适用于海水养殖的专用地源热泵系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于海水养殖的专用地源热泵系统，属于热泵系统，包括地源热泵单元，所述的地源热泵单元包括地埋管、热源热交换器、压缩机、海水热交换器、膨胀阀、养殖池；其特征在于：还包括海水取水管、过滤器、余热回收换热器，而所述的海水热交换器则包括海水初级热交换器和海水二级热交换器。与现有技术相比较，本实用新型采取二级换热的模式，减少单个换热器的热负荷，确保海水-制冷剂换热器的可靠性及使用寿命；可以回收养殖池排水的余热，并解决了海水源的防腐、防垢等关键问题，还提高了系统的可靠性，并最大限度地降低了系统的初投资，优化控制生产成本。
【专利说明】适用于海水养殖的专用地源热泵系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种热泵系统，特别是一种适用于海水源的防腐地源热泵系统。【背景技术】
[0002]海水养殖是利用港湾、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。其优点在于集中发展某些经济价值较高的鱼类、虾类、贝类及棘皮动物(如刺参)等，生产周期较短，单位面积产量较闻。
[0003]海水养殖育苗控制水温十分重要，对海参育苗要求水温在16?21°C，对于海水鱼育苗要求水温在12?20°C，虾类、贝类育苗要求水温在22?25°C。一般情况下，12月份至来年5月是海水育苗季节，而此时山东省日照地区近海水温为2°C左右，需要给海水升温，而夏季水温在25°C左右，需要安装冷水机组进行海水降温。现有的对于海水升温的方式主要是采用燃煤、燃油、燃电锅炉加热，而一方面这种加入方式排放大量二氧化碳、二氧化硫等有害气体，对大气造成严重污染；另一方面，由于海水对黑色金属和有色金属存在严重腐蚀，海水锅炉采用铝制，使用寿命短、工作效率低。
[0004]目前也有一些研究立足于将海水源热泵系统应用于海水养殖方面，但是限制其大面积推广的问题主要集中在:①如何确保海水-制冷剂换热器的可靠性及使用寿命；②由于要求热泵机组的蒸发器/冷凝器能够“一器两用”，故而对海水源换热器提出了特殊要求；③如何对抗海水对换热设备及管路的腐蚀、堵塞与污染，从而实现无腐蚀与无污染换热地下水温度是13?15°C，将冬季2°C的海水用地源热泵机组直接升温至18±2°C选用的机组较大，也不利于节能。
[0005]此外，由于残饵、粪便、胶状体等有机质的存在，为了减轻生物处理负荷，确保养殖水质安全，海水养殖需要进行海水排放补充循环，而排放水中的热量大多白白丧失。
实用新型内容
[0006]本实用新型的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种适用于海水养殖的专用地源热泵系统。
[0007]本实用新型解决其技术问题的技术方案是:一种适用于海水养殖的专用地源热泵系统，包括地源热泵单元，所述的地源热泵单元包括地埋管12、热源热交换器15、压缩机21、海水热交换器、膨胀阀7、养殖池20 ;其特征在于:还包括海水取水管13、过滤器18、余热回收换热器14，而所述的海水热交换器则包括海水初级热交换器16和海水二级热交换器17 ;具体的连接关系:所述的地埋管12与热源热交换器15的热源端口连接；所述的热源热交换器15端口 a、电磁阀8、压缩机21、电磁阀10、海水初级热交换器16工质液端口、膨胀阀7、热源热交换器15端口 b通过管路形成回路；所述的热源热交换器15端口 a、电磁阀8、压缩机21、电磁阀9、海水二级热交换器17、膨胀阀7、热源热交换器15端口 b通过管路形成回路；所述的海水取水管13、电磁阀1、电磁阀6、海水初级热交换器16海水端口、养殖池20顺序连接；所述的海水取水管13、电磁阀2、余热回收换热器14、海水二级热交换器17海水端口、热水蓄水池19、电磁阀22顺序连接；所述的养殖池20排水口、过滤器18、电磁阀
3、余热回收换热器14、排水管11顺序连接；所述的养殖池20排水口、过滤器18、电磁阀4、排水管11顺序连接；
[0008]上述的过滤器18与养殖池20排水管之间有存水弯。
[0009]与现有技术相比较，本实用新型具有以下突出的有益效果:
[0010]1、采取二级换热的模式，减少单个换热器的热负荷，确保海水-制冷剂换热器的可靠性及使用寿命；
[0011]2、可以回收养殖池排水的余热，新鲜海水在进入二级换热器之前先与养殖池排放的废海水进行一次换热，这样既提高了能源利用效率，减少了能源消耗及对环境的污染，又提高了机组的效率，节省了能源费用；
[0012]3、改良了换热器，解决了海水源的防腐、防垢等关键问题，还提高了系统的可靠性，并最大限度地降低了系统的初投资，优化控制生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的系统构建结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合说明书附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0015]如图1，本实用新型包括地源热泵单元，所述的地源热泵单元包括地埋管12、热源热交换器15、压缩机21、海水热交换器、膨胀阀7、养殖池20。
[0016]本实用新型实施例中的地源热泵空调机组结构为现有技术，本领域技术人员清楚所述的热源热交换器(制冷时为冷凝器，制热时为蒸发器)和海水热交换器(制冷时为蒸发器，制热时为冷凝器)，其具体结构不再累述。
[0017]本实用新型的特点在于:二级换热和余热回收。所以，实施例除了地源热泵现有技术具有的元件外还包括海水取水管13、过滤器18、余热回收换热器14，而所述的海水热交换器则包括海水初级热交换器16和海水二级热交换器17。
[0018]具体的连接关系如下:
[0019]所述的地埋管12与热源热交换器15的热源端口连接。
[0020]所述的热源热交换器15端口 a、电磁阀8、压缩机21、电磁阀10、海水初级热交换器16工质液端口、膨胀阀7、热源热交换器15端口 b通过管路形成回路。
[0021]所述的热源热交换器15端口 a、电磁阀8、压缩机21、电磁阀9、海水二级热交换器17、膨胀阀7、热源热交换器15端口 b通过管路形成回路。
[0022]所述的海水取水管13、电磁阀1、电磁阀6、海水初级热交换器16海水端口、养殖池20顺序连接。
[0023]所述的海水取水管13、电磁阀2、余热回收换热器14、海水二级热交换器17海水端口、热水蓄水池19、电磁阀22顺序连接。
[0024]所述的养殖池20排水口、过滤器18、电磁阀3、余热回收换热器14、排水管11顺序连接。[0025]所述的养殖池20排水口、过滤器18、电磁阀4、排水管11顺序连接。
[0026]优化方案中，所述的过滤器18与养殖池20排水管之间有存水弯。
[0027]春秋，海水取水管13与养殖池20既定温差相差不大时，养殖池20排水余热回收性价比低，此时开启电磁阀4，关闭电磁阀2、3，海水取水管13取海水经由海水初级热交换器16进行换热,换热后的海水输入至养殖池20。
[0028]冬季海水取水管13与养殖池20既定温差相差较大，养殖池20排水余热回收性价比高，且温差大的情况下，海水换热器负荷较大容易出现故障，此时采用双路热交换。一路，所述的海水取水管13的冷水经由海水初级热交换器16换热，作为低温水输入养殖池20。另一路，所述的海水取水管13的冷水经由余热回收换热器14对养殖池20排水余热回收，初次升温后，经由海水二级热交换器17 二次升温作为热水源蓄入热水蓄水池19，根据养殖池20的情况，开放电磁阀22调节养殖池20水温。
[0029]由于海水的高氯高腐蚀性，故而海水热交换器与普通换热器并不相同。目前的海水源热泵系统海水换热器一般采用钛板换热器，由于钛材价格昂贵，海水换热器投资较大，增加了系统的初投资。
[0030]本实施例中，考虑到换热器日后清洁和检修的方便，所述的海水热交换器采用的是开式槽式换热器包括槽体和换热管，换热管几何尺寸为外径25ram，壁厚2.5_，冷、热流体采用逆流流动型式，换热管管外壳侧为海水通道，换热管内为工质液通道，具体的工质液为乙二醇溶液。所述的换热管外表面和槽内内表面均有防腐涂层。所述的防腐涂层为环氧树脂漆防腐层、环氧浙青防腐层以及硅酸锌漆防腐层，起到海水防腐及防垢作用，并长期运行可减少污垢产生，减少污垢热阻。优化方案中，所述的防腐涂层表面具有毛糙钝化面，其设计目的在于强化了传热。传热性能测试结果显示，带有防腐涂层的换热器导热系数为
3.69W/ Cm.K);管内流速小于1.5m/s时，防腐涂层表面粗糙度强化了传热，换热器的传热系数大于无防腐涂层的换热器，在海水源热泵系统中大幅提高了能效比。
[0031]需要说明的是，本实用新型的特定实施方案已经对本实用新型进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种适用于海水养殖的专用地源热泵系统，包括地源热泵单元，所述的地源热泵单元包括地埋管(12)、热源热交换器(15)、压缩机(21)、海水热交换器、膨胀阀(7)、养殖池(20);其特征在于:还包括海水取水管(13)、过滤器(18)、余热回收换热器(14)，而所述的海水热交换器则包括海水初级热交换器(16)和海水二级热交换器(17);具体的连接关系:所述的地埋管(12)与热源热交换器(15)的热源端口连接；所述的热源热交换器(15)端口a、电磁阀(8 )、压缩机(21)、电磁阀(10 )、海水初级热交换器(16 )工质液端口、膨胀阀(7 )、热源热交换器(15)端口 b通过管路形成回路；所述的热源热交换器(15)端口 a、电磁阀(8)、压缩机(21)、电磁阀(9)、海水二级热交换器(17)、膨胀阀(7)、热源热交换器(15)端口b通过管路形成回路；所述的海水取水管(13)、电磁阀(I)、电磁阀(6)、海水初级热交换器(16)海水端口、养殖池(20)顺序连接；所述的海水取水管(13)、电磁阀(2)、余热回收换热器(14)、海水二级热交换器(17)海水端口、热水蓄水池(19)、电磁阀(22)顺序连接；所述的养殖池(20)排水口、过滤器(18)、电磁阀(3)、余热回收换热器(14)、排水管(11)顺序连接；所述的养殖池(20 )排水口、过滤器(18 )、电磁阀(4 )、排水管(11)顺序连接。
2.根据权利要求1所述的适用于海水养殖的专用地源热泵系统，其特征在于:所述的过滤器(18)与养殖池(20)排水管之间有存水弯。
【文档编号】A01K61/00GK203550297SQ201320747119
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】苗为佳, 张文, 孙华明 申请人:山东佳源空调设备有限公司