冷模式，第三阀门8打开，养殖池1排出海水的过程为养殖池排出的海水经过第二过 滤器16过滤，在海水排水泵6的作用下经过第三阀门8进入热回收板式换热器9中，在热 回收板式换热器9中与新鲜的海水进行热量交换，经过热量交换的养殖池1排出海水经过 第四阀门4进入到第二换热器7中，在水环热泵机组12的制冷模式下与换热介质乙二醇进 行换热，随后排入大海中。新鲜海水补充的过程为新鲜的海水经过第一过滤器15过滤，在海水补充泵3的 作用下进入热回收板式换热器9，在热回收板式换热器9中新鲜的海水与海水排出过程中 的排出的养殖池1中海水进行热量交换，实现对排出废热的回收利用，此次换热过程是一 个预换热过程，使新鲜的海水的温度接近养殖池中需要的温度，随后经过第一次换热的新 鲜的海水进入水环热泵机组12的第一换热器10中，在水环热泵机组12的制冷模式下与换 热介质乙二醇进行换热，达到养殖池1所需要的温度，随后进入养殖池中。养殖池恒温系统的海水循环管路在靠近第一换热器10 —侧具有一第五阀门14， 当不需要第一换热器10对新鲜的海水进行换热，可以打开第五阀门14，使新鲜的海水漏过 第一换热器10直接进入养殖池1中，海水循环管路在排水管路5上优选还设置有一第六 阀门18，这个阀门通常是关闭的，在特殊情况下，如清洗养殖池时需要直排，打开第六阀门 18，关闭第三阀门8，可以将养殖池1中的海水直接排入大海中。所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品 和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情 况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任 何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等 效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，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、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种用于控制养殖池温度恒定的水环热泵装置，其特征在于包括装有换热介质的 水环热设备、第一换热器、第二换热器、第一循环泵、第二循环泵和运输换热介质的管路，其 中所述第一换热器和第一循环泵位于所述水环热设备的一侧，所述第二换热器和第二循环 泵位于所述水环热设备的另一侧。
2.如权利要求1所述的水环热泵装置，其特征在于所述换热介质为乙二醇。
3.如权利要求1或2所述的水环热泵装置，其特征在于在所述第一换热器和所述第 一循环泵之间设置有第一阀门，在所述第二换热器和第二循环泵之间设置有第二阀门，所 述第一阀门和第二阀门用于控制所述换热介质的运输管路路径。
4.一种养殖池恒温系统，其特征在于包括如权利要求1至3所述的水环热泵装置、换 水热回收装置、海水循环管路和养殖池。
5.如权利要求4所述的养殖池恒温系统，其特征在于所述换水热回收装置为热回收 板式换热器。
6.如权利要求4或5所述的养殖池恒温系统，其特征在于所述海水循环管路包括新 鲜海水补充管路、用于将海水补充入所述养殖池的海水补充泵、第一过滤器、第二过滤器、 排水管路、用于将所述养殖池中的海水排出的海水排水泵、第三阀门和第四阀门，所述海水 补充管路进口与大海相连，出口与所述养殖池相连，所述第一过滤器设置在所述海水补充 管路靠近大海的一端并且进口端朝向大海，所述第一过滤器的出口端通过所述海水补充管 路与所述海水补充泵的进口相连，所述海水补充泵的出口通过所述海水补充管路与所述换 水热回收装置的进口相连，所述换水热回收装置的出口通过所述海水补充管路与所述第一 换热器相连，所述排水管路的进口与所述养殖池相连，所述排水管路的出口与大海相连，所 述第二过滤器设置在所述排水管路的靠近所述养殖池的一端并且进口端朝向养殖池，所述 第二过滤器的出口通过所述排水管路与所述海水排水泵的进口相连，所述海水排水泵的出 口通过所述排水管路与所述第三阀门的进口相连，所述第三阀门的出口通过所述排水管路 与所述换水热回收装置的进口相连，所述换水热回收装置的出口通过排水管路所述第四阀 门的进口相连，所述第四阀门的出口与所述第二换热器的进口相连，所述第二换热器的出 口通过所述排水管路与大海相连，所述水环热设备靠近所述第二换热器的一端的出口通过 所述运输换热介质的管路与所述第二循环泵的进口相连，所述第二循环泵的出口通过所述 运输换热介质的管路与所述第二换热器的进口相连，所述第二换热器的出口通过所述运输 换热介质的管路与所述水环热设备靠近所述第二换热器的一端的进口相连，所述水环热设 备靠近所述第一换热器的一端的出口通过所述运输换热介质的管路与所述第一循环泵的 进口相连，所述第一循环泵的出口通过所述运输换热介质的管路与所述第一换热器的进口 相连，所述第一换热器的出口通过所述运输换热介质的管路与所述水环热设备靠近所述第 一换热器的一端的进口相连。
7.采用权利要求4至6所述的养殖池恒温系统控制养殖池温度恒定的方法，其特征在于新鲜海水补充的过程为第一步，新鲜的海水通过所述海水循环管路进入所述换水热回收装置进行第一次换热 从而预加热所述海水；第二步，从所述换水热回收装置出来经过换热的海水在所述水环热设备中进行第二次换热，使所述海水的温度达到所述养殖池需要的温度。所述第一步中的所述换水热回收装置的热量来自于所述排水管路中的海水的热量； 海水排出的过程为第一步，所述养殖池中排出的海水通过海水循环管路进入所述换水热回收装置，对在 换水热回收装置中的新鲜的海水进行第一次换热；第二步，从所述换水热回收装置出来经过换热的养殖池中排出的海水在所述水环热设 备中进行第二次换热；第三步，所述经过第二次热交换的养殖池排出的海水进入大海中； 所述海水补充侧的过程中，第二步中的所述水环热设备根据所述养殖池中温度的需要 设定为制冷或加热模式，从而调节养殖池中温度。
8.采用权利要求4至6任一项所述的养殖池恒温系统控制养殖池温度恒定的方法，其 特征在于新鲜海水补充的过程为第一步，新鲜的海水在所述新鲜海水补充管路中经过所述第一过滤器、所述海水补充 泵进入所述换水热回收装置，在所述换水热回收装置中与来自于所述排水管路的从所述养 殖池排出的海水进行第一次热交换，从而预加热所述新鲜的海水；第二步，经过预加热的所述新鲜的海水进入所述水环热设备中的所述第一换热器进行 第二次热交换，通过控制所述水环热设备为加热模式或制冷模式调节交换的热量； 第三步，所述经过第二次热交换的新鲜海水进入所述养殖池中； 海水排出的过程为第一步，所述养殖池中的排出的海水在所述排水管路中经过所述第二过滤器、所述海 水排水泵以及打开的所述第三阀门进入所述换水热回收装置，在所述换水热回收装置中与 来自所述海水补充管线的新鲜的海水进行第一次热交换，从而预加热所述新鲜的海水；第二步，经过热交换的所述养殖池排出的海水进入所述水环热设备中的所述第一换热 器进行第二次热交换，通过控制所述水循环设备为加热模式或制冷模式调节交换的热量； 第三步，经过第二次热交换的排出的海水经所述排水管路排到大海中。
9.如权利要求1至3任一项所述的水环热泵装置在水产养殖中的应用。
10.如权利要求4至6任一项所述的养殖池恒温系统在水产养殖中的应用。
全文摘要
本发明提供了一种用于控制养殖池温度恒定的水环热泵装置，其包括装有换热介质的水环热设备、第一换热器、第二换热器、第一循环泵、第二循环泵和运输换热介质的管路，其中所述第一换热器和第一循环泵位于所述水环热设备的一侧，所述第二换热器和第二循环泵位于所述水环热设备的另一侧。本发明通过水环热泵装置达到恒温的目的，仅消耗少量的电能，可以节约能源，而且不需要燃煤、油或气，不会对环境造成污染，这样就可以实现利用海水实现加热或降温，采用水环热泵装置和换水热回收装置进行的两次换热而不采用耐腐蚀的蒸发器和冷凝器，减少了设备的初投资，便于实际推广应用。
文档编号A01K63/06GK102124993SQ20111003386
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者李绪泉, 王刚, 胡松涛, 郭金山 申请人:青岛沃富地源热泵工程有限公司, 青岛理工大学