海水养殖热/冷能回收系统.pdf

本发明涉及一种海水养殖热/冷能回收系统，包括海水养殖大棚、板式换热器和水源热泵装置，所述海水养殖场内设有潜水泵，所述潜水泵的出水口与所述板式换热器的热水进口连接，所述板式换热器的冷水出口与所述水源热泵装置的水源端进水口连接，所述水源热泵装置的水源端出水口连通废水排放管道，本发明还包括海水源，所述海水源通过水泵与所述板式换热器的冷水进口连接，所述板式换热器的热水出口与所述水源热泵装置的使用端进水口连接，所述水源热泵装置的使用端出水口与所述海水养殖大棚连通。本发明能够回收海水养殖大棚中排出的废海水中的热量用来加热补充的新鲜海水，节约能源，保证海水养殖大棚中海水的恒温。

1.  一种海水养殖热/冷能回收系统，其特征在于：包括海水养殖大棚、板式换热器和水源热泵装置，所述海水养殖场内设有潜水泵，所述潜水泵的出水口与所述板式换热器的热水进口连接，所述板式换热器的冷水出口与所述水源热泵装置的水源端进水口连接，所述水源热泵装置的水源端出水口连通废水排放管道；
还包括海水源，所述海水源通过水泵与所述板式换热器的冷水进口连接，所述板式换热器的热水出口与所述水源热泵装置的使用端进水口连接，所述水源热泵装置的使用端出水口与所述海水养殖大棚连通。

2.  根据权利要求1所述的海水养殖热/冷能回收系统，其特征在于：所述水源热泵装置包括多个热泵，多个所述热泵之间采用串联和/或并联的方式连接，所述热泵为水源热泵和/或空气源热泵。

3.  根据权利要求1或2所述的海水养殖热/冷能回收系统，其特征在于：所述潜水泵的出水口与所述板式换热器的热水进口之间还设有废水过滤罐，所述潜水泵通过所述废水过滤罐与所述板式换热器连接，所述潜水泵的出水口与所述废水过滤罐的过滤进水口连接，所述废水过滤罐的过滤出水口与所述板式换热器的热水进口连接。

4.  根据权利要求1或2所述的海水养殖热/冷能回收系统，其特征在于：所述海水源与所述板式换热器的冷水进口通过海水过滤罐连接。

海水养殖热/冷能回收系统
技术领域
本发明涉及一种海水养殖热/冷能回收系统，主要应用于冬/夏季海水养殖大棚中。
背景技术
在冬季，海水养殖大棚，需保证大棚中海水处于较高的温度当中，而大棚中的海水需要进行流动性的更换，而外界的海水的温度相对较低，需要对其进行加热，这需要损耗大量的能量。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种海水养殖热/冷能回收系统，能够回收海水养殖大棚中排出的废海水中的热量用来加热新鲜海水，节约能源，保证海水养殖大棚中海水的恒温。
本发明所采用的技术方案：
一种海水养殖热/冷能回收系统，包括海水养殖大棚、板式换热器和水源热泵装置，所述海水养殖场内设有潜水泵，所述潜水泵的出水口与所述板式换热器的热水进口连接，所述板式换热器的冷水出口与所述水源热泵装置的水源端进水口连接，所述水源热泵装置的水源端出水口连通废水排放管道；
本发明还包括海水源，所述海水源通过水泵与所述板式换热器的冷水进口连接，所述板式换热器的热水出口与所述水源热泵装置的使用端进水口连接，所述水源热泵装置的使用端出水口与所述海水养殖大棚连通。
优选的，所述水源热泵装置包括多个热泵，多个所述热泵之间采用串联和/或并联的方式连接，所述热泵为水源热泵和/或空气源热泵。
优选的，所述潜水泵的出水口与所述板式换热器的热水进口之间还设有废水过滤罐，所述潜水泵通过所述废水过滤罐与所述板式换热器连接，所述潜水泵的出水口与所述废水过滤罐的过滤进水口连接，所述废水过滤罐的过滤出水口与所述板式换热器的热水进口连接。
优选的，所述海水源与所述板式换热器的冷水进口通过海水过滤罐连接。
本发明的有益效果：
本发明通过设置板式换热器，将养殖大棚排出的废海水与海水源提供的新鲜海水进行热置换，从而在冬季提高了新鲜海水的水温，再将新鲜海水通过水源热泵装置，进一步提高其水温，使其与养殖大棚中要求的海水温度一致，新鲜海水进入养殖大棚；废海水经板式换热器、水源热泵装置提取热能降温后排放掉。从而实现了对大棚中的海水进行更换。
板式换热器的设置，在进行热置换时，无需额外消耗能量，而热泵的原理，通过损耗较少的能量提取低温海水中的能量并将其能量转移至新鲜海水中，从而升高新鲜海水中的水温，相对普通的加热方式，该过程所需要的能量更少。
通过热置换的方式，使得废海水中的热量减少，从而保证最终排出的废海水的水温与海水源中的海水的温度持平(或低于海水温度)，保护环境。
废水过滤罐的设置，能够将潜水泵送出的废海水进行过滤，排除其中的杂质，净化废海水的水质，防止杂质影响换热效率。
海水过滤罐的设置，能够将新鲜海水中杂质进行排除，防止杂质影响换热效率，保证养殖用水的质量要求。
附图说明
图1为本发明的原理图。
具体实施方式
参见图1，本发明提供了一种海水养殖热/冷能回收系统，包括海水养殖大棚、板式换热器(图中“板换”)和水源热泵装置，所述海水养殖场内设有潜水泵，所述潜水泵的出水口与所述板式换热器的热水进口连接，所述板式换热器的冷水出口与所述水源热泵装置的水源端进水口连接，所述水源热泵装置的水源端出水口连通废水排放管道。冬季大棚内的养殖中的废海水经板式换热器、水源热泵提取热能降温后排放掉。
本发明还包括海水源，所述海水源通过水泵与所述板式换热器的冷水进口连接，所述板式换热器的热水出口与所述水源热泵装置的使用端进水口连接，所述水源热泵装置的使用端出水口与所述海水养殖大棚连通。冬季新鲜海水经板式换热器、水源热泵装置吸收热能升温后进入养殖大棚。
具体的说，(在冬季的情况下)就是海水源提供新鲜海水(温度在3度左右)，潜水泵将养殖大棚中的废海水(温度20度左右)排出，新鲜海水和废海水均进入板式换热器中，进行热置换，能量从温度较高的废海水中传递给温度较低的新鲜海水中，这样便会使得新鲜海水的温度升高(达到18度左右)，而相应的废海水的温度会降低(达到5度左右)，18度的新鲜海水和5度的废海水分别通过各自的进水口进入水源热泵中，水源热泵将新鲜海水的温度进一步提升(达到20度以上)，这样便可将新鲜海水注入海水养殖大棚中。废海水降温(3度以下)排放掉。
需要说明的是，新鲜海水从板式换热器中出来后的温度为18度，而废海水从板式换热器中出来后的温度为5度，主要是通过以下方式实现的。
所述板式换热器的热水进口与其冷水出口的流向为第一流向，所述板 式换热器的冷水进口与其热水出口的流向为第二流向，所述第一流向与所述第二流向方向相反。
简单的说，就是板式换热器的热水进口与板式换热器的热水出口相邻，而板式换热器的冷水出口与板式换热器的冷水进口相邻，也就是说废海水进入到板式换热器的地方(废海水的温度在20度)与新鲜海水从板式换热器的出来的地方(新鲜海水的温度为18度)相邻，从而对新鲜海水进行充分的加热，充分吸收废海水中的热量。
如图1所示的案例是由3台热泵串联组成的，其中，2台为水源热泵、1台为空气源热泵，这3台热泵之间串联连接。
在新鲜海水通过第一水源热泵后，其温度达到20度，再通过第二水源热泵，其温度达到22度，然后进入空气源热泵，其温度可以到达23度。废海水则分别经两台水源热泵提取热能后，水温从5度降到2度，然后经排放口排放掉。
使用空气源热泵的原因是，如果2度的废海水再使用水源热泵提取热能，温度会降至0度左右，从而造成水源热泵的损坏。
水源热泵、空气源热泵、板式换热器均属于现有技术，在此就不再赘述。
需要强调的是，多台热泵之间并不限于上述串联的方式，其并联(或串联和并联同时存在的情况)的连接方式也可以实现，在此就不再赘述。
所述海水养殖热能/冷回收系统还包括海水井，冬季大棚内的养殖废海水经板式换热器、水源热泵提取热能降温后排放掉。所述海水井与第二水源热泵的水源端进水口连通。
需要说明的是，在废海水经板式换热器到第二水源热泵之间的管道内 设置相应的温度传感器，以检测管道中废海水的实时温度，在废海水温度低于5度时，废海水经另外废水口(图中未示出)直接排放掉(废海水不经水源热泵)。此时海水井便会提供海水(温度在16度左右)，进入到水源热泵水源端以提供热源，从而保证系统的高效运行。
所述海水源与所述板式换热器的冷水进口通过海水过滤罐连接。
海水过滤罐的设置，能够将新鲜海水中杂质进行排除，防止杂质影响换热效率，保证养殖用水的质量要求。
所述潜水泵的出水口与所述板式换热器的热水进口之间还设有废水过滤罐，所述潜水泵通过所述废水过滤罐与所述板式换热器连接，所述潜水泵的出水口与所述废水过滤罐的过滤进水口连接，所述废水过滤罐的过滤出水口与所述板式换热器的热水进口连接。
废水过滤罐的设置，能够将潜水泵送出的废海水进行过滤，排除其中的杂质，净化废海水的水质，防止杂质影响换热效率。
整体上说，本发明就是将海水养殖大棚中排出的废海水中的热量转移至新鲜海水中，从而提高新鲜海水的水温，再将升温后的新鲜海水输送进海水养殖大棚中，减少热量的损失，另一方面也降低了对新鲜海水加热所需要的能量，从而保护环境，降低能源消耗。
需要强调的是，本发明也可在夏季用来对新鲜海水的降温，其原理与上述情况相同。
以下具体举例说明：
如：某海水养殖(养鱼)厂，冬季海水最低温度3℃，每天把900吨的海水加温到23℃，加热的流量37.5吨/小时，24小时不停(为海水养殖厂供水)；同时每天再把900吨的废海水(海水养殖厂)排放掉，排放水温20 ℃，排放的流量37.5吨/小时，24小时不停。
另有一口海水井，出水量在37.5吨/小时以上，水温16℃。
首先由板式换热器把排放的废海水的热能回收，20℃的废海水与3℃的海水换热，两端换热的温差均为2℃，换热后海水提温到18℃，废海水排放的温度为5℃，900吨的海水在24个小时之内完成，板式换热器两侧的流量均为37.5吨/小时。由于板式换热器的原理，因而该过程无需额外消耗能量。
再用热泵将18℃的海水提升到23℃；海水井的提水温度是16℃，回灌温度为11℃，热泵两侧的流量均为37.5吨/小时，24小时不停。根据热泵的特点，不应在24小时之内不停地运转，单台机组(第一热泵或第二热泵)每天的运行时间在16个小时之内，由多台机组轮流工作，以此保证整个热泵系统在24小时中均衡加热，系统在16小时内的流量为900/16＝56.25吨/小时。
则可以推算到热泵的功率56.25*(23℃-18℃)*1.163＝327.1kw
热泵选型：选用瑞阳公司生产的海热泵LSQ25W(海水型)，在提水井水温16℃，回灌水温11℃；加温侧进水温度18℃，出水温度23℃的情况下，机组的能效比为1:6，机组的发热量为21.8*6＝130.8kw，需要的台数为327/130.8＝3台(其中一台为空气源热泵)。
LSQ25W的具体参数：输入功率21.8kw,总输入功率65.4kw,总制热量392.4kw.单台重量780kg,总重量2.34吨。单台尺寸550*750*1490。
通过以上数据可以具体推算得到热泵的运行费用。
900吨海水每天从18℃提升到23℃需要的能量：900*(23-18)*1.163＝5233.5kwh。
机组在提水井水温16℃，回灌水温11℃；加温侧进水温度18℃，出水温度23℃的情况下，机组的能效比为1:6。
每天的用电量：5233.5/6＝872.3kwh,
每天的运行费用872.3*0.8＝698元(电价0.8元/kwh)。
而相对应的采用燃煤锅炉的运行费用：
锅炉的产热量:应大于1000kw；
锅炉的热效率为60％，煤的热值为4650千卡/kg,价格930元/吨。
锅炉的燃煤量(900*(23-13)*1000/0.6)/4650＝3226kg。
锅炉的运行费用3.226*930＝3000元。
本发明的运行费用为698元/天，而锅炉加热的运行费用为3000元/天，本发明更为经济。