技术领域
[0001] 本实用新型涉及
海水养殖设备领域，特别涉及
海水养殖专用热水机组。可以提取海水养殖池排出的
废水中的
热能，重新对新的海水进行加热的专用热水机组，特别是可以高效可靠的将养殖污水中的热能提取，并将全部热能释放到新的海水养殖使用水中，重新制取养殖用热水的，热能循环利用的海水养殖专用热水机组。
背景技术
[0002] 随着人们生活水平的提高，海水养殖业不断发展，但以往的海水加热方法如燃
煤锅炉或燃气锅炉，不仅污染环境，同时浪费资源，难以满足世界范围内节能环保大环境的要求，其它方法获得热水更是投入成本高，且耗能巨大。实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是提供一种海水养殖专用热水机组。解决了以往的海水加热方法污染环境，浪费资源，投入成本高，且耗能巨大的问题。
[0004] 本项目所述海水养殖专用热水机组，可以高效提取养殖过程中污水中的热量，一次性加热海水养殖用水，且可保证长期运行可靠，从而大大地节约了
能源，节省了运行
费用，并清洁了环境，方便了管理，是未来海水养殖领域制取热水方法的最佳选择。
[0005] 为解决上述问题，采用的技术方案是：
[0006] 海水养殖专用热水机组，包括
压缩机、双通路
冷凝器、双通路
蒸发器、海水预加热换热器、储液气液
热交换器和电控箱，其特征在于：
[0007] 双通路冷凝器的冷凝器进口通过管道和压缩机的排气口连接。双通路冷凝器的冷凝器出口通过管道和储液气液热交换器的低压进口连接。压缩机的吸气口通过管道和储液气液热交换器的高压出口连接。双通路冷凝器的补充新海水出口上安装有带有新海水出口
温度探头的管道。双通路冷凝器的补充新海水二级进口通过管道和海水预加热换热器的补充新海水一级出口连接。双通路
蒸发器的热源海水出口上安装有管道。双通路蒸发器的热源海水二级进口通过管道和海水预加热换热器的热源海水一级出口连接。双通路蒸发器的蒸发器出口通过管道和储液气液热交换器的高压进口连接。双通路蒸发器的蒸发器进口通过管道和储液气液热交换器的低压出口连接。在海水预加热换热器的热源海水一级进口上安装有管道。在海水预加热换热器的补充新海水一级进口上安装带有补充海水侧水流
开关的管道。补充海水侧水流开关的控制
信号端子通过
导线和电控箱的对应端子连接。
[0008] 更进一步的，在双通路冷凝器的冷凝器进口和压缩机的排气口之间的管道上安装有高压压
力表。
[0009] 更进一步的，在压缩机的吸气口和储液气液热交换器的高压出口之间的管路上安装有低压压力表。
[0010] 更进一步的，在双通路蒸发器的蒸发器进口和储液气液热交换器的低压出口之间的管道上，从双通路蒸发器到储液气液热交换器依次安装有分路供液器、
热力膨胀阀、视液镜、制冷管路
电磁阀、干燥
过滤器、
球阀。热力膨胀阀通过双通路蒸发器的蒸发器出口感温包的
过热度控制的膨胀阀开度。制冷管路电磁阀的
控制信号端子通过导线和电控箱的对应端子连接。
[0011] 更进一步的，在海水预加热换热器的热源海水一级进口上的管道上安装有热源海水
温度探头和热源海水侧水流开关。热源海水侧水流开关的控制信号端子通过导线和电控箱的对应端子连接。
[0012] 海水养殖过程中，需要不断地加入新水，排放部分污水。大量来自于养殖池的污水一般温度在20℃左右，其中含有大量的热能。把这些污水过滤处理后，直接进入专用机组中的污水换热器，10℃左右的新海水通过污水换热器被加热至18℃左右，进入专用机组的冷凝器，18℃左右的新海水在冷凝器中被加热至25℃左右进入热水箱备用。另一方面，污水经过污水换热器后，被新海水冷却至12℃左右，进入机组的蒸发器，被蒸发器提取热量后，变为5℃左右废水排放。在整个过程中，污水热量被提取，温度从20℃降至5℃左右排放，而等量新海水从10℃左右被加热至25℃以上备用，期间机组所耗费
电能只是机组制热能力的8%左右。
[0013] 该机组即“海水养殖专用热水机组”，通过系统优化，可以比普通
热泵机组高50%的效率将海水中的热量提取，并将热量释放到使用水中，实现热能循环利用。同时为了防止海水
腐蚀，及各种藻类和
微生物附着，本机组的换热设备均具有防腐措施，热交换器上与海水
接触的部分材质是
钛管,并无需涂敷防腐涂层。针对海水水质特点，对机组部件耐海水磨蚀能力进行处理，在可能发生磨蚀现象的表面形成致密的
氧化膜，并且氧化膜在应对海水冲击时可迅速生长和修复。
[0014] 其优点在于：
[0015] 大幅提高海水换热效率。采取直热式，一次性加热迅速产出符合要求温度的海水。对比循环加热形式，将明显提升效率。能效比达到10以上。
[0016] 耐腐蚀。由于海水中氯离子等成分具有强腐蚀性，本机组必须采取有效的耐腐蚀措施，避免换热器内管出现裂纹或断裂。
[0017] 耐磨蚀。海水经过机组，由于冲刷流动等引起的摩擦易造成金属换热器表面的破坏，影响寿命。
[0018] 结构合理，设计美观，易于操作、维修、搬运。
[0019] 抑噪处理，运行时声音分贝数低。
[0020] 机组运行及保护全自动控制，无人值守。可远程控制。
附图说明
[0021] 图1是是本实用新型的系统原理图。
[0022] 图2是本实用新型的外观示意图。
[0023] 图3是本实用新型的内部结构示意图。
具体实施方式
[0024] 海水养殖专用热水机组，包括压缩机1、双通路冷凝器2、双通路蒸发器3、海水预加热换热器4、储液气液热交换器5和电控箱14，其特征在于：
[0025] 双通路冷凝器2的冷凝器进口16通过管道和压缩机1的排气口20连接，并且在管道上安装有高压压力表9。双通路冷凝器2的冷凝器出口17通过管道和储液气液热交换器5的低压进口32连接。压缩机1的吸气口21通过管道和储液气液热交换器5的高压出口34连接，并且在管路上安装有低压压力表10。双通路冷凝器2的补充新海水出口22上安装有带有新海水出口温度探头24的管道，管道另一端为自由端，用于排放新海水。双通路冷凝器2的补充新海水二级进口23通过管道和海水预加热换热器4的补充新海水一级出口29连接。双通路蒸发器3的热源海水出口25上安装有管道，管道另一端为自由端用于流出热源海水。双通路蒸发器3的热源海水二级进口26通过管道和海水预加热换热器4的热源海水一级出口28连接。双通路蒸发器3的蒸发器出口18通过管道和储液气液热交换器5的高压进口35连接。双通路蒸发器3的蒸发器进口19通过管道和储液气液热交换器5的低压出口33连接，并且在管道上从双通路蒸发器3到储液气液热交换器5依次安装有分路供液器8、热力膨胀阀7、视液镜11、制冷管路电磁阀6、干燥过滤器37、球阀38。热力膨胀阀7通过双通路蒸发器3的蒸发器出口18感温包的过热度控制的膨胀阀开度。制冷管路电磁阀6的控制信号端子通过导线和电控箱14的对应端子连接。在海水预加热换热器4的热源海水一级进口27上安装有管道，管道另一端为自由端用于流进热源海水，并且在管道上安装有热源海水温度探头31和热源海水侧水流开关12。热源海水侧水流开关12的控制信号端子通过导线和电控箱14的对应端子连接。在海水预加热换热器4的补充新海水一级进口30上安装带有补充海水侧水流开关
36的管道，管道另一端为自由端用于补充新海水。补充海水侧水流开关36的控制信号端子通过导线和电控箱14的对应端子连接。
[0026] 上述电控箱14为已知技术。在电控箱14上安装有控制仪表13，控制仪表13的信号端子通过导线和电控箱14的对应端子连接。上述压缩机1、双通路冷凝器2、双通路蒸发器3、海水预加热换热器4、储液气液热交换器5和电控箱14均安装在机组
箱体15内部。
[0027] 整体布置为机组箱体15，分上中下三层空间，上层布置双通路冷凝器2，中层布置双通路蒸发器3；下层分别布置包括压缩机1、海水预加热换热器4、储液气液热交换器5。
[0028] 机组结构尺寸与外形如图所示，机组箱体15的
正面分上下两层面板，上层面板由仪表装饰板及控制面板组成，仪表装饰板分别安装高压压力表9，低压压力表10，控制面板分别布置控制仪表，机组电源开关等。机组外形尺寸为： 750mm×1100mm×1600mm（宽×深×高）。
[0029] 其中，压缩机1、双通路冷凝器2、双通路蒸发器3、储液气液热交换器5、制冷管路电磁阀6、热力膨胀阀7、分路供液器8等，由管路连接组成制冷循环换热系统。
[0030] 而同时海水预加热换热器4、双通路冷凝器2等由管路连接组成海水使用侧供水系统。
[0031] 由海水预加热换热器4、双通路蒸发器3等，由管路连接组成热源供水系统。
[0032] 由控制仪表13、电控箱14等完成对各系统的自动控制及保护。以上各系统部件均布置在机组箱体15内部或面板上。
[0033] 使用侧水路通道连接顺序为，先通过海水预加热换热器4，再进入双通路冷凝器2，从该冷凝器出来后。结束使用侧水路流通过程。
[0034] 热源侧水路通道连接顺序为，先通过海水预加热换热器4，再进入双通路蒸发器3，从该蒸发器出来后。结束热源侧水路流通过程。
[0035] 补充海水侧水流开关11、热源海水侧水流开关12在供进机组的水流量不足时，提示警报，保证机组使用安全。
[0036] 电控系统控制元件布置在电控箱中14，电控箱14布置在机组箱体15上部前方，控制仪表13按置在机组箱体15正面控制面板上。
[0037] 整体连接方式见机组系统原理图及机组布置示意图。
[0038] 工作过程描述：
[0039] 海水养殖专用热水机组，主要应用于提供海水养殖所需的20 25℃海水，主要负责~把从海水池排出水的热量提取，通过系统运行，再将热量传递给被加热的新海水，其工作过程如下：
[0040] 热源海水进入海水预加热换热器4，与被加热的新海水换热，使新海水得到初步升温。从海水预加热换热器4出来的热源海水进入双通路蒸发器3，蒸发器中的制冷剂吸收热源海水的热量，蒸发变为
低温制冷剂气体，并被压缩机1吸收压缩为高温高压气体，高温高压气体通过双通路冷凝器2与需要加热的新海水换热，需要加热的新海水得到了二次升温，完成了对使用侧新海水的加热。而制冷剂在对使用侧新海水释放了大量热能后变为高温液体进入储液气液热交换器5，在储液气液热交换器5中，高温制冷剂液体对进入压缩机吸入端的制冷剂低温气体进行预热，防止有未蒸发制冷剂液体进入压缩机，从储液气液热交换器5出来的制冷剂液体，通过制冷管路电磁阀6及热力膨胀阀7，并被热力膨胀阀7节流，变为低温低压液体进入双通路蒸发器3，在双通路蒸发器3中继续吸收热源侧海水热量蒸发，这样循环往复。
[0041] 在此过程中，热源侧海水先在海水预加热换热器4中对使用侧海水进行第一次换热升温。热源侧海水从海水预加热换热器4中出来后，进入双通路蒸发器3，被系统中的制冷剂吸取热量。热源侧海水从双通路蒸发器3出来后，完成了被提取热量的过程。
[0042] 使用侧海水在海水预加热换热器4中吸收了热源侧海水的热量，完成了一次升温。再进入双通路冷凝器2，吸收制冷剂冷凝释放出的大量热能，完成了使用侧海水的二次升温，达到了最终所需温度，供应给使用场所。
[0043] 使用侧海水水温的调节是通过控制仪表13进行设定。感温探头感应到水温度过高时停机，回落到设定值以下时再开机运行。
[0044] 为使机组换热效率得到明显提升，本机组提热部分采用两级换热器，补充的海水升温也通过两级换热完成。具体来说，补充进的新海水先进入海水预加热
板式换热器，与可利用余热的海水进行热交换，这样，新海水得到了初次升温。可利用余热的海水从预加热板式换热器出来后，再进入机组蒸发器，与制冷剂进行热交换，制冷剂蒸发吸热，将可利用余热的海水热量进行第二次提取，被提热结束后，废海水排走。机组系统持续循环工作，将热量传递给冷凝器，系统经过一连串复杂循环运行，通
过冷凝器将热量释放给已经过初次升温的海水，使海水得到二次升温。达到了所需要的温度。也就是说，新海水从进入机组，经过加热后从出口流出就是25℃左右，是一次性直接加热到所需温度，即直热式。而循环加热式与之比较，耗时长，温升慢，
热损失多，明显在效率上低于本技术方案所述的直热式。
[0045] 本机组采用两级加热的办法，优化运行工况，减轻各级运行负担，使升温，提热等过程处于最优状态。由于作为热源侧的海水被两次提热，进入冷凝器前的海水也已得到初次升温，因此机组的能耗将大幅降低，同时产热能力也会得到充分提高，因此机组的能效比将超过10。
[0046] 机组中涉及换热的部位，对材料进行特殊处理，使材料具有极强的
耐腐蚀性，且不会产生由金属晶粒分界面向内扩展的
晶间腐蚀。同时由于钛和钛
合金成分的融入，换
热管壁表面不需涂敷防腐涂层，在保证耐腐蚀的同时，保证较高的
传热系数。
[0047] 机组换热管壁经过耐磨蚀设计处理。在面对海水的高强度冲刷、磨蚀等冲击时，在材料表面形成致密的氧化膜，迅速对机组换热部件，换热表面产生保护作用，且这种氧化膜在海水环境中还具有自我修复和再生长的能力。其次，经高强耐磨蚀处理后，换热管壁壁厚可明显降低，仅需1mm 2mm。既能保证换热器的
质量要求，又有利于传热。~
[0048] 一体式机箱设计，尺寸大小适中，占地不足1㎡，高度仅1.6m前操作面板与电控箱融为一体，机组部件布置紧凑，外形美观。各方向
外壳面板均可拆卸，利于操作观察。
[0049] 振动部件采用柔性避震，箱体外壳内壁加入
隔音材料。
