一種用于海水養殖熱回收的毛細管換熱系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于海水養殖熱回收的毛細管換熱系統，包括毛細管熱回收系統、毛細管網前端換熱系統、水源熱泵系統、毛細管再熱系統和海水管路；本實用新型的熱回收系統采用毛細管網換熱系統，通過改變熱泵機組四通閥的方向實現冬季制熱和夏季制冷。這樣用于海水養殖熱回收的毛細管換熱系統可以充分回收海水養殖排放廢水中的能量，節約能源，節省運行費用，用熱泵替代了鍋爐供熱，不需要煤、油或氣，不造成污染，而且本系統采用毛細管網代替板式換熱器，減少了設備初投資。本實用新型充分利用廢水中的冷熱量可再生能源，具有換熱效率高、造價低廉，高效節能、綠色環保、初投資低和運行費用低等特點。
【專利說明】一種用于海水養殖熱回收的毛細管換熱系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種毛細管換熱系統，特別涉及一種用于海水養殖熱回收的毛細管換熱系統。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高，對海水產品的需求越來越大，海水養殖日益昌盛。然而海水養殖需要諸多的條件，其中對水溫的控制是至關重要的一項。目前對海水養殖水溫的控制大多采用鍋爐加熱或普通海水源熱泵加熱。采用鍋爐加熱會消耗大量能源造成巨大的能源浪費，同時由于煤、油或氣燃燒會產生廢渣和廢氣，對當地的土地、水和大氣造成污染，影響水產品產量，甚至會造成絕產或某些海洋物種的滅絕；采用普通海水源熱泵系統，由于采用貴重金屬作為板式換熱器的材料，又會使成本急劇增加，初投資增大。
[0003]另外，現今的系統大多不采取熱回收措施，對資源也是極大的浪費。

【發明內容】

[0004]為解決上述現有技術的不足，本實用新型提出一種用于海水養殖熱回收的毛細管換熱系統，具有結構合理，充分利用可再生能源和回收廢熱，節能，環保，實用，經濟高效的特點。
[0005]為達到上述目的，本實用新型的技術方案為:
[0006]一種用于海水養殖熱回收的毛細管換熱系統，包括毛細管熱回收系統、毛細管網前端換熱系統、水源熱泵系統、毛細管再熱系統和海水管路；毛細管熱回收系統包括毛細管網熱回收換熱器12和換熱水箱9 ;毛細管網前端換熱系統包括毛細管網前段端熱器14和取熱水箱11 ;毛細管再熱系統包括毛細管網再熱換熱器13和再熱水箱10 ;水源熱泵系統包括水源熱泵機組3、冷卻水泵6和冷凍水泵7 ;海水管路包括新鮮海水管路I和海水排水管路2 ;新鮮海水管路I包括過濾器8、新鮮海供給水泵5、第一閥門15、第二閥門16和第三閥門17 ;海水排水管路2包括海水排水泵4 ；
[0007]過濾器8位于新鮮海水管路I入口段，過濾器8進口端朝向大海，出口端與新鮮海水供給水泵5 —端相連，新鮮海水供給水泵5另一端分為兩條支路，一條支路與毛細管網熱回收換熱器12 —端相連，另一條支路與第三閥門17 —端相連，毛細管網熱回收換熱器12另一端分兩條支路，一條支路與第一閥門15 —端相連，另一條支路與第二閥門16—端相連，第二閥門16另一端與毛細管網再熱換熱器13 —端相連，毛細管網再熱換熱器13另一端與第一閥門15另一端相連共同接入養殖池；海水排水泵4位于海水排水管路2的入口段，海水排水泵4入口端與養殖池相連，海水排水泵4出口端與換熱水箱9 一端相連，換熱水箱9另一端與第三閥門17另一端相連共同與取熱水箱11 一端相連，取熱水箱11另一端通過海水排水管路2與大海相連；毛細管前端換熱器14 一端與水源熱泵3的接口 a相連，毛細管前端換熱器14另一端與冷卻水泵6出口相連，冷卻水泵6進口與水源熱泵3接口 b相連；再熱水箱10 —端與冷凍水泵7出口相連，另一端與水源熱泵3接口 c相連，冷凍水泵7入口與水源熱泵3接口 d相連。
[0008]所述的毛細管網熱回收換熱器12，毛細管網再熱換熱器13、毛細管網前端換熱器14中的毛細管網采用4.3X0.85mm標準毛細管，每根毛細管內的流速為0.05?0.2m / s,毛細管內流動狀態為層流。
[0009]所述的一種用于海水養殖熱回收的毛細管換熱系統在海水養殖中的應用。
[0010]本實用新型的有益效果是:本實用新型的熱回收系統采用毛細管網換熱系統，通過改變熱泵機組四通閥的方向實現冬季制熱和夏季制冷。這樣用于海水養殖熱回收的毛細管換熱系統可以充分回收海水養殖排放廢水中的能量，節約能源，節省運行費用，用熱泵替代了鍋爐供熱，不需要煤、油或氣，不造成污染，而且本系統采用毛細管網代替板式換熱器，減少了設備初投資。本實用新型充分利用廢水中的冷熱量可再生能源，具有換熱效率高、造價低廉，高效節能、綠色環保、初投資低和運行費用低等特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖為本實用新型的結構示意圖。
[0012]其中，新鮮海水管路-1，海水排水管路_2，水源熱泵機組_3，海水排水泵_4，新鮮海水供給水泵_5，冷卻水泵-6，冷凍水泵-7，過濾器-8，換熱水箱-9，再熱水箱-10，取熱水箱-11，毛細管網熱回收換熱器-12，毛細管網再熱換熱器-13、毛細管網前端換熱器-14、第一閥門-15、第二閥門-16、第三閥門-17。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本實用新型的結構原理及工作原理做進一步詳細說明:
[0014]本實用新型的結構原理為:
[0015]一種用于海水養殖熱回收的毛細管換熱系統，包括毛細管熱回收系統、毛細管網前端換熱系統、水源熱泵系統、毛細管再熱系統和海水管路；毛細管熱回收系統包括毛細管網熱回收換熱器12和換熱水箱9 ;毛細管網前端換熱系統包括毛細管網前段端熱器14和取熱水箱11 ;毛細管再熱系統包括毛細管網再熱換熱器13和再熱水箱10 ;水源熱泵系統包括水源熱泵機組3、冷卻水泵6和冷凍水泵7 ;海水管路包括新鮮海水管路I和海水排水管路2 ;新鮮海水管路I包括過濾器8、新鮮海供給水泵5、第一閥門15、第二閥門16和第三閥門17 ;海水排水管路2包括海水排水泵4 ；
[0016]過濾器8位于新鮮海水管路I入口段，過濾器8進口端朝向大海，出口端與新鮮海水供給水泵5 —端相連，新鮮海水供給水泵5另一端分為兩條支路，一條支路與毛細管網熱回收換熱器12 —端相連，另一條支路與第三閥門17 —端相連，毛細管網熱回收換熱器12另一端分兩條支路，一條支路與第一閥門15 —端相連，另一條支路與第二閥門16—端相連，第二閥門16另一端與毛細管網再熱換熱器13 —端相連，毛細管網再熱換熱器13另一端與第一閥門15另一端相連共同接入養殖池；海水排水泵4位于海水排水管路2的入口段，海水排水泵4入口端與養殖池相連，海水排水泵4出口端與換熱水箱9 一端相連，換熱水箱9另一端與第三閥門17另一端相連共同與取熱水箱11 一端相連，取熱水箱11另一端通過海水排水管路2與大海相連；毛細管前端換熱器14 一端與水源熱泵3的接口 a相連，毛細管前端換熱器14另一端與冷卻水泵6出口相連，冷卻水泵6進口與水源熱泵3接口 b相連；再熱水箱10 —端與冷凍水泵7出口相連，另一端與水源熱泵3接口 C相連，冷凍水泵7入口與水源熱泵3接口 d相連。
[0017]所述的毛細管網熱回收換熱器12，毛細管網再熱換熱器13、毛細管網前端換熱器14中的毛細管網采用4.3X0.85mm標準毛細管，每根毛細管內的流速為0.05?0.2m / s,毛細管內流動狀態為層流。
[0018]所述的一種用于海水養殖熱回收的毛細管換熱系統在海水養殖中的應用。
[0019]本實用新型的工作原理為:
[0020]新鮮海水補充流程:新鮮海水通過新鮮海水管路I進入過濾器8，經過濾器8過濾后經新鮮海水管路I進入新鮮海水給水泵，經新鮮海水供給水泵5提升壓力，之后經新鮮海水管路I進入毛細管網熱回收換熱器12，經毛細管網熱回收換熱器12預熱，之后經新鮮海水管路I進入毛細管網再熱換熱器13，經毛細管網再熱換熱器13再熱，之后經新鮮海水管路I進入養殖池；
[0021]廢排海水排出流程:廢排海水通過海水排水管路2進入海水排水泵4，經海水排水泵4提升壓力，之后經海水排水管路2進入毛細管網熱回收換熱器12，經毛細管網熱回收換熱器12第一次換熱，之后經海水排水管路2進入毛細管網前端換熱器14，經毛細管網前端換熱器14再次換熱，之后經海水排水管路2排入大海；
[0022]其中，系統在毛細管網熱回收換熱器12與養殖池之間設有第一閥門15，當不需要毛細管再熱系統對新鮮海水進行再熱的時候，關閉第二閥門16，打開第一閥門15，新鮮海水可繞過毛細管再熱系統直接進入養殖池；
[0023]其中，系統在新鮮海水供給水泵5與取熱水箱11之間設有第三閥門17，當廢排水中的冷量或熱量不足以提供毛細管網前端換熱系統所需冷量或熱量時，打開第三閥門17，由廢排海水和新鮮海水共同提供冷量或熱量；
[0024]當需要加熱時，通過改變水環熱泵機組中四通閥的方向，將水源熱泵機組3設定為加熱模式，打開第二閥門16，關閉第一閥門15和第三閥門17，新鮮海水供水過程為:新鮮海水通過過濾器8的過濾進入新鮮海水供給泵5，經過新鮮海水供給泵5壓力提升之后進入毛細管網熱回收換熱器12，在毛細管網熱回收換熱器12中新鮮海水與廢排海水進行第一次熱交換，完成第一次熱回收，之后通過第二閥門16進入毛細管網再熱換熱器13，在毛細管網再熱換熱器13中與水源熱泵3在加熱模式下的換熱介質再次進行換熱，再次換熱之后達到養殖池所需新鮮海水溫度，通過新鮮海水管路I進入養殖池；廢排海水排水過程為:廢排海水通過廢排海水管路進入海水排水泵4，經過海水排水泵4提升壓力之后進入換熱水箱9，在換熱水箱9中廢排海水與新鮮海水進行熱交換，完成第一次熱回收，之后進入取熱水箱11，在取熱水箱11中與水源熱泵3在加熱模式下的換熱介質進行換熱，完成第二次熱回收，第二次熱回收之后經廢排海水管路2排入大海。
[0025]如附圖所示，當需要制冷時，通過改變水環熱泵機組中四通閥的方向，將水源熱泵機組3設定為制冷模式，打開第二閥門16，關閉第一閥門15和第三閥門17，新鮮海水供水過程為:新鮮海水通過過濾器8的過濾后進入新鮮海水供給泵5，經過新鮮海水供給泵5壓力提升之后進入毛細管網熱回收換熱器12，在毛細管網熱回收換熱器12中新鮮海水與廢排海水進行第一次熱交換，完成第一次冷量回收，之后通過第二閥門16進入毛細管網再熱換熱器13，在毛細管網再熱換熱器13中新鮮海水與在水源熱泵3制冷模式下的換熱介質再次進行換熱，再次換熱之后達到養殖池所需新鮮海水溫度，通過新鮮海水管路I進入養殖池；廢排海水排水過程為:廢排海水通過廢排海水管路2進入海水排水泵4，經過海水排水泵4提升壓力之后進入換熱水箱9，在換熱水箱9中廢排海水與新鮮海水進行熱交換，完成第一次冷量回收，之后進入取熱水箱11，在取熱水箱11中廢排海水與水源熱泵在制冷模式下的換熱介質進行換熱，完成第二次冷量回收，第二次冷量回收之后經廢排海水管路2排入大海。
[0026]其中，當經第一次熱回收之后，新鮮海水已達到養殖池所需新鮮海水的溫度時，打開第一閥門15，關閉第二閥門16和水源熱泵機組3。新鮮海水供水過程為:新鮮海水通過過濾器8的過濾后進入新鮮海水供給泵5，經過新鮮海水供給泵5壓力提升之后進入毛細管網熱回收換熱器12，在毛細管網熱回收換熱器12中新鮮海水與廢排海水進行熱交換，完成熱回收，之后通過第一閥門15進入養殖池；廢排海水排水過程為:廢排海水通過廢排海水管路2進入海水排水泵4，經過海水排水泵4提升壓力之后進入換熱水箱9，在換熱水箱9中廢排海水與新鮮海水進行熱交換，完成熱回收，之后通過排水管路排至大海。
[0027]其中，當廢排海水所提供的冷量不足以提供毛細管網前端換熱系統所需冷量時，通過改變水環熱泵機組中四通閥的方向，將水源熱泵機組3設定為制冷模式，打開第二閥門16和第三閥門17，關閉第一閥門15，增大新鮮海水供給水泵5的水量。此時，新鮮海水的供水過程為:一、養殖用新鮮海水供給過程:新鮮海水通過過濾器8的過濾后進入新鮮海水供給泵5，經過新鮮海水供給泵5壓力提升之后進入毛細管網熱回收換熱器12，在毛細管網熱回收換熱器12中新鮮海水與廢排海水進行第一次熱交換，完成第一次冷量回收，之后通過第二閥門16進入毛細管網再熱換熱器13，在毛細管網再熱換熱器13中新鮮海水與在水源熱泵3制冷模式下的換熱介質再次進行換熱，再次換熱之后達到養殖池所需新鮮海水溫度，通過新鮮海水管路I進入養殖池；二、供冷用新鮮海水供給過程:新鮮海水通過過濾器8的過濾后進入新鮮海水供給泵5，經過新鮮海水供給泵5壓力提升之后與經過第一次冷量回收之后的廢排海水混合進入取熱水箱11，在取熱水箱11中混合海水與水源熱泵在制冷模式下的換熱介質進行換熱，完成第二次冷量回收，第二次冷量回收之后經廢排海水管路2排入大海；廢排海水排水過程為:廢排海水通過廢排海水管路2進入海水排水泵4，經過海水排水泵4提升壓力之后進入換熱水箱9，在換熱水箱9中廢排海水與新鮮海水進行熱交換，完成第一次冷量回收，之后與經過第三閥門17的新鮮海水混合進入取熱水箱11，在取熱水箱11中混合海水與水源熱泵在制冷模式下的換熱介質進行換熱，完成第二次冷量回收，第二次冷量回收之后經廢排海水管路2排入大海。
【權利要求】
1.一種用于海水養殖熱回收的毛細管換熱系統，包括毛細管熱回收系統、毛細管網前端換熱系統、水源熱泵系統、毛細管再熱系統和海水管路；毛細管熱回收系統包括毛細管網熱回收換熱器(12)和換熱水箱(9);毛細管網前端換熱系統包括毛細管網前段端熱器(14)和取熱水箱(11);毛細管再熱系統包括毛細管網再熱換熱器(13)和再熱水箱(10);水源熱泵系統包括水源熱泵機組(3)、冷卻水泵(6)和冷凍水泵(7);海水管路包括新鮮海水管路(I)和海水排水管路(2);新鮮海水管路(I)包括過濾器(8)、新鮮海供給水泵(5)、第一閥門(15)、第二閥門(16)和第三閥門(17);海水排水管路⑵包括海水排水泵⑷； 過濾器(8)位于新鮮海水管路(I)入口段，過濾器(8)進口端朝向大海，出口端與新鮮海水供給水泵(5) —端相連，新鮮海水供給水泵(5)另一端分為兩條支路，一條支路與毛細管網熱回收換熱器(12) —端相連，另一條支路與第三閥門(17) —端相連，毛細管網熱回收換熱器(12)另一端分兩條支路，一條支路與第一閥門(15) —端相連，另一條支路與第二閥門(16) —端相連，第二閥門(16)另一端與毛細管網再熱換熱器(13) —端相連，毛細管網再熱換熱器(13)另一端與第一閥門(15)另一端相連共同接入養殖池；海水排水泵(4)位于海水排水管路(2)的入口段，海水排水泵(4)入口端與養殖池相連，海水排水泵(4)出口端與換熱水箱(9) 一端相連，換熱水箱(9)另一端與第三閥門(17)另一端相連共同與取熱水箱(11) 一端相連，取熱水箱(11)另一端通過海水排水管路(2)與大海相連；毛細管前端換熱器(14) 一端與水源熱泵(3)的接口 a相連，毛細管前端換熱器(14)另一端與冷卻水泵(6)出口相連，冷卻水泵(6)進口與水源熱泵(3)接口 b相連；再熱水箱(10) —端與冷凍水泵(7)出口相連，另一端與水源熱泵(3)接口 c相連，冷凍水泵(7)入口與水源熱泵(3)接口 d相連。
2.如權利要求1所述的一種用于海水養殖熱回收的毛細管換熱系統其特征在于:所述的毛細管網熱回收換熱器(12)，毛細管網再熱換熱器(13)、毛細管網前端換熱器(14)中的毛細管網采用4.3X0.85mm標準毛細管。
【文檔編號】A01K63/06GK203575380SQ201320782575
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月28日 優先權日:2013年11月28日
【發明者】胡松濤, 李緒泉, 常忠, 劉國丹, 施志鋼, 王剛, 王海英, 于慧俐 申請人:青島理工大學