專利名稱:一種海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)，其包括儲(chǔ)水箱、通過(guò)進(jìn)水管和出水管與儲(chǔ)水箱連接而循環(huán)連通的太陽(yáng)能集熱裝置、通過(guò)進(jìn)水管和出水管與儲(chǔ)水箱連接而循環(huán)連通的空氣源熱泵、通過(guò)注水管和回水管與儲(chǔ)水箱連接而循環(huán)連通的海水板式換熱器，所述海水板式換熱器包括淡水腔和海水腔，所述淡水腔與注水管和回水管連接，所述海水腔連接有海水進(jìn)水管和海水回水管，所述儲(chǔ)水箱通過(guò)補(bǔ)水管與自來(lái)水管對(duì)接連通。通過(guò)二級(jí)熱交換過(guò)程從而換熱系統(tǒng)內(nèi)部可使用大規(guī)格裝備中的淡水作為媒介，從而保障換熱系統(tǒng)內(nèi)部避免腐蝕并儲(chǔ)存大量熱能，使得熱交換過(guò)程具有更好的穩(wěn)定性和持續(xù)性，僅需在淡水與海水熱交換的裝置使用耐腐蝕材料，降低了設(shè)備的成本。
【專利說(shuō)明】一種海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水溫調(diào)控，尤其涉及一種海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]海水工廠化養(yǎng)殖過(guò)程中，海水溫度、含氧量、進(jìn)水流量、氨氮含量、曝氣量、固體懸浮物都必須保持在適宜的范圍，尤其忌諱水質(zhì)的突然變化。
[0003]在海水工廠化養(yǎng)殖的水體環(huán)境中，溫度參數(shù)不僅影響?zhàn)B殖生物的進(jìn)食及生長(zhǎng)速度等基本生命活動(dòng)，還影響水體溶解氧的濃度，而水體溶解氧不僅是養(yǎng)殖生物正常生長(zhǎng)的基本需求，也是水體中其他微生物賴以生存的基本條件，因此，保持適宜的養(yǎng)殖水體溫度至關(guān)重要。通常，海水中冷水魚、溫水魚和熱水魚適宜生存的溫度區(qū)間分別為10~18.33° C、18.33-26.67° C、26.67~32.22° C。在海水工廠化養(yǎng)殖過(guò)程中，養(yǎng)殖系統(tǒng)與外界環(huán)境進(jìn)行的各種形式的熱交換會(huì)影響?zhàn)B殖池水體的溫度，養(yǎng)殖補(bǔ)充水和電機(jī)、水泵等機(jī)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)影響?zhàn)B殖池水體的溫度。為了保持養(yǎng)殖生物適宜的溫度環(huán)境，需要外界根據(jù)環(huán)境溫度給養(yǎng)殖系統(tǒng)提供大量的冷源和熱源，傳統(tǒng)的方法是以各種形式的鍋爐(電、燃煤、燃?xì)?、燃?為養(yǎng)殖系統(tǒng)加熱，采用空調(diào)為養(yǎng)殖系統(tǒng)制冷，存在能耗高、污染環(huán)境等缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種便于持續(xù)地維持養(yǎng)殖場(chǎng)水溫穩(wěn)定的海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)，其包括儲(chǔ)水箱、通過(guò)進(jìn)水管和出水管與儲(chǔ)水箱連接而循環(huán)連通的太陽(yáng)能集熱裝置、通過(guò)進(jìn)水管和出水管與儲(chǔ)水箱連接而循環(huán)連通的空氣源熱泵、通過(guò)注水管和回水管與儲(chǔ)水箱連接而循環(huán)連通的海水板式換熱器，所述海水板式換熱器包括淡水腔和海水腔，所述淡水腔與注水管和回水管連接，所述海水腔連接有海水進(jìn)水管和海水回水管，所述儲(chǔ)水箱通過(guò)補(bǔ)水管與自來(lái)水管對(duì)接連通。
[0006]作為本實(shí)用新型海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述儲(chǔ)水箱具有雙層不銹鋼箱體，兩層不銹鋼之間設(shè)有發(fā)泡保溫層。
[0007]作為本實(shí)用新型海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述出水管由儲(chǔ)水箱引出后依次設(shè)有閘閥、過(guò)濾器、循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵、止回閥；所述注水管由儲(chǔ)水箱引出后依次設(shè)有閘閥、過(guò)濾器、循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵、止回閥。
[0008]作為本實(shí)用新型海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述海水板式換熱器由鈦金屬板制作而圍成淡水腔和海水腔。
[0009]作為本實(shí)用新型海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)還包括控制分系統(tǒng)，所述控制分系統(tǒng)包括伸入海水養(yǎng)殖池的溫度傳感器、與溫度傳感器電性連接的處理器，所述循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵設(shè)有電磁開關(guān)，所述電磁開關(guān)與所述處理器電性連接。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果在于:所述的海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)包括太陽(yáng)能集熱裝置、空氣源熱泵、儲(chǔ)水箱、海水板式換熱器，當(dāng)海水養(yǎng)殖水體需要加熱時(shí)，以太陽(yáng)能為主熱源，以空氣能為輔助熱源對(duì)儲(chǔ)水箱內(nèi)的淡水循環(huán)加熱，當(dāng)養(yǎng)殖水體需要降溫時(shí)，由空氣源熱泵系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)水箱內(nèi)的淡水循環(huán)冷卻；加熱或冷卻后的淡水通過(guò)海水板式換熱器與海水工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)進(jìn)行熱交換，通過(guò)二級(jí)熱交換過(guò)程從而為養(yǎng)殖場(chǎng)提供適宜的溫度環(huán)境，并且換熱系統(tǒng)內(nèi)部可使用大規(guī)格裝備中的淡水作為媒介從而保障換熱系統(tǒng)內(nèi)部避免腐蝕并儲(chǔ)存大量熱能，使得熱交換過(guò)程具有更好的穩(wěn)定性和持續(xù)性，僅需在淡水與海水熱交換的裝置使用耐腐蝕材料，降低了設(shè)備的成本。

【附圖說(shuō)明】

[0011]圖1為本實(shí)用新型海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型一種海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)，其包括儲(chǔ)水箱10、通過(guò)進(jìn)水管15和出水管16與儲(chǔ)水箱10連接而循環(huán)連通的太陽(yáng)能集熱裝置12、通過(guò)進(jìn)水管15和出水管16與儲(chǔ)水箱10連接而循環(huán)連通的空氣源熱泵20、通過(guò)注水管18和回水管19與儲(chǔ)水箱10連接而循環(huán)連通的海水板式換熱器30，所述海水板式換熱器30包括淡水腔和海水腔，所述淡水腔與注水管18和回水管19連接，所述海水腔連接有海水進(jìn)水管31和海水回水管32，所述儲(chǔ)水箱10通過(guò)補(bǔ)水管14與自來(lái)水管對(duì)接連通。所述的海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)包括太陽(yáng)能集熱裝置12、空氣源熱泵20、儲(chǔ)水箱10、海水板式換熱器30，當(dāng)海水養(yǎng)殖水體需要加熱時(shí)，以太陽(yáng)能為主熱源，以空氣能為輔助熱源對(duì)儲(chǔ)水箱內(nèi)的淡水循環(huán)加熱，當(dāng)養(yǎng)殖水體需要降溫時(shí)，由空氣源熱泵系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)水箱內(nèi)的淡水循環(huán)冷卻；加熱或冷卻后的淡水通過(guò)海水板式換熱器與海水工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)進(jìn)行熱交換，從而為其提供適宜的溫度環(huán)境，并且換熱系統(tǒng)內(nèi)部使用淡水作為媒介從而保障換熱系統(tǒng)內(nèi)部避免腐蝕，僅需在淡水與海水熱交換的裝置使用耐腐蝕材料，降低了設(shè)備的成本。儲(chǔ)水箱通過(guò)浮球閥實(shí)現(xiàn)從自來(lái)水管網(wǎng)自動(dòng)補(bǔ)水，使水箱水位始終維持在滿位狀態(tài)。
[0014]其中，太陽(yáng)能集熱裝置12作為主要的制熱裝置，采用承壓能力較強(qiáng)的平板型太陽(yáng)能集熱器，用角鋼作支架，傾斜疊放在地面或建筑物樓頂，根據(jù)空間位置將各片集熱器按先串聯(lián)、再并聯(lián)的方式呈矩陣排列，構(gòu)成平板集熱器組。
[0015]另外，使用空氣源熱泵20系統(tǒng)作為輔助制熱裝置和主要制冷裝置。當(dāng)陽(yáng)光充足時(shí)，利用太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)水池內(nèi)的水加熱，沒(méi)有太陽(yáng)或太陽(yáng)不足時(shí)，利用空氣源熱泵系統(tǒng)加熱；由于空氣源熱泵的制熱能力和制熱性能系數(shù)隨著室外氣溫的降低而降低，故要求室外環(huán)境溫度在-10攝氏度以上，同時(shí)，為保證機(jī)組使用壽命，空氣源熱泵20的出水溫度要求不超過(guò)60攝氏度。
[0016]更佳地，所述儲(chǔ)水箱10具有雙層不銹鋼箱體，兩層不銹鋼之間設(shè)有發(fā)泡保溫層。所述儲(chǔ)水箱10的材質(zhì)為不銹鋼，中間加5CM厚的聚胺脂發(fā)泡保溫層，儲(chǔ)水箱10上下部各安裝三只回水管和出水管，分別與太陽(yáng)能集熱裝置12、空氣源熱泵20和海水板式換熱器30連接，實(shí)現(xiàn)淡水為介質(zhì)的間接熱交換，在儲(chǔ)水箱進(jìn)行儲(chǔ)水并儲(chǔ)備熱能和冷能，能源儲(chǔ)備后再通過(guò)板式換熱器進(jìn)行淡水和海水之間的熱交換，使得能量控制溫度更加緩和更加穩(wěn)定。
[0017]更佳地，所述出水管16由儲(chǔ)水箱10引出后依次設(shè)有閘閥22、過(guò)濾器23、循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵25、止回閥26，所述注水管18由儲(chǔ)水箱10引出后依次設(shè)有閘閥22、過(guò)濾器23、循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵25、止回閥26，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)二級(jí)熱交換過(guò)程的控制，通過(guò)控制淡水儲(chǔ)熱的速度，同時(shí)控制淡水與海水熱交換的效率，使得熱交換過(guò)程具有更好的穩(wěn)定性和持續(xù)性，避免水溫急劇變化。通過(guò)淡水大量?jī)?chǔ)熱，避免較大規(guī)格的設(shè)備受到腐蝕，并儲(chǔ)存更多的能量使得后續(xù)熱交換具有更好的持續(xù)性。后續(xù)使用達(dá)到溫度范圍的淡水與海水在小型熱交換裝置內(nèi)進(jìn)行熱交換，降低海水對(duì)設(shè)備的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。
[0018]更佳地，所述海水板式換熱器30由鈦金屬板制作而圍成淡水腔和海水腔，所述的海水板式換熱器30為具有良好抗腐蝕性的鈦換熱器，容量大小根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模和養(yǎng)殖生物所需要的換熱量確定，儲(chǔ)水箱10的淡水和工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)的海水通過(guò)海水板式換熱器進(jìn)行熱交換。
[0019]更佳地，所述海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)還包括控制分系統(tǒng)，所述控制分系統(tǒng)包括伸入海水養(yǎng)殖池的溫度傳感器、與溫度傳感器電性連接的處理器，所述循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵設(shè)有電磁開關(guān)，所述電磁開關(guān)與所述處理器電性連接?？刂瓢ㄒ韵虏襟E:
[0020]步驟1:根據(jù)海水養(yǎng)殖生物種類，在控制器(即處理器)中設(shè)置養(yǎng)殖水體最佳溫度及上下限。
[0021]步驟2:如果海水養(yǎng)殖池實(shí)際溫度低于最佳溫度下限，首先啟動(dòng)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，達(dá)到設(shè)定時(shí)間(可調(diào))時(shí)如果儲(chǔ)水箱溫度仍沒(méi)達(dá)到設(shè)定溫度(可調(diào))，則啟動(dòng)空氣源熱泵制熱模式；如果海水養(yǎng)殖池實(shí)際溫度高于最佳溫度上限，則啟動(dòng)空氣源熱泵制冷模式，直到儲(chǔ)水箱溫度達(dá)到設(shè)定值。
[0022]步驟3:啟動(dòng)淡水、海水熱交換系統(tǒng)，儲(chǔ)水箱內(nèi)的淡水和工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)的海水通過(guò)海水板式換熱器進(jìn)行熱交換。
[0023]步驟4:判斷海水溫度是否達(dá)到最佳溫度？如達(dá)到，則先停止淡水、海水熱交換系統(tǒng)的運(yùn)行，再停止太陽(yáng)能集熱裝置的工作。
[0024]其中，檢測(cè)海水養(yǎng)殖池實(shí)際溫度的傳感器為耐海水腐蝕的溫度傳感器，海水工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)海水循環(huán)的是耐腐蝕的海水泵。
[0025]作為具體實(shí)施例，當(dāng)海水養(yǎng)殖池溫度低于設(shè)定的溫度下限，即養(yǎng)殖系統(tǒng)需要加熱時(shí)，溫度控制器比較溫度傳感器實(shí)時(shí)采集的太陽(yáng)能集熱器組出口水溫Tl和儲(chǔ)水箱10底部水溫T2 (即集熱器入口水溫)。當(dāng)Tl-T2>8攝氏度(可調(diào))時(shí)，集熱循環(huán)泵25啟動(dòng)，儲(chǔ)水箱10底部冷水經(jīng)閘閥22、過(guò)濾器23及止回閥26進(jìn)入集熱器組，吸收太陽(yáng)輻射能，然后流回儲(chǔ)水箱10，經(jīng)反復(fù)循環(huán)將儲(chǔ)水箱10內(nèi)的水加熱；當(dāng)Tl-T2〈3攝氏度(可調(diào))時(shí)，集熱循環(huán)泵停止；當(dāng)太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度不足或太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)不工作，使時(shí)間達(dá)到設(shè)定時(shí)間(可調(diào))時(shí)儲(chǔ)水箱溫度Τ2仍沒(méi)達(dá)到設(shè)定的高溫值(可調(diào))，則空氣源熱泵20系統(tǒng)啟動(dòng)，機(jī)組和熱泵循環(huán)泵同時(shí)開啟，直到Τ2達(dá)到設(shè)定高溫值。此時(shí)，溫度控制器根據(jù)養(yǎng)殖池實(shí)際水溫和設(shè)定水溫，同時(shí)開啟海水板式換熱器兩側(cè)的換熱循環(huán)泵和海水循環(huán)泵及相關(guān)的電磁閥，使儲(chǔ)水箱的淡水和養(yǎng)殖系統(tǒng)的海水在換熱器內(nèi)進(jìn)行熱交換，當(dāng)達(dá)到養(yǎng)殖溫度上限時(shí)，停止換熱循環(huán)泵、海水循環(huán)泵及集熱循環(huán)泵，關(guān)閉相關(guān)的電磁閥。從而使得溫度調(diào)控過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。其中，集熱循環(huán)泵、熱泵循環(huán)泵都是換熱循環(huán)泵(即循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵25)。
[0026]當(dāng)海水養(yǎng)殖池溫度高于設(shè)定的溫度上限，即養(yǎng)殖系統(tǒng)需要降溫時(shí)，空氣源熱泵系統(tǒng)啟動(dòng)，機(jī)組和熱泵循環(huán)泵同時(shí)開啟，直到T2達(dá)到設(shè)定的低溫值(可調(diào))；然后，溫度控制器根據(jù)養(yǎng)殖池實(shí)際水溫和設(shè)定水溫，同時(shí)開啟海水板式換熱器兩側(cè)的換熱循環(huán)泵和海水循環(huán)泵及相關(guān)的電磁閥，使儲(chǔ)水箱的淡水和養(yǎng)殖系統(tǒng)的海水在換熱器內(nèi)進(jìn)行熱交換，當(dāng)達(dá)到養(yǎng)殖溫度下限時(shí)，停止換熱循環(huán)泵、海水循環(huán)泵及集熱循環(huán)泵，關(guān)閉相關(guān)的電磁閥。
[0027]通過(guò)以上實(shí)施例可以看出，本實(shí)用新型具有以下較佳的技術(shù)效果:本實(shí)施方式的基于太陽(yáng)能+空氣源熱泵的海水工廠化養(yǎng)殖水溫調(diào)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖水溫的全自動(dòng)檢測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守；本實(shí)施方式運(yùn)用可再生能源和新能源利用技術(shù)及空氣源熱泵技術(shù)，構(gòu)成太陽(yáng)能加空氣源熱泵系統(tǒng)，既克服了太陽(yáng)能低密度、不穩(wěn)定的缺陷，又彌補(bǔ)了空氣源熱泵在寒冷季節(jié)效率較低的不足，對(duì)節(jié)能降耗、安全環(huán)保具有重要意義。運(yùn)用可再生能源和新能源利用及現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)，科學(xué)而有效地解決了現(xiàn)有海水工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)中使用電、燃煤、燃?xì)饣蛉加椭苯蛹訜岷Ｋ膯?wèn)題，具有控制精度高、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，可操作性和實(shí)用性強(qiáng)。
[0028]以上所揭露的僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:包括儲(chǔ)水箱、通過(guò)進(jìn)水管和出水管與儲(chǔ)水箱連接而循環(huán)連通的太陽(yáng)能集熱裝置、通過(guò)進(jìn)水管和出水管與儲(chǔ)水箱連接而循環(huán)連通的空氣源熱泵、通過(guò)注水管和回水管與儲(chǔ)水箱連接而循環(huán)連通的海水板式換熱器，所述海水板式換熱器包括淡水腔和海水腔，所述淡水腔與注水管和回水管連接，所述海水腔連接有海水進(jìn)水管和海水回水管，所述儲(chǔ)水箱通過(guò)補(bǔ)水管與自來(lái)水管對(duì)接連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:所述儲(chǔ)水箱具有雙層不銹鋼箱體，兩層不銹鋼之間設(shè)有發(fā)泡保溫層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:所述出水管由儲(chǔ)水箱引出后依次設(shè)有閘閥、過(guò)濾器、循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵、止回閥；所述注水管由儲(chǔ)水箱引出后依次設(shè)有閘閥、過(guò)濾器、循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵、止回閥。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:所述海水板式換熱器由鈦金屬板制作而圍成淡水腔和海水腔。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水養(yǎng)殖場(chǎng)水溫調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:還包括控制分系統(tǒng)，所述控制分系統(tǒng)包括伸入海水養(yǎng)殖池的溫度傳感器、與溫度傳感器電性連接的處理器，所述循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵設(shè)有電磁開關(guān)，所述電磁開關(guān)與所述處理器電性連接。
【文檔編號(hào)】A01K63-06GK204272964SQ201420551784
【發(fā)明者】徐今強(qiáng), 李一峰, 王筱珍, 唐麗平 [申請(qǐng)人]廣東海洋大學(xué)