專利名稱：工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖多能源綜合利用及水溫調控方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水產(chǎn)養(yǎng)殖用水的多能源綜合利用及加熱、制冷調控水溫的方法。
背景技術：
對于水產(chǎn)養(yǎng)殖，水的溫度調控是一項關鍵技術。對蝦、貝類、海參育苗要求水溫在 22°C 25°C左右；而冷水魚類如大菱鲆等則要求水溫低于20°C。目前大多數(shù)的養(yǎng)殖企業(yè)的做法是在北方地區(qū)11月份至來年5月份期間，利用鍋爐產(chǎn)生的熱水作為加熱水的熱源。 在南方地區(qū)夏季自然環(huán)境水溫能達到30°C以上，大大超出了某些水產(chǎn)品的生長溫度，現(xiàn)有的方法是利用地下水作為水的冷源，或直接抽取地下水進行養(yǎng)殖。這些做法存在明顯缺陷大量抽取地下水進行養(yǎng)殖，嚴重浪費了地下水資源，且會引起地表面下沉，地下水位下降，水回灌，土壤鹽堿化等問題。燃煤鍋爐不但運行費用高，并且安全性差，能源利用率低，資源浪費和大氣污染嚴重。養(yǎng)殖廠排水中大量的熱量和冷量沒有被回收利用，直接排走，造成能源的極大浪費。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖多能源綜合利用及水溫調控方法，克服上述已有水能源利用及溫調控方法的缺陷。所要解決的技術問題是，第一、綜合利用太陽能、地下水的冷熱能、養(yǎng)殖廢水的冷熱能，通過熱交換器和水源熱泵實現(xiàn)養(yǎng)殖水的綜合利用和溫度調控，不使用鍋爐，也不過度使用地下水資源。第二、通過對系統(tǒng)的合理控制，綜合利用各種能源，使整個系統(tǒng)具有更低的能耗，同時提高各種能源利用的互補性，從而保障養(yǎng)殖水的溫度要求。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案如下—種工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖多能源綜合利用及水溫調控方法，其特征在于加熱方法第一步、太陽能利用將太陽能集熱系統(tǒng)的水溫與常溫養(yǎng)殖用水溫度進行比較如果太陽能集熱系統(tǒng)的水具備利用價值，首先使常溫養(yǎng)殖用水與太陽能集熱系統(tǒng)進行熱交換，吸收太陽能的熱能，然后判斷加熱后的養(yǎng)殖用水是否達到養(yǎng)殖池水溫要求，如果達到要求，養(yǎng)殖用水直接進入養(yǎng)殖池，如果達不到要求，養(yǎng)殖用水進入第二步；如果太陽能集熱系統(tǒng)的水不具備利用價值，常溫養(yǎng)殖用水直接進入第二步；第二步、深井水熱能利用抽取深井水并將其水溫與養(yǎng)殖用水的水溫進行比較如果兩者溫差達到設定值，將深井水與養(yǎng)殖用水進行熱交換，提取深井水的熱能， 然后判斷加熱后的養(yǎng)殖用水是否達到養(yǎng)殖池水溫要求，如果達到要求，養(yǎng)殖用水直接進入養(yǎng)殖池，如果達不到要求，養(yǎng)殖用水進入熱泵機組的冷凝器并啟動熱泵機組，如果熱交換后的深井水的溫度達到設定值，熱交換后的深井水進入熱泵機組的蒸發(fā)器，通過熱泵機組再次提取深井水的熱能并經(jīng)過熱泵機組轉換至冷凝器加熱養(yǎng)殖用水使其達到養(yǎng)殖池水溫要求，然后養(yǎng)殖用水進入養(yǎng)殖池，如果熱交換后的深井水的溫度達不到設定值，熱交換后的深井水排出系統(tǒng)，直接抽取深井水進入熱泵機組的蒸發(fā)器，通過熱泵機組提取深井水的熱能并經(jīng)過熱泵機組轉換至冷凝器加熱養(yǎng)殖用水使其達到養(yǎng)殖池水溫要求，然后養(yǎng)殖用水進入養(yǎng)殖池；如果兩者溫差達不到設定值，養(yǎng)殖用水進入熱泵機組的冷凝器并啟動熱泵機組， 并抽取深井水進入熱泵機組的蒸發(fā)器，通過熱泵機組提取深井水的熱能并經(jīng)過熱泵機組轉換至冷凝器加熱養(yǎng)殖用水使其達到養(yǎng)殖池水溫要求，然后養(yǎng)殖用水進入養(yǎng)殖池；通過控制熱泵機組中壓縮機的能量輸出，使冷凝器流出的水溫達到養(yǎng)殖池水溫要求；第三步、廢水熱能回收利用在水產(chǎn)養(yǎng)殖池水加滿后的生產(chǎn)過程中，水產(chǎn)養(yǎng)殖池的回收水流入水回收池中，當水回收池中的水位達到設定值，并且水回收池中的水溫達到設定值時，用水回收池中的水代替深井水，其它按照第二步的方法參與系統(tǒng)熱交換，再次提取水回收池中水的熱能；如果水回收池中的水位達不到設定值，或者水回收池中的水溫達不到設定值，按照第二步進行；降溫方法第一步、深井水冷能利用抽取深井水并將其水溫與養(yǎng)殖用水的水溫進行比較如果兩者溫差達到設定值，將深井水與養(yǎng)殖用水進行熱交換，提取深井水的冷能， 然后判斷降溫后的養(yǎng)殖用水是否達到養(yǎng)殖池水溫要求，如果達到要求，養(yǎng)殖用水直接進入養(yǎng)殖池，如果達不到要求，養(yǎng)殖用水進入熱泵機組的蒸發(fā)器并啟動熱泵機組，如果熱交換后的深井水的溫度達到設定值，熱交換后的深井水進入熱泵機組的冷凝器，通過熱泵機組再次提取深井水的冷能并經(jīng)過熱泵機組轉換至蒸發(fā)器冷卻養(yǎng)殖用水使其達到養(yǎng)殖池水溫要求，然后養(yǎng)殖用水進入養(yǎng)殖池，如果熱交換后的深井水的溫度達不到設定值，熱交換后的深井水排出系統(tǒng)，直接抽取深井水進入熱泵機組的冷凝器，通過熱泵機組提取深井水的冷能并經(jīng)過熱泵機組轉換至蒸發(fā)器冷卻養(yǎng)殖用水使其達到養(yǎng)殖池水溫要求，然后養(yǎng)殖用水進入養(yǎng)殖池；如果兩者溫差達不到設定值，養(yǎng)殖用水進入熱泵機組的蒸發(fā)器并啟動熱泵機組， 并抽取深井水進入熱泵機組的冷凝器，通過熱泵機組提取深井水的冷能并經(jīng)過熱泵機組轉換至蒸發(fā)器冷卻養(yǎng)殖用水使其達到養(yǎng)殖池水溫要求，然后養(yǎng)殖用水進入養(yǎng)殖池；通過控制熱泵機組中壓縮機的能量輸出，使蒸發(fā)器流出的水溫達到養(yǎng)殖池水溫要求；廢水冷能回收利用在水產(chǎn)養(yǎng)殖池水加滿后的生產(chǎn)過程中，水產(chǎn)養(yǎng)殖池的回收水流入水回收池中，當水回收池中的水位達到設定值，并且水回收池中的水溫達到設定值時，用水回收池中的水代替深井水，其它按照第一步的方法參與系統(tǒng)熱交換，再次提取水回收池中水的冷能；如果水回收池中的水位達不到設定值，或者水回收池中的水溫達不到設定值，按
照第一步進行。
本發(fā)明的積極效果在于第一、本發(fā)明綜合利用了太陽能、地下水的熱(冷)能以及養(yǎng)殖回收水的冷、熱能， 并實現(xiàn)了養(yǎng)殖用水的溫度調控，不使用鍋爐，因此對環(huán)境不產(chǎn)生污染。被一次熱交換利用過的地下水的熱(冷)能用于熱泵機組，并且利用了養(yǎng)殖池回收水的的冷、熱能，因此本發(fā)明具有較高的能源利用率。第二、本發(fā)明綜合利用了深水井的熱(冷)能源，但在滿足工況要求的前提下關閉深水井水泵，而利用養(yǎng)殖回收水代替深水井的水，只有在水回收池中水量或者水溫達不到設定值時再次啟動深水井水泵進行補充。因此本發(fā)明沒有過度利用地下水源，從而克服了現(xiàn)行做法過度利用地下水資源，引起地表面下沉，地下水位下降，海平面上升，水回灌，土壤鹽堿化等問題的缺陷。


圖1是本發(fā)明多能源綜合利用及水溫控制流程原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明。參見圖1，本發(fā)明多能源綜合利用及加熱的步驟如下第(1)步檢測1號水(養(yǎng)殖用水，下同)的溫度TlO并與太陽能水箱內的水溫 T30比較，如果ΔΤ1 = T30-T10的值達到設定值(比如ΔΤ1彡5°C )，電磁閥DFl打開，同時啟動水泵Bl和水泵B2，2號水(深井水，下同)的常溫水經(jīng)過太陽能交換器(JHl)進行熱交換，提取太陽能的熱能；檢測太陽能交換器(JHl)后端1號水的水溫T11，將Tll與水產(chǎn)養(yǎng)殖池要求的水溫設定值上限Tl、下限T2進行比較，如果Tll位于Tl、T2之間，打開電磁閥DF3，經(jīng)過太陽能交換器(JHl)熱交換的1號水直接進入水產(chǎn)養(yǎng)殖池；如果Tll > Tl， 控制水泵B2的流量，使Tll位于Tl、T2之間；如果Tll < T2，進入第(2)步；如果Δ Tl的值未達到設定值(比如Δ Tl < 5°C )，電磁閥DF2打開，啟動水泵Bi， 1號水直接進入第( 步；第⑵步啟動水泵B3并打開電磁閥DF5、DF7，抽取2號水并檢測2號水的溫度 T20，將Tll與T20進行比較，如果ΔΤ2 = T20-T11的值達到設定值(比如Δ Tl彡10°C )， 打開電磁閥DF4，1號水與2號水在回收熱交換器(JH2)中進行熱交換，吸收2號水的熱量， 然后檢測該次熱交換后的1號水的水溫T12，同時檢測該次熱交換后2號水的水溫T22 ；將T12與水產(chǎn)養(yǎng)殖池要求的水溫設定值上限Tl、下限T2進行比較，如果T12位于 T1、T2之間，經(jīng)過該次熱交換后的1號水直接進入水產(chǎn)養(yǎng)殖池；如果Τ12 > Tl，控制水泵Β3 的流量，使Τ12位于Τ1、Τ2之間；如果Τ12 < Τ2，經(jīng)過該次熱交換后的1號水進入熱泵機組中的冷凝器JH3，并啟動熱泵機組；如果Τ22高于設定值(比如8°C )，關閉電磁閥DF7，打開電磁閥DF8、DF9，2號水進入熱泵機組中的蒸發(fā)器(JH4)進行交換，通過熱泵機組將熱量轉換到冷凝器JH3中，再次提取通過回收熱交換器(Jffi)交換過熱量的深井水中的剩余熱能，然后將2號水排出系統(tǒng)， 使1號水的水溫位于Tl、T2之間，1號水流入水產(chǎn)養(yǎng)殖池；如果T22低于設定值(比如8°C )，將2號水排出系統(tǒng)，并打開DF9，2號水直接進入熱泵機組中的蒸發(fā)器(JH4)進行交換，通過熱泵機組將熱量轉換到冷凝器JH3中，使1號水的水溫位于Tl、T2之間，1號水流入水產(chǎn)養(yǎng)殖池；通過控制熱泵機組中壓縮機的能量輸出，使冷凝器JH3流出的水溫T13位于Tl、 T2之間；廢水熱能回收在水產(chǎn)養(yǎng)殖池水加滿后的生產(chǎn)過程中，水產(chǎn)養(yǎng)殖池的回收水流入水回收池中，當水回收池中的水位(H)達到設定值，并且水回收池中的水溫(T23)達到設定值時，關閉水泵B3，啟動水泵B4，用水回收池中的水代替深井水，再次從回收水中提取熱能；如果水回收池中的水位(H)未達到設定值，或者水回收池中的水溫(Τ2!3)未達到設定值，關閉水泵Β4，重新啟動水泵Β3 ；仍參見圖1，本發(fā)明多能源綜合利用及制冷的步驟如下啟動水泵Bl抽取1號水，打開電磁閥DF2、DF4、DF11，將1號水供至回收熱交換器 (JH2)，同時啟動水泵B3并打開電磁閥DF5、DF7抽取2號水到回收熱交換器(JH2)，2水吸收1號水的熱量使1號水溫降低，交換完畢2號水被排出系統(tǒng)；檢測交換后1號水的水溫T24，與水產(chǎn)養(yǎng)殖池要求的水溫設定值上限Tl、下限T2 進行比較，如果TM位于Tl、T2之間，經(jīng)過該次熱交換后1號水直接進入水產(chǎn)養(yǎng)殖池；如果 T24 < T2，控制水泵B3的流量，使TM位于Tl、T2之間；2號水被排出系統(tǒng)；如果T24 > Tl，經(jīng)過該次熱交換后的1號水進入熱泵機組中的蒸發(fā)器(JH4)；檢測交換后2號水的水溫T22，如果T22低于設定值(比如25°C )，關閉DF7，打開電磁閥DF12、DF15、DF16，交換后的2號水進入熱泵機組的冷凝器JH3，同時啟動熱泵機組， 再次提取2號水的冷能并將冷能通過熱泵機組轉換至蒸發(fā)器(JH4)中，使1號水水溫進一步降低并流入水產(chǎn)養(yǎng)殖池，通過控制熱泵機組中壓縮機的能量輸出，使蒸發(fā)器(JH4)流出的1號水的水溫T25位于Tl、T2之間；2號水通過熱泵機組交換后被排出系統(tǒng)；如果T22高于設定值(比如25°C )，通過回收熱交換器(JH2)交換后的2號水排出系統(tǒng)，打開電磁閥DF13、DF15、DF16，2號水進入冷凝器JH3，同時啟動熱泵機組，提取深井水的冷能并將冷能通過熱泵機組轉換至蒸發(fā)器(JH4)中，使1號水的水溫進一步降低并流入水產(chǎn)養(yǎng)殖池，通過控制熱泵機組中壓縮機的能量輸出，使蒸發(fā)器(JH4)流出的水溫T25位于Tl、T2之間；2號水通過熱泵機組交換后被排出系統(tǒng)；廢水冷能回收在水產(chǎn)養(yǎng)殖池水加滿后的生產(chǎn)過程中，水產(chǎn)養(yǎng)殖池的回收水流入水回收池中，當水回收池中的水位(H)達到設定值，并且水回收池中的水溫(T23)達到設定值時，關閉水泵B3，啟動水泵B4，用水回收池中的水代替深井水，再次從回收水中提取冷能；如果水回收池中的水位(H)未達到設定值，或者水回收池中的水溫(Τ2!3)未達到設定值，關閉水泵Β4，重新啟動水泵Β3。
權利要求
1. 一種工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖多能源綜合利用及水溫調控方法，其特征在于 加熱方法第一步、太陽能利用將太陽能集熱系統(tǒng)的水溫與常溫養(yǎng)殖用水溫度進行比較 如果太陽能集熱系統(tǒng)的水具備利用價值，首先使常溫養(yǎng)殖用水與太陽能集熱系統(tǒng)進行熱交換，吸收太陽能的熱能，然后判斷加熱后的養(yǎng)殖用水是否達到養(yǎng)殖池水溫要求，如果達到要求，養(yǎng)殖用水直接進入養(yǎng)殖池，如果達不到要求，養(yǎng)殖用水進入第二步； 如果太陽能集熱系統(tǒng)的水不具備利用價值，常溫養(yǎng)殖用水直接進入第二步； 第二步、深井水熱能利用抽取深井水并將其水溫與養(yǎng)殖用水的水溫進行比較 如果兩者溫差達到設定值，將深井水與養(yǎng)殖用水進行熱交換，提取深井水的熱能，然后判斷加熱后的養(yǎng)殖用水是否達到養(yǎng)殖池水溫要求，如果達到要求，養(yǎng)殖用水直接進入養(yǎng)殖池，如果達不到要求，養(yǎng)殖用水進入熱泵機組的冷凝器并啟動熱泵機組，如果熱交換后的深井水的溫度達到設定值，熱交換后的深井水進入熱泵機組的蒸發(fā)器，通過熱泵機組再次提取深井水的熱能并經(jīng)過熱泵機組轉換至冷凝器加熱養(yǎng)殖用水使其達到養(yǎng)殖池水溫要求，然后養(yǎng)殖用水進入養(yǎng)殖池，如果熱交換后的深井水的溫度達不到設定值，熱交換后的深井水排出系統(tǒng)，直接抽取深井水進入熱泵機組的蒸發(fā)器，通過熱泵機組提取深井水的熱能并經(jīng)過熱泵機組轉換至冷凝器加熱養(yǎng)殖用水使其達到養(yǎng)殖池水溫要求，然后養(yǎng)殖用水進入養(yǎng)殖池；如果兩者溫差達不到設定值，養(yǎng)殖用水進入熱泵機組的冷凝器并啟動熱泵機組，并抽取深井水進入熱泵機組的蒸發(fā)器，通過熱泵機組提取深井水的熱能并經(jīng)過熱泵機組轉換至冷凝器加熱養(yǎng)殖用水使其達到養(yǎng)殖池水溫要求，然后養(yǎng)殖用水進入養(yǎng)殖池；通過控制熱泵機組中壓縮機的能量輸出，使冷凝器流出的水溫達到養(yǎng)殖池水溫要求； 第三步、廢水熱能回收利用在水產(chǎn)養(yǎng)殖池水加滿后的生產(chǎn)過程中，水產(chǎn)養(yǎng)殖池的回收水流入水回收池中，當水回收池中的水位達到設定值，并且水回收池中的水溫達到設定值時，用水回收池中的水代替深井水，其它按照第二步的方法參與系統(tǒng)熱交換，再次提取水回收池中水的熱能；如果水回收池中的水位達不到設定值，或者水回收池中的水溫達不到設定值，按照第二步進行； 降溫方法第一步、深井水冷能利用抽取深井水并將其水溫與養(yǎng)殖用水的水溫進行比較 如果兩者溫差達到設定值，將深井水與養(yǎng)殖用水進行熱交換，提取深井水的冷能，然后判斷降溫后的養(yǎng)殖用水是否達到養(yǎng)殖池水溫要求，如果達到要求，養(yǎng)殖用水直接進入養(yǎng)殖池，如果達不到要求，養(yǎng)殖用水進入熱泵機組的蒸發(fā)器并啟動熱泵機組，如果熱交換后的深井水的溫度達到設定值，熱交換后的深井水進入熱泵機組的冷凝器，通過熱泵機組再次提取深井水的冷能并經(jīng)過熱泵機組轉換至蒸發(fā)器冷卻養(yǎng)殖用水使其達到養(yǎng)殖池水溫要求，然后養(yǎng)殖用水進入養(yǎng)殖池，如果熱交換后的深井水的溫度達不到設定值，熱交換后的深井水排出系統(tǒng)，直接抽取深井水進入熱泵機組的冷凝器，通過熱泵機組提取深井水的冷能并經(jīng)過熱泵機組轉換至蒸發(fā)器冷卻養(yǎng)殖用水使其達到養(yǎng)殖池水溫要求，然后養(yǎng)殖用水進入養(yǎng)殖池；如果兩者溫差達不到設定值，養(yǎng)殖用水進入熱泵機組的蒸發(fā)器并啟動熱泵機組，并抽取深井水進入熱泵機組的冷凝器，通過熱泵機組提取深井水的冷能并經(jīng)過熱泵機組轉換至蒸發(fā)器冷卻養(yǎng)殖用水使其達到養(yǎng)殖池水溫要求，然后養(yǎng)殖用水進入養(yǎng)殖池；通過控制熱泵機組中壓縮機的能量輸出，使蒸發(fā)器流出的水溫達到養(yǎng)殖池水溫要求； 廢水冷能回收利用在水產(chǎn)養(yǎng)殖池水加滿后的生產(chǎn)過程中，水產(chǎn)養(yǎng)殖池的回收水流入水回收池中，當水回收池中的水位達到設定值，并且水回收池中的水溫達到設定值時，用水回收池中的水代替深井水，其它按照第一步的方法參與系統(tǒng)熱交換，再次提取水回收池中水的冷能；如果水回收池中的水位達不到設定值，或者水回收池中的水溫達不到設定值，按照第一步進行。
全文摘要
本發(fā)明是一種工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖多能源綜合利用及水溫調控方法，綜合利用太陽能的熱能、深水井中的冷熱能以及水產(chǎn)養(yǎng)殖池廢水的冷熱能，通過熱交換器和水源熱泵實現(xiàn)了養(yǎng)殖水的綜合利用和溫度調控，不使用鍋爐，也不過度使用地下水資源。因此對環(huán)境不產(chǎn)生污染。被一次熱交換利用過的地下水的熱(冷)能用于熱泵機組，并且利用了養(yǎng)殖池回收水的的冷、熱能，因此本發(fā)明具有較高的能源利用率。
文檔編號A01K63/06GK102283165SQ20111015826
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權日2011年6月14日
發(fā)明者張華東, 牟春曉 申請人:煙臺同大制冷設備有限公司