一种海水养殖污水源热泵载冷剂恒温冷热海水系统的制作方法

1.本实用新型属于清洁能源技术领域，具体涉及一种海水养殖污水源热泵载冷剂恒温冷热海水系统。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高和社会经济发展的需要，市场上的海产品的需求越来越大，需求的品味越来越高，人们可以方便地品尝到世界各地的海产品，人们一方面得益于进口海产品，另一方面，由于野生的海产品已经被限制捕捞，得益于本土的海水养殖。海水养殖是利用浅海、滩涂、港湾、围塘等海域进行饲养和繁殖海产经济动植物的生产方式，是人类定向利用海洋生物资源、发展海洋水产业的重要途径之一。近年来海水鱼类养殖产量呈逐年递增的发展态势。新的养殖技术和新的养殖品种不断推出，养殖领域进一步拓展，养殖业的规模化、集约化程度逐步提高。海水养殖的不同生物，其生存、生长的环境不同，尤其对海水温度的不同要求，对现代化养殖业的深入发展提出了挑战。海水养殖类生物，常见的有虾类、鱼类、蟹类和贝壳类，海虾的适宜生长的海水温度为20℃～28℃，大菱鲆鱼适宜生长的海水温度为15℃～18℃。目前养殖用海井水的温度，基本上是采用天然海水的自然温度。沿环渤海、黄海一带海域，海口养殖场的养殖业户们一户挨着一户地在浅滩搭建养殖棚，棚内建立标准化的养殖车间，在更靠近浅滩的不同地点，按需打几眼海水井，将打上来的海井水，储存在自家养殖棚的海水蓄水窖；海水井每日工作，给养殖池时时补水，产生溢流水来换水保持温度；同时，喂食，生物的排泄物，产生的微生物，会使养殖水中的氨氮硫化氢超标，氧气含量低，这就需要定时清扫养殖池底，大量排放养殖车间的污水污物，来保持水质，来提高养殖生物的生活质量和成活率。这种养殖方式，限定了养殖生物的生长周期：比如，海虾，其适宜生长的温度比较高，要保持海虾的成活率，养殖用海水最低在18℃以上，要使海虾长得快，养殖用海水在20℃~28℃之间，温度越高长得越快，但超过30℃就停止生长，自然条件海水温度，就限定了它的生长周期和海域；再比如，大菱鲆鱼其天然是深海冷水鱼，生长缓慢、养殖期要12月～18月，要面对四季温度变化不均衡造成冬夏两季不易生长、枯水期对海井水流量的限制等因素的影响，使其冬夏的温度过渡期容易生病，成活率不稳定：冬季时，某些海水养殖生物如大菱鲆鱼，在海水温度10℃以下开始代谢缓慢，出现不吃食、海水温度降到8℃，大菱鲆鱼开始冬眠、不生长，如果长期在低温下，如海水温度低于6℃～7℃，大菱鲆鱼会逐渐出现一定比例的死亡的状态；在夏季，海井水温度高于19℃，大菱鲆鱼开始生肠胃病，不敢喂食，海井水温度20℃时，代谢缓慢，不爱生长，海井水温度21℃～23℃，大菱鲆鱼会逐渐出现一定比例死亡。海水养鱼业主，目前依靠使用大流量水置换的方法，有限地调节养殖用水的温度，不能从根本解决因海水温度的影响，造成一定的经济损失。他们在思考和寻找可以帮助他们的高新技术企业，生产和制造一种或几种现代化的装置，使得养殖用海水温度可控温，不受自然界季节温度变化的限制。
3.现在海水养殖业已然发展为生态化养殖，锅炉烧水控温的方法已经被环保取缔，在节能环保领域，热泵系统被认为是提取利用热能方式中，最有效的节能方法，如近几年推
行的地源热泵系统及污水源热泵系统，其热源受环境温度波动的影响很小。然而，地源热泵系统即地下水源热泵及土壤源热泵系统常常受资源及环境因素影响，不能过度开发运用。目前，资源再利用，发展循环经济是经济社会发展的重大战略任务，海水养殖业每个业户，每天产生和排放大量的养殖废污水，养殖排放的废污水的热能有巨大资源潜力，因此如能有效地利用养殖排放的污水作为热源，形成污水源热泵系统，就可以最大限度避免资源浪费，并可取得更好的运行效果。
4.例如，依据某海水养殖生物，其生存温度范围为（7℃~23℃）及最适宜生长温度范围为（15℃~18℃），可由污水源热泵系统在冬季，将低温海井水（7℃~10℃）升温，制备热海水温度为（12℃~15℃）、在夏季，将高温海井水（21℃~23℃）降温，制备冷海水温度为（15℃~18℃）。这样，可以使得海水养殖生物，生长期增加了冬夏两季，从幼苗到出栏，都保持在适宜生长的海井水环境温度之下，增加生长时间，提高海水养殖生物的成活率，降低病死率，缩短单次出栏的生长周期，使得养殖业主可以多出栏，多创收，使得海水养殖行业，大大减少自然环境的影响和约束，走向现代化养殖的行列。


技术实现要素：

5.本实用新型回收利用海水养殖排放的污水余热的能量，作为热泵的污水源，由经载冷剂系统，对养殖用海水进行恒定温度调节，冬季制热运行给海水提温，夏季制冷运行给海水降温，将海水温度全年恒定在某个需要的范围，是一种海水养殖污水源热泵载冷剂恒温冷热海水系统。
6.本实用新型采用如下技术方案：
7.一种海水养殖污水源热泵载冷剂恒温冷热海水系统，包括海水养殖污水源热泵载冷剂机组、污水窖、污水换热器、海水换热器、恒温海水窖、养殖车间排放污水系统，所述海水养殖污水源热泵载冷剂机组包括机组污水出口、机组冷侧载冷剂出口、机组冷侧载冷剂入口、机组热侧载冷剂出口、机组热侧载冷剂入口、机组海水入口、机组海水出口，所述机组污水入口，经污水泵，与养殖车间排放污水系统相连，所述机组污水出口与污水窖相连，所述机组冷侧载冷剂出口与污水换热器入口相连，所述污水换热器出口与污水载冷剂泵相连，所述机组热侧载冷剂出口与海水换热器入口相连，所述海水换热器出口与海水载冷剂泵相连，所述机组海水入口，经海水泵，与新海水相连，所述机组海水出口与恒温海水窖相连。
8.进一步地，所述海水养殖污水源热泵载冷剂机组内部包括预热交换器、冷凝器、制冷压缩机、储液气液分离器、蒸发器、节流阀，所述制冷压缩机的出口与冷凝器制冷剂入口相连，所述冷凝器制冷剂出口与储液气液分离器液体入口相连，所述储液气液分离器液体出口与节流阀相连，所述节流阀出口与蒸发器制冷剂入口相连，所述蒸发器制冷剂出口与储液气液分离器气体入口相连，所述储液气液分离器气体出口与制冷压缩机入口相连。
9.进一步地，所述污水窖内设有污水搅拌器，所述恒温海水窖内设有海水搅拌器。
10.进一步地，所述机组污水入口与养殖车间排放污水系统之间设有污水泵，所述污水换热器出口与机组冷侧载冷剂入口之间设有污水载冷剂泵，所述机组海水入口经海水泵与新海水相连，所述海水换热器出口与机组热侧载冷剂入口之间设有海水载冷剂泵。
11.进一步地，所述污水窖内设有污水换热器，所述恒温海水窖内设有海水换热器，所
述污水换热器和海水换热器均为浸泡式非金属换热器，浸泡式非金属换热器的载冷剂流道为圆形。
12.进一步地，所述冷凝器、蒸发器均为板式换热器。
13.进一步地，所述污水载冷剂泵的出口经阀门s5及阀门s6并联后，分两路分别与海水养殖污水源热泵载冷剂机组的机组冷侧载冷剂入口、机组热侧载冷剂入口相连，所述海水养殖污水源热泵载冷剂机组的机组冷侧载冷剂出口经两路并联的阀门s2及阀门s3与与污水换热器相连，所述海水载冷剂泵出口经阀门s7、阀门s8并联后分两路与海水养殖污水源热泵载冷剂机组热侧载冷剂入口、机组冷侧载冷剂入口相连，所述机组冷侧载冷剂出口、机组热侧载冷剂出口经两路并联的阀门s1、阀门s4与海水换热器入口相连。
14.本实用新型具有高能效比及非常好的抗海水腐蚀的性能，可以依据不同海水养殖生物的生存温度范围，及最适宜生长的温度范围，定制出任何规格的海水养殖污水源热泵载冷剂机组，配合海水养殖污水源现场情况，规划整体系统方案，广泛地为海水养殖业，提供多方位的海水控温技术解决方案，供海水养殖长期使用。
15.以海水养殖大菱鲆鱼的适宜生长的海水温度为例，来设定本实用新型生产的海水温度。冬季，在渤海辽宁葫芦岛海域，自然界的海水温度，在12月开始降温，在1月初左右下降到15℃～14℃，当2月中下旬海水温度12℃～10℃，最低温度出现在3月，一般通常在7℃～8℃左右，在4月持续低温，5月逐渐回升，6月初到12℃以上。根据大菱鲆鱼的生活习性，常温新海水在降到接近12℃～10℃时，启动本实用新型。设定本实用新型冬季运行制热工况，关闭夏季阀门，打开冬季阀门，从2月中旬运行到6月，总计近4～5个月时间。随着海水温度的波动12℃～7℃～12℃，保持在12℃～15℃之间，即恒温热海水。夏季，在渤海辽宁葫芦岛海域，自然界的海水温度，在8月中下旬开始升高温到18℃～19℃，最高温度出现当9月，一般通常在21℃～23℃，持续高温，在10月开始从22℃～21℃下降，在11月中旬左右开始下降到18℃以下。根据大菱鲆鱼的生活习性，常温新海水在上升接近18℃～19℃时，启动本实用新型。设定本实用新型夏季运行制冷工况，关闭冬季阀门，打开夏季阀门，从8月中旬运行到11月初，近4～5个月时间。随着海水温度的波动18℃～23℃～18℃，保持在15℃～18℃～15℃之间，即恒温冷海水。
16.本实用新型要解决的技术问题：
17.1、污水源的最大化的利用。要建立合理的海水养殖排放的污水回收及余热转化系统，将污水100%全部回收并将能量高效转化，做到一不丢水（污水量），二不丢热（能量）。
18.海水养殖污水源非常充沛，一方面污水来自海水养殖车间日常换水，即通过长流水补充的新海水，经水位控制而产生的溢流，其总体换水量大但水流慢；另一方面污水来自清扫养殖车间整个养殖池子换水而产生，即通过刮污、清扫产生的漩涡流动，将池底污水污物排放，其总体换水量大同时水流量大。可见，海水养殖污水源的能量来自于海水养殖车间排放的养殖用废海水的能量。
19.使用本实用新型生产的恒温海水养殖，如冬季，新打上来的某常温海井水为8℃，经本实用新型直热提温，生产出14.5℃恒温海水，注入到养殖池，即养殖池内海水温度是14.5℃，为了保持养殖池内水温恒定，需要不间断给养殖池内补充本实用新型生产的14.5℃海水恒温，由于水位控制，养殖池则会产生溢流，则溢流水温度即污水源温度为14.5℃；另外清扫养殖池，则排放池内的养殖用恒温水温度即污水源温度为14.5℃。
20.对于小养殖车间，例如有30个养殖池，养殖池容水容积为6.5m*6.5m*0.3m，假设每天清扫排放的污水量估算为m1=30*6.5*6.5*0.3*1.2=456m3/d=，如果养殖车间补水量为30 m3/h，则溢流量30 m3/h,则30个养殖池每天溢流的污水量估算为m2=30*30=900 m3/d。则该养殖车间排放总污水量 m1+ m2=1356 m3/d=1356吨/d, 养殖车间每小时排放污水量约为m=70吨/h。
21.本实用新型，冬天将常温新海井水8℃加热到14.5℃，每小时加热70吨海水需要热量q2
22.q2=cm
∆
t =1*70*1000*（14.5
‑
8）℃=455000kcal(大卡)=529kw
ꢀ•
h
23.其中：c
‑
换热介质的比热容kcal/kg℃
24.m
‑
换热介质的质量kg
25.t
‑
换热介质的温度℃
26.·
如果该海水养殖排放的污水，没有流量的损失，没有温度的损失，
27.冬天，海水养殖车间排放回收14.5℃污水，提热后废污水降温到6℃，每小时从70吨污水的提取热量q1
28.q1= cm
∆
t =1*70*1000*（14.5
‑
6.0）=595000kcal=691kw
ꢀ•
h
29.则q1＞q2，可见污水源的热量可以保证本实用新型正常实施。
30.·
如果该海水养殖排放的污水，流量损失20%即污水量70*80%=56吨，同时温度损失1.5℃即海水养殖车间排放回收13℃污水，提热后废污水降温到6℃，每小时从56吨污水的提取热量q1＇
31.q1＇= cm＇
∆
t＇=1*56*1000*（13
‑
6）=392000kcal=456kw
ꢀ•
h
32.可见，q1＇＜q2，污水余热不够低温海水加热所需热量。
33.从以上数据分析，系统的设计要保证海水养殖排放污水不能丢量也不能丢热。技术措施为设立保温隔热的污水窖，最大容量地回收养鱼池排放的污水。
34.使用本实用新型生产的恒温海水养殖，夏季将海水降温，冬季将海水升温，养殖用海水可全年恒定在适宜海水养殖的生物生存、生长的温度，替代原有的依靠大流量自然海水养殖调节温度的方式，可节约原来的养殖使用水量，海水养殖业主原有蓄海水的水窖容积大，可利用其改造为污水窖和恒温海水窖，不再需要另外专门建造地下污水窖，节约用地资源。
35.2、本实用新型的用电设计，需参照海水养殖场的变压器限额，限定系统的用电量，需做到低电功输入，高能量输出，即实现高能效比。
36.基于这一点的现实问题，本实用新型换热过程：首先采用污水和海水，因温差存在而换热，再利用载冷剂与污水，设计温差存在而换热，及载冷剂与海水，设计温差存在而换热。之后，热泵制冷系统运行消耗的20%的电功使制冷系统循环，制冷剂与载冷剂换热，热源的载冷剂被降温，冷源的载冷剂被升温，连同热泵补偿运行的电能，一同转化为载冷剂的能量，符合热力学定律。这样，整个能量的转化的能效比高。
37.3、所有涉及的与污水/海水有关联的换热器，需具备高可靠性，具有强抗海水腐蚀功能，保证本实用新型的运行寿命。
38.热泵机组如果直接引入海水进到冷凝器和蒸发器换热，其两器需要专门防海水腐蚀材料制造。目前国内防腐换热器的技术，比较好的对海水防腐的金属换热器有钛管换热
器及不锈钢（铬镍钢）板式换热器。相对成本比较，板式换热器比钛管换热器更有优势；相对外形尺寸而言，板式换热器体积小，操作灵活，可以有效减小整个机组的外形尺寸；进一步地，板式换热器与铜管换热器比，有一定的防腐蚀优势。板式换热器的缺点是，其结构设计为了增强换热效果，板片间距小，容易被换热介质所含的微生物或泥沙堵塞，需要不定期的清洗和更换。由于冷凝器和蒸发器连接管路多，更换过程复杂，故考虑设计机组内不将海水直接引入冷凝器和蒸发器，而采用制冷剂和载冷剂换热的方式，来代替制冷剂和海水换热，就会大大提高板式换热器的可靠性和机组运行寿命。
39.为了提高对污水余热转换的效果，本实用新型热泵机组设计了预热交换器，其功能为常温新海水和养鱼池排放的污水进行预热交换，采用板式换热器来增强其对海水的抗腐蚀性能，因为其不予热泵机组制冷系统相连，故便于清洗和更换；另外，非金属换热器已经被实用新型，采用复合的非金属材料，其特点是在非金属换热板的制作过程中加入纳米导热材料，增大非金属材料的传热系数，增强非金属换热器的换热量，同时其专门的设计结构为换热板上流动介质的通道为圆形，比平板换热器具有更好的换热性能；该非金属换热器承压能力强，由高强度的非金属材料制成。采用该非金属换热器，其单元模块换热板组件，可根据所需换热面积的大小，灵活组合，重量轻，现场组装方便，又可拆卸，易清洗可以防堵、防冻、抗腐蚀、抗微生物。由于恒温海水和污水的循环量比较大，需要建立污水窖和恒温水窖蓄能蓄水，选用非金属换热器型的污水换热器和海水换热器，分别浸泡在污水窖和恒温水窖内，海水载冷剂及污水载冷剂在非金属换热器内不断地流动，与海水/污水进行恒温换热。
40.4、采取有效措施，提高非金属换热器与海水及污水的换热性能。在污水窖内，通常热污水和冷污水分层、温度不均的状态比较常见，在污水窖安置污水搅拌器，可以均匀水窖内水面上下冷热分层、温度不均的状态，增强污水与污水换热器内载冷剂的热交换效果，将污水的余热更充分回收；同理，在恒温海水窖安置海水搅拌器，使养殖使用海水与海水载冷剂的换热更充分。
41.本实用新型的优点与效果是：
42.1. 清洁型能源：本实用新型属于污水源热泵，装置中只涉及水泵及热泵机组的制冷压缩机补偿运行消耗少量电功，符合国家倡导的节能减排的新型环保产品的要求，是清洁型能源。
43.2. 一套装置通过设立阀门转换污水载冷剂和海水载冷剂的进入热泵换热器的路径，可以实现冬季给常温新海井水提温，夏季给常温新海井水降温自由地转换，生产恒温水，系统简单易操作，故障率低。
44.3. 污水源余热逐级回收能源综合利用率高：本实用新型利用回收海水养殖池排放的污水的余热作为能源，采用二级余热回收系统，其中余热回收转化的热能占本实用新型制造的制热量/制冷量95%，同普通的水源热泵相比，具有更高的能源转换价值，更节约自然水资源。
45.4. 高能效比：海水养殖排放的污水余热，一级热回收采用高效板式换热器“污水
‑
海水”因大温差而换热，不消耗电功率，污水二级热回收采用浸泡式非金属换热器“污水载冷剂
‑
污水”、“海水载冷剂
‑
海水”因大温差而换热，不消耗电功，两份热能一同产生 100%比例的能源，海水养殖污水源热泵载冷剂机组主机选用世界上最先进制造技术的制冷压缩
机，电机功率小，补偿本实用新型运行，给污水载冷剂和海水载冷剂进行温度调节，即给冷源载冷剂升温，给热源载冷剂降温，消耗4.97%能量，达到给海水调节温度的目的，具有其他燃气锅炉，电锅炉都无法超越的热转化效率性能。
46.5. 高抗海水腐蚀性能：本实用新型涉及与海水进行热交换的有预热交换器、海水换热器和污水换热器，其中预热交换器采用铬镍钢材质的板式换热器，海水换热器、污水换热器采用具有特制的非金属换热器，同时热泵机组冷凝器、蒸发器和载冷剂进行热交换也采用铬镍钢材质的板式换热器，所以本实用新型具有高的抗海水腐蚀性能，增加了本实用新型的可靠性和运行寿命，降低了因海水腐蚀经常更换系统中的换热器而造成的维修成本。
47.6.本实用新型的污水源热泵载冷剂机组的制造成本低。由于采用载冷剂系统与机组制冷系统换热，机组的冷凝器和蒸发器采用市场流行的板式换热器，代替抗腐蚀的钛管换热器，大大降低热泵机组的制造成本。
48.7.本实用新型的污水源热泵机组结构紧凑，占地面积小。机组的主机采用立式压缩机，换热器采用板式换热器，使得整机内部结构紧凑，外形尺寸小，占地面积小。
49.8. 本实用新型可实现自用控制，通过采集水温、水压、水流量，制冷剂温度、制冷剂压力、制冷剂流量，载冷剂温度、载冷剂压力等信号，显示、分析、报警、调节和控制系统的运行。
50.9. 便于科技成果转化：本实用新型的应用，便于在原有的海水养殖棚户场所现场改造：将现有的常温新海水窖（高位水窖），中间隔开，一侧做为污水窖回收存储污水，并在内通过非金属换热器和污水载冷剂进行热交换；另一侧做为恒温海水窖，通过非金属换热器和海水载冷剂进行热交换，生产和存储恒温海水，基础设施不增加，工程开展不受场地的限制，容易推广。
51.10.推进海水养殖行业向科技现代化发展：本实用新型改变海水养殖过度依赖自然环境人工养殖的方式，带动海水养殖业主走出因自然海水冬季温度过低，夏季温度过高而造成的困境，不受养殖用水的温度限制，带动海水养殖业向多品种多元化养殖发展。
附图说明
52.图1为海水养殖污水源热泵载冷剂恒温冷热海水系统原理图
53.图2为海水养殖污水源热泵载冷剂恒温冷热海水系统机组原理图；
54.图3为海水养殖污水源热泵载冷剂恒温冷热海水系统冬季机房机组冷热载冷剂阀门转换示意图；
55.图4为海水养殖污水源热泵载冷剂恒温冷热海水系统夏季机房机组冷热载冷剂阀门转换示意图。
56.图中部件： 1、海水养殖污水源热泵载冷剂机组；2、污水载冷剂泵；3、污水泵；4、污水窖；5、污水换热器；6、污水搅拌器；7、海水搅拌器；8、海水换热器；9、恒温海水窖；10、海水泵；11、海水载冷剂泵；12、供养殖车间恒温水系统；13、养殖车间；14、养殖车间排放污水系统；15、预热交换器；16、冷凝器；17、制冷压缩机；18、储液气液分离器；19、蒸发器；20、节流阀；21、箱体；22、机组污水入口；23、机组污水出口；24、机组冷侧载冷剂出口；25、机组冷侧载冷剂入口；26、机组热侧载冷剂出口；27、机组热侧载冷剂入口；28、机组海水入口；29、机
组海水出口。
57.图2中a为高温侧制冷剂、b为低温侧制冷剂、c为热侧载冷剂、d为冷侧载冷剂。图3中a、a1为污水载冷剂、b、b1为海水载冷剂。图4中a、a1为污水载冷剂、b、b1为海水载冷剂。
具体实施方式
58.下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步解释。
59.一种海水养殖污水源热泵载冷剂恒温冷热海水系统，包括海水养殖污水源热泵载冷剂机组、载冷剂系统、污水系统、恒温海水系统，所述海水养殖污水源热泵载冷剂机组1包括：预热交换器15、冷凝器16、制冷压缩机17、储液气液分离器18、蒸发器19、节流阀20，所述制冷压缩机17的出口与冷凝器16制冷剂入口相连，所述冷凝器16制冷剂出口与储液气液分离器18液体入口相连，所述储液气液分离器18液体出口与节流阀20相连，所述节流阀20出口与蒸发器19制冷剂入口相连，所述蒸发器19制冷剂出口与储液气液分离器18气体入口相连，所述储液气液分离器18气体出口与制冷压缩机17入口相连。所述预热交换器海水入口28与海水泵10相连，所述预热交换器海水出口29与恒温海水窖9的海水入口相连，所述预热交换器污水入口22与污水泵3相连，所述预热交换器污水出口23与污水窖4污水入口相连。所述污水系统包括养殖车间污水排放系统包括污水泵3、预热交换器15污水侧、污水窖4、污水搅拌器6、废污水排放系统等，所述载冷剂系统包括污水载冷剂泵2、污水换热器5、海水载冷剂泵11、海水换热器8、冷凝器16载冷剂侧、蒸发器19载冷剂侧。所述恒温海水系统包括海水泵10、预热交换器15、恒温海水窖9、海水搅拌器7、供养殖用恒温海水系统12等。所述污水换热器5出口与污水载冷剂泵2相连；所述海水换热器8出口与海水载冷剂泵11相连，所述机组冷侧载冷剂出口24经阀门s2与污水换热器5相连、同时；经阀门s1与海水换热器8并联，所述机组热侧载冷剂出口26经阀门s4与海水换热器8相连、同时；经阀门s3与污水换热器5相连，所述污水换热器5出口与污水载冷剂泵2相连；所述海水换热器8出口与海水载冷剂泵11相连，所述机组海水入口28与海水泵10相连，所述污水载冷剂泵2经阀门s6与机组冷侧蒸发器载冷剂入口25相连、同时；经阀门s5与机组热侧冷凝器载冷剂入口27并联，所述海水载冷剂泵11经阀门s8与机组热侧载冷剂入口27相连、同时；经阀门s7与机组冷侧蒸发器载冷剂入口25并连，所述机组污水入口22经污水泵3与养殖车间污水排放系14相连，所述机组污水出口23与污水窖4相连，所述机组海水入口28与海水泵10相连，所述机组海水出口29与恒温海水窖9相连，所述恒温海水窖9的恒温海水出口与供养殖用恒温海水系统12相连。
60.在冬季给海水升温：关闭阀门s5所述污水载冷剂泵2出口经s6与机组冷侧蒸发器载冷剂入口25与相连，关闭阀门s1,所述机组冷侧蒸发器载冷剂出口24经阀门s2与污水换热器5入口相连，关闭阀门s7所述海水载冷剂泵11出口经阀门s8与机组热侧冷凝器载冷剂入口27相连，关闭阀门s3所述机组热侧冷凝器载冷剂出口26经阀门s4与海水换热器8入口相连。在夏季给海水降温：关闭阀门s8所述海水载冷剂泵11出口经阀门s7与机组冷侧蒸发器载冷剂入口25相连，关闭阀门s2所述机组冷侧蒸发器载冷剂出口24经阀门s1与海水换热器8入口相连，关闭阀门s6所述污水载冷剂泵2出口经阀门s5与机组热侧冷凝器载冷剂入口27相连，关闭阀门s4所述机组热侧冷凝器载冷剂出口26经阀门s3与污水换热器5入口相连。即所述一套恒温系统具有两项功能，一套机组，通过转换海水载冷剂泵后及污水载冷剂泵后载冷剂与在机组换热器的连接方式实现：在冬季，污水载冷剂为机组冷侧蒸发器的热源，
且海水载冷剂为机组热侧冷凝器的冷源进将低品位的热源转化为高品位的热源，海水载冷剂而获得能量的提升，使得恒温海水窖内的海水因温差而升温制热；在夏季，污水载冷剂为机组热侧冷凝器的冷源，且海水载冷剂为机组冷侧蒸发器的热源使制冷剂蒸发而释放能量，从而使得海水载冷剂降温，为恒温海水窖内的海水因温差而降温制冷。
61.所述海水养殖车间排放的污水的余热回收经过两次热交换逐级提取，第一次热回收是在预热交换器15内，与新海水因温差进行热交换；污水第二次热回收是在污水窖4内，与污水换热器5内的污水载冷剂因温差进行热交换，污水余热回收完全，而且换热过程无功耗、节能。所述新海水被两次逐级恒温，新海水第一次被恒温是在预热交换器15内，与海水养殖车间排放的污水，因温差进行热交换；海水第二次被恒温是在恒温海水窖9内，与海水换热器8内的海水载冷剂，因温差进行热交换，换热过程无功耗、节能。
62.所述污水窖4和恒温海水窖9内安置污水搅拌器6和海水搅拌器7，改变污水窖4内污水面及恒温海水窖9内的海水面上下冷热分层、温度不均的状态，增强污水与污水换热器5内载冷剂的热交换效果，及海水与海水换热器8内载冷剂的热交换效果，将污水的余热全部回收，将海水恒温稳定到设定温度。
63.所述污水窖和恒温海水窖内安置的污水换热器5和海水换热器8，均为浸泡式非金属换热器，不腐蚀，抗微生物，其非金属材料添加微量元素，增强其导热性能，浸泡式非金属换热器的载冷剂流道设计为圆形，比平板换热器换热面积大，同时，该非金属材料的连接件等均为加强型，强度好，承压高，非金属换热器的换热模块单元可以根据所需换热面积，现场组装拼接，操作简单灵活，可拆卸，易清理。非金属换热器内部管程为载冷剂流动，其整体结构浸泡在污水即废海水里、恒温海水里，具有抗海水腐蚀，高效同程换热效率高及蓄热功能。
64.所述机组内冷凝器16、蒸发器19采用板式换热器，实现制冷剂与两路载冷剂换热，不需要直接接触海水，不需做特别的防腐处理，代替钛管换热器，降低了机组的制作成本，同时板式换热器较一般的铜管换热器的抗腐蚀性能高，降低了售后维修成本，延长机组主要换热器的使用寿命，增强机组的可靠性。
65.恒温海水养殖，夏季将海水降温，冬季将海水升温，养殖用海水可全年恒定在适宜海水养殖的生物生存、生长的温度，替代原有的依靠大流量自然海水养殖调节温度的方式，可节约养殖使用水量，海水养殖业主原有蓄海水的水窖容积大，可利用改造为污水窖4和恒温海水窖9，不再需要另外专门建造地下污水窖，节约用地资源。
66.本实用新型可实现自用控制，通过采集水温、水压、水流量，制冷剂温度、制冷剂压力、制冷剂流量，载冷剂温度、载冷剂压力等信号，显示、分析、报警、调节和控制系统的运行。
67.实施例1
68.本实用新型一种海水养殖污水源热泵载冷剂恒温用冷/热水系统，属于清洁能源技术领域，所述系统包括海水养殖污水源热泵载冷剂机组、载冷剂系统、污水系统、恒温海水系统。所述系统养鱼池排放系统14 ，将污水经污水泵3与海水养殖污水源热泵载冷剂机组1的预热交换器15的污水入口22相连，所述预热交换器15的污水出口23与污水窖4的入口相连，所述污水窖4的出口与排污沟相连；所述污水窖4内的污水换热器5出口与污水载冷剂泵2入口相连，所述污水载冷剂泵2的出口，经阀门s5及阀门s6并联后，分两路与机组1相连，
所述污水载冷剂，经机组1的两路并联阀门s2及阀门s3出来后，与污水换热器5的入口相连；所述常温新海井水经海水泵10与预热交换器15的机组海水入口28相连，所述预热交换器15的机组海水出口29与恒温海水窖9的入口相连，所述恒温海水窖9的出口与养鱼池13相连；所述恒温海水窖9中的海水换热器8的出口与海水载冷剂泵11相连，所述海水载冷剂泵11出口，经机组1的阀门s7及阀门s8并联后，分两路与机组1相连，所述海水载冷剂，经机组1 的两路并联的阀门s1及阀门s4出来后，与海水换热器8入口相连。
69.海水养殖污水源热泵载冷剂机组1制冷系统的连接：所述机组1的制冷压缩机17气体出口与冷凝器16制冷剂气体入口相连，所述冷凝器16制冷剂液体出口与储液气液交换器18的液体入口相连，所述储液气液交换器18液体出口与节流阀20入口相连，所述节流阀20出口与蒸发器19的制冷剂液体入口相连，所述蒸发器19的制冷剂气体出口与制冷剂压缩机的气体入口相连。
70.本实用新型在冬季制热工况运行，生产恒温热海水时，关闭机房机组阀门：s7、s1、s5、s3。所述污水载冷剂泵2，经阀门s6通路，与机组1的蒸发器19的载冷剂入口相连，所述蒸发器19的载冷剂出口，经阀门s2通路，与污水换热器海水载冷剂为机组5的入口相连，所述污水换热器5的出口与污水载冷剂泵2的入口相连；所述海水载冷剂泵11，经阀门s8通路，与机组1的冷凝器16的载冷剂入口相连，所述冷凝器16的载冷剂出口，经阀门s4通路，与海水换热器8的入口相连，所述海水换热器8的出口海水载冷剂泵11的入口相连。
71.本实用新型在夏季制冷工况运行，生产恒温冷海水时，关闭机房机组阀门s8、s2、s6、s4。所述海水载冷剂泵11，经阀门s7通路，与机组1冷侧的蒸发器19的载冷剂入口相连，所述蒸发器19的载冷剂出口，经阀门s1通路，与海水换热器8的入口相连，所述海水换热器8的出口与海水载冷剂泵11相连；所述污水载冷剂泵2，经阀门s5通路，与机组1热侧的冷凝器16的载冷剂入口相连，所述冷凝器16的载冷剂出口，经阀门s3通路，与污水换热器5的入口相连，所述污水换热器5的出口与污水载冷剂泵2的入口相连。
72.工作过程描述：
73.本实用新型是一种海水养殖污水源热泵载冷剂恒温冷/热海水系统，所述系统包括海水养殖污水源热泵载冷剂机组、载冷剂系统、污水系统、恒温海水系统。以海水养殖大菱鲆鱼生长的海水温度12℃～18℃为例，来设定本实用新型生产的海水温度，制冷剂若为 r32, 采集数据点，在冬季，冷凝温度30℃，蒸发温度
‑
6℃，常温新海井水温度8.2℃，生产恒温热海水14.5℃，养鱼车间排放热污水14.5℃，冷污水6.1℃；在夏季，常温新海井水温度22.5℃，生产恒温冷海水16.2℃，养殖车间排放冷污水16.2℃，热污水24.5℃。在夏季，冷凝温度35℃，蒸发温度
‑
1℃，常温新海井水温度22.5℃，生产恒温热海水14.5℃，养鱼车间排放热污水14.5℃，热污水24℃。
74.冬季工作过程描述
75.在冬季，常温新海井水温度（如8.2℃），生产恒温热海水温度（如14.5℃），则海水养殖车间排放的热污水温度（如14.5℃）。所述海水养殖车间排放系统14排放的污水14.5℃，经污水泵3，与预热交换器15污水进口相连，同时，所述新海井水8.2℃，经海水泵10，与预热交换器15海水进口相连，污水和海水两路在预热交换器15内不断地流动，由于存在温差而水
‑
水进行热量交换热：污水温度高，放热降温至中温污水（如11.5℃）、新海井水温度低，吸热升温至中温海水（如10.2℃），所述预热交换器15污水出口与污水窖4相连，将中温
污水引入污水窖4，所述预热交换器15的海水出口与恒温海水窖9相连，将中温海水引入恒温海水窖9。所述恒温海水窖9中海水换热器8入口与机组1 的冷凝器16出口的高温海水载冷剂（如25℃）相连，高温海水载冷剂在海水换热器8内不断地流动，同时，恒温海水窖9内中温海水（如10.2℃）在海水搅拌器7不停地工作下充分流动，并使冷热海水混合不分层，海水换热器8内的载冷剂与海水换热器8外的海水，因大温差而水
‑
载冷剂,经海水换热器8进行热量交换：海水载冷剂温度高，放热降温至低温海水载冷剂（如16.5℃）、中温海水温度低，吸热升温至恒温热海水（如14.5℃），达到给海水提温制热的目的，所述恒温热海水（如14.5℃）（在高位水窖）溢流与供海水养殖车间的恒温海水系统12相连。
76.所述污水换热器5入口与机组1的蒸发器19的污水载冷剂出口相连,低温污水载冷剂（如
‑
2℃）在污水换热器5内不断地流动，同时，污水窖4内中温污水（如11.5℃），在污水搅拌器7不停地工作下充分流动，并使污水窖4内冷热污水混合不分层，污水换热器5内污水载冷剂与污水换热器5外的污水，因大温差而水
‑
载冷剂在污水换热器5进行热量交换：中温污水温度高，放热降温至低温（如6.1℃）即冷污、污水载冷剂温度低，吸热升温至高温载冷剂（如4℃），为污水载冷剂蓄能提供热源。可见，海水养殖车间排放污水由热污14.5℃降到冷污6.1℃，将污水的余热进行了回收利用，节约了能源。所述冷污（在高位水窖）溢流到污水沟，不再利用。
77.海水养殖污水源热泵载冷剂机组1在冬季工作时：所述污水载冷剂泵2，将高温污水载冷剂（如4℃）从污水换热器5泵出，与机组1的蒸发器19的载冷剂入口相连，低温低压制冷剂液体（如
‑
6℃）和高温海水载冷剂分路不断地流动，经蒸发器19，因大温差而制冷剂
‑
载冷剂在蒸发器19内进行热量交换，高温载冷剂温度高，放热降温至低温载冷剂（如
‑
1.2℃），制冷剂液体温度低，吸热升温至蒸发为制冷剂气体，所述蒸发器19制冷剂气体出口与储液气液分离器18气体入口相连、所述储液气液分离器18气体，吸收高温制冷剂液体的热量升温为过热制冷剂气体（如8℃），所述储液气液分离器18出口与制冷压缩机17的入口相连、所述制冷压缩机17内低温低压的制冷剂过热气体，被压缩成高温高压（排气压力近似为冷凝压力18.4bar）的制冷剂气体，所述制冷压缩机17出口与冷凝器16的制冷剂气体入口相连、冷凝器16内的制冷剂气体不断地流动，同时，低温海水载冷剂（如20℃）也在冷凝器16内流动，因大温差而载冷剂
‑
制冷剂在冷凝器16内进行换热，制冷剂气体温度高，放热被降温冷凝成制冷剂液体（如30℃），低温海水载冷剂温度低，吸热而升温为高温海水载冷剂（如25℃），所述冷凝器16的载冷剂出口与恒温海水窖9内的海水换热器8入口相连，高温海水载冷剂（如25℃）携带热量，经海水换热器8，与恒温海水窖的海水（如11.5℃）换热提温，制备恒温热海水（如14.5℃）；所述冷凝器16的制冷剂出口与储液气液分离器18液体入口相连、所述储液气液分离器18内的高温制冷剂液体（如30℃）不断地流入，同时，从蒸发器19引入的低温制冷剂气体（如
‑
6.0℃）也在不断地流入，因大温差而高温制冷剂液体
‑
低温制冷剂气体在储液气液分离器18内，进行热量交换：高温制冷剂液体，温度高放热，降温为过冷低温制冷剂液体（如25℃），所述储液气液分离器18液体出口与节流阀20入口相连；在储液气液分离器18内的低温制冷剂气体，温度低吸热，升温为过热制冷剂气体（如8℃），所述储液气液分离器18气体出口与制冷压缩机17的入口相连，过热制冷剂气体进入制冷压缩机17内，所述节流阀20出口与蒸发器19的制冷剂入口相连，过冷制冷剂液体经节流降压到蒸发压力（如5.6bar），进入蒸发器19内，所述高温污水载冷剂，经污水泵2，与机组1蒸发器19的载冷
剂入口相连，过冷节流后的制冷剂液体（如
‑
6.0℃）和高温污水载冷剂（如4℃）不断地流动，经蒸发器，因大温差而换热，制冷剂液体因温度低，吸热蒸发成制冷剂气体，高温污水载冷剂温度高，放热降温为低温污水载冷剂（如
‑
1.2℃），即污水载冷剂为热泵机组的热源，因此完成一个制冷循环过程，也完成污水载冷剂被冷却的过程，所述机组1蒸发器19的制冷剂出口与储液气液分离器18气体入口相连，重复上述制冷循环过程；所述蒸发器19载冷剂出口与污水窖4中的污水换热器5入口相连，同时，中温污水（如11.5℃）从预热交换器15源源不断流过来到污水窖，与低温污水载冷剂（如
‑
1.2℃），再次因温差而换热，经污水换热器5，不断地给污水载冷剂补充热量，污水载冷剂携带能量作为热能机组1的热源，再次进入蒸发器19，重复完成上述换热过程，进而保证系统在冬季常温新海水制备成恒温热海水。
78.夏季工作过程描述
79.在夏季，常温新海井水温度（如22.5℃），生产恒温冷海水温度（如14.5℃），则海水养殖车间排放的热污水温度（如14.5℃）。所述海水养殖车间排放系统14排放的污水（如14.5℃），经污水泵3，与预热交换器15污水进口相连，同时，所述新海井水(如22.5℃)，经海水泵10，与预热交换器15海水进口相连，污水和海水两路在预热交换器15内不断地流动，由于存在温差而水
‑
水进行热量交换热：污水温度低，吸热升温至中温污水（如19℃）、新海井水温度高(如22.5℃)，放热降温至中温海水（如20℃），所述预热交换器15的污水出口与污水窖4相连，将中温污水引入污水窖4，所述预热交换器15的海水出口与恒温海水窖9相连，将中温海水引入恒温海水窖9。所述恒温海水窖内的海水换热器8入口与机组1 的蒸发器19出口的低温海水载冷剂（如7℃）相连，低温海水载冷剂不断地进入海水换热器8，同时，恒温海水窖9内中温海水（如20℃）在海水搅拌器7不停地工作下充分流动，并使冷热海水混合不分层，海水换热器8内的低温海水载冷剂与海水换热器8外的混合海水，因大温差而水
‑
载冷剂,通过海水换热器8进行热量交换：海水载冷剂温度低，吸热升温至高温海水载冷剂（如12℃）、中温海水温度高，放热降温至恒温热海水（如14.5℃），达到给海水降温制冷的目的，可见，海水载冷剂将海水的热量带走，海水载冷剂在恒温海水窖9内被升温，作为热源，在回到蒸发器19，使制冷剂吸热蒸发，海水载冷剂降温，海水载冷剂重复以上的循环过程，所述恒温热海水（如14.5℃）（在高位水窖）溢流与供海水养殖车间的恒温海水系统12相连。
80.所述污水换热器5入口与机组1的冷凝器19的污水载冷剂出口相连，高温污水载冷剂 (如30℃)不断地从冷凝器19流出到污水换热器5内，同时，污水窖4内中温污水（如19℃），在污水搅拌器7不停地工作下充分流动，并使污水窖中冷热污水混合不分层，污水换热器8内污水载冷剂与污水换热器8外的混合污水，因大温差而水
‑
载冷剂,经污水换热器8进行热量交换：高温污水载冷剂温度高，放热降温至低温污水载冷剂（如24℃）、污水窖4内混合污水温度低，吸热升温至高温污水（如23℃）即热污，污水将污水载冷剂的能量带走, 由此污水载冷剂在污水窖4内被降温，至此，殖车间排放污水由冷污14.5℃温升到热污23℃，热污（在高位水窖）溢流到污水沟，不再利用。所述污水剂泵2与机组1的冷凝器19的载冷剂入口相连，低温污水载冷剂（如24℃）不断地流入冷凝器19，做为冷源,再回到冷凝器19内，给冷凝器16中的制冷剂降温，污水载冷剂重复以上的循环过程。
81.海水养殖污水源热泵载冷剂机组1在夏季工作时：所述海水载冷剂泵11，与机组1的蒸发器19的载冷剂入口相连，将高温海水载冷剂（如12℃）不断地引入蒸发器19，同时，节流后的低温低压制冷剂液体（如
‑
1℃）不断地流动到蒸发器19，高温海水载冷剂与低温低压
制冷剂液体，经蒸发器19，因大温差而制冷剂
‑
载冷剂在蒸发器19内进行热量交换，高温载冷剂温度高，放热降温至低温载冷剂（如7℃），制冷剂液体温度低，吸热升温至蒸发为制冷剂气体（如
‑
1℃），所述蒸发器19载冷剂出口，与恒温海水窖9海水换热器8入口相连，低温海水载冷剂（如7℃）携带冷量，给恒温海水窖9内的海水（如20℃）降温，生产恒温冷海水（如14.5℃）；所述蒸发器19制冷剂气体出口，与储液气液分离器18气体入口相连、所述储液气液分离器18气体，吸收高温制冷剂液体的热量升温为过热制冷剂气体（如12℃），所述储液气液分离器18出口与制冷压缩机17的入口相连、所述制冷压缩机17内低温低压的制冷剂过热气体，被压缩成高温高压（排气压力近似为冷凝压力21bar）的制冷剂气体（80℃～100℃），所述制冷压缩机17出口与冷凝器16的制冷剂气体入口相连、冷凝器16内的制冷剂气体不断地流动，同时，所述污水载冷剂泵2与冷凝器16载冷剂入口相连，将低温污水载冷剂（如24℃）不断地泵入冷凝器16内，高温高压制冷气体与低温污水载冷剂分两路，在冷凝器16内不断地流动，因大温差而载冷剂
‑
制冷剂在冷凝器16内进行换热，制冷剂气体温度高，放热被降温冷凝成制冷剂液体（如35℃），低温污水载冷剂温度低，吸热而升温为高温污水载冷剂（如30℃），所述冷凝器16的载冷剂出口与污水窖4内的污水换热器8入口相连，高温污水载冷剂（如30℃）,携带热量，经污水换热器5，将污水窖内的污水（如19℃）升温（如23℃），即热污，排放掉不在利用；同时，在污水窖4内高温污水载冷剂（如30℃）被冷却降温（如25℃）为低温污水载冷剂，再次作为冷源，回到冷凝器4，在冷凝器4内给冷凝器内的制冷剂降温，再次被升温为高温污水载冷剂，重复上述过程，保证热泵制冷系统的循环；所述冷凝器16的制冷剂出口与储液气液分离器18液体入口相连、储液气液分离器18内的高温制冷剂液体（如30℃）不断地流入，同时，从蒸发器19引入的低温制冷剂气体（如
‑
1.0℃）也在不断地流入，因大温差而高温制冷剂液体
‑
低温制冷剂气体在储液气液分离器18内，进行热量交换：高温制冷剂液体，温度高放热，降温为过冷低温制冷剂液体（如15℃），低温制冷剂气体，温度低吸热，升温为过热制冷剂气体（如12℃），所述储液气液分离器18气体出口与制冷压缩机17的入口相连，过热制冷剂气体进入制冷压缩机17内；所述储液气液分离器18液体出口与节流阀20入口相连，所述节流阀20出口与蒸发器19的制冷剂入口相连，经节流，过冷制冷剂液体降压到蒸发压力（如6.8bar），进入蒸发器19内；节流后的低温低压的制冷剂液体（如
‑
1℃）与高温海水载冷剂（如12℃），分两路不断地流入经蒸发器19，因温差大而换热，制冷剂液体因温度低，吸热蒸发成制冷剂气体，高温海水载冷剂，因温度高而放热，降温为低温海水载冷剂（如7℃），所述蒸发器19载冷剂出口与恒温污水窖9中的海水换热器5入口相连，同时，恒温海水窖9内的中温海水（如19℃）从预热交换器15源源不断流过来到恒温海水窖，与低温海水载冷剂（如7℃），再次因温差而换热，经海水换热器5，不断地给低温海水载冷剂补充热量，高温海水载冷剂（如7℃）携带能量作为热能机组1的热源，再次进入蒸发器19，所述蒸发器19制冷剂出口储液气液交换器18 的气体入口相连，重复完成上述制冷循环过程，进而保证系统在夏季常温新海水（如22.5℃）制备成恒温冷海水（如14.5）。
82.本实用新型将常温新海井水生产到恒温，输送到养殖车间，供海水养殖生物生存、生长使用，通过将具有相同恒温温度的排放掉养殖污水全部收集，作为可利用的污水能源，连同补偿本实用装置热泵及机组运行消耗的电能，一起转换成生产恒温海井水所需要的能源。所述系统回收海水养殖排放污水余热，分两步骤，污水一次热交换：先将新海井水进行预热或预冷，污水再通过专用的非金属换热器，由载冷剂系统将其余热提取，将能量同时转
化为热泵机组的热源或冷源；海水养殖污水源热泵载冷剂机组，在夏季，给海水载冷剂降温，冬季将海水载冷剂升温，由此常温海井水在夏季被海水载冷剂降温，在冬季，常温海井水被海水载冷剂提温。
83.本实用新型通过所述的海水养殖污水源热泵载冷剂机组，载冷剂系统，污水系统及供海水系统，利用节能手段，完整地实现了对海水养殖用冷热水温度的控制。