温室养殖水和空气并行加热的太阳能-热泵联合供热系统

摘要

本发明公开了一种温室养殖水和空气并行加热的太阳能-热泵联合供热系统，包括太阳能热水系统、土壤储方热系统和控制器，还包括太阳能/热泵空气直接加热系统和新养殖水加热系统，所述太阳能/热泵空气直接加热系统包括太阳能空气集热器组，第一热泵，风机；所述新养殖水加热系统由两部分组成，第一部分包括第六水泵，余热交换器，第六电磁阀，养殖水换热器，第五电磁阀，养殖水准备池和养殖池；所述土壤储方热系统包括太阳能热水集热器组，土壤储放热器。本发明提供了一种温室养殖水和空气并行加热的太阳能-热泵联合供热系统，改变了养殖室内空气和新养殖水的加热方式，可减少换热的中间环节，传热效率更高，节能效果更好。

说明书

技术领域

本发明涉及水产养殖温室的供热系统，尤其是一种温室养殖水和空气并行加热的太阳能-热泵联合供热系统。

背景技术

根据水产品的生长特性，我国大部分地区水产养殖温室在冬季需要供暖，消耗大量的能源。为节能减排，中国专利201010039555.9提供了一种《季节性土壤储放热的工厂化养鳖场太阳能—热泵供热系统》，该系统以太阳能为主要热源，在夏天利用土壤把太阳能集热器收集的多余热量储存起来，到了冬天太阳能不足时从土壤取热为供热系统提供热量，具有节能效果好、能源成本低等优点。但该种结构的养殖供热系统仍存在以下不足：一是养殖池8内部的空气加热需要经过两个环节：太阳能集热器组1、第一水源热泵3在加热养殖池8内部的空气时，需要先把储热水箱2内的水媒介加温至设定的温度，然后水媒介循环至空气加热器4，再由空气加热器4加热养殖池8内部的空气，这样就造成了中间环节的能量耗散，降低了能源利用率；二是第二水源热泵11加热新养殖水也需要经过两个环节：第二水源热泵11先加热储热水箱2中的水媒介，然后新养殖水通过养殖水换热器6吸收储热水箱4中的热量达到升温的目的，这样也造成了中间环节的能量耗散，降低了能源利用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种温室养殖水和空气并行加热的太阳能-热泵联合供热系统，改变了养殖室内空气和新养殖水的加热方式，可减少换热的中间环节，传热效率更高，节能效果更好。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种温室养殖水和空气并行加热的太阳能-热泵联合供热系统，包括太阳能热水系统、土壤储方热系统和控制器，还包括太阳能/热泵空气直接加热系统和新养殖水加热系统，

所述太阳能/热泵空气直接加热系统包括太阳能空气集热器组，第一热泵，风机，所述太阳能空气集热器组的输出端通过第一空气循环管、第二空气循环管连接至风机的输入端，第三空气循环管、第四空气循环管连接至太阳能空气集热器组的输入端，第一空气循环管与第二空气循环管之间设置第三电磁阀，第三空气循环管与第四空气循环管之间设置第四电磁阀，当室内的空气温度低于设定温度时，所述控制器关闭第三电磁阀和第四电磁阀，启动第一热泵，第一热泵通过第一热水循环管和第二热水循环管与土壤储放热器的两端连接，第一热水循环管接第一热泵的低温入水口，第二热水循环管接第一热泵的低温出水口，构成一个为第一热泵提供低温热源的循环，第一热水循环管上设置第四水泵，养殖室内空气经第三空气循环管从空气入口进入第一热泵内进行升温，风机将升温后的空气从第一热泵的空气出口抽出，经第二空气循环管送入养殖室内部；

所述太阳能热水系统包括太阳能热水集热器组，储热水箱，所述太阳能热水集热器组的输出端通过第二集热循环管与储热水箱第一进水口相连，储热水箱第一出水口通过第三集热循环管与太阳能热水集热器组的输入端相连，第三集热循环管上设置第七电磁阀、第一水泵，第二集热循环管上设置第一电磁阀；

所述新养殖水加热系统由两部分组成，第一部分包括第六水泵，余热交换器，第六电磁阀，养殖水换热器，第五电磁阀，养殖水准备池和养殖池，所述养殖水换热器置于储热水箱中，第六水泵将养殖水送入余热换热器后进入养殖水第一管道，养殖水第一管道接养殖水换热器的输入端，养殖水换热器的输出端接养殖水准备池的第一进水口，养殖水第二管道接养殖水准备池第二进水口，养殖水第一管道上设置第六电磁阀，养殖水第二管道上设置第五电磁阀，养殖水准备池出水口连接养殖池，从养殖池排出的废水经过余热热交换器流入废水池；第二部分包括第二热泵、土壤储放热器、养殖水准备池和换热器，当冬季养殖水准备池的温度低于所需温度时，控制器启动第二热泵，第二热泵的低温水入口和低温水出口分别连接土壤储放热器的两端，第二热泵的高温水出口和高温水入口连接换热器，换热器两端分别接至养殖水准备池的进水口和出水口，换热器与养殖水准备池的连接管道上设置第二水泵，第二热泵与换热器的连接管道上设置第三水泵，第二热泵与土壤储放热器的连接管道上设置第五水泵；

所述土壤储方热系统包括太阳能热水集热器组，土壤储放热器，当夏季集热器组中热水温度高于40℃时，控制器关闭第一电磁阀，打开第二电磁阀，太阳能热水集热器组的输出端通过第一集热循环管与土壤储放热器的输入端相连，土壤储放热器的输出端经过第四集热循环管、第一水泵与太阳能热水集热器组的输入端相连。

所述土壤储放热器采用水平设置的土壤热交换器，或者垂直设置的土壤热交换器。

所述养殖室长38.5米，宽11.4米，围墙高0.6米，中心高2米，所述养殖池为甲鱼养殖池，有20个，每个甲鱼养殖池长3.7米，宽5米，高0.6米，水位高0.45米，所述土壤储放热器设置于养殖室地下，为水平土壤热交换器。

太阳能热水集热器组的集热器面积为80平方米，太阳能空气集热器组安装面积为50平方米，储热水箱的容积为6000升，第一热泵的功率为1000W，第二热泵的功率为4000W，养殖水准备池的容积为10立方米。

与现有技术相比本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，所述太阳能/热泵空气直接加热系统中，太阳能空气集热器组的输出端通过第一空气循环管、第二空气循环管直接与风机的输入端连接，第三空气循环管、第四空气循环管直接与太阳能空气集热器组的输入端连接，这种结构上的改进，改变了养殖室内空气和新养殖水的加热方式，不需要先把储热水箱内的水媒介加温至设定的温度、然后再由水媒介循环至空气加热器由空气加热器加热养殖室内的空气，而且省略了现有技术中养殖池内的空气加热器，改进的结构，直接向养殖室内输送热空气，可减少换热的中间环节，空气的比热小，易加热，热能利用率高。同样的，养殖室内空气经第三空气循环管从空气入口进入第一热泵内进行升温，风机将升温后的空气从第一热泵的空气出口抽出，经第二空气循环管送入养殖室内部，也是一样的有益效果。另外，第一热泵的低温侧通过第一热水循环管和第二热水循环管与土壤储放热器的两端直接连接，构成一个为第一热泵提供低温热源的循环，也减少了现有技术中首先加热储热水箱中的水、然后通过养殖水换热器加热新养殖水等中间热交换环节，提高了地热的利用率，达到更好的节能效果。所述新养殖水加热系统中，当冬季养殖水准备池的温度低于所需温度时，控制器启动第二热泵，第二热泵的低温水入口和低温水出口分别连接土壤储放热器的两端，第二热泵的高温水出口和高温水入口连接换热器，换热器两端分别接至养殖水准备池的进水口和出水口，这种结构的改进，减少了现有技术中加热储热水箱、养殖水换热器等中间热交换环节，传热效率更高，节能效果更好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案更加清晰，以下结合附图1，对本发明进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明的保护范围。

本发明是一种温室养殖水和空气并行加热的太阳能-热泵联合供热系统，包括太阳能热水系统、土壤储方热系统和控制器、括太阳能/热泵空气直接加热系统和新养殖水加热系统， 所述太阳能/热泵空气直接加热系统包括太阳能空气集热器组2，第一热泵3，风机5，所述太阳能空气集热器组2的输出端通过第一空气循环管K1、第二空气循环管K2连接至风机5的输入端，第三空气循环管K3、第四空气循环管K4连接至太阳能空气集热器组2的输入端，第一空气循环管K1与第二空气循环管K2之间设置第三电磁阀D3，第三空气循环管K3与第四空气循环管K4之间设置第四电磁阀D4，当室内的空气温度低于设定温度时，所述控制器关闭第三电磁阀D3和第四电磁阀D4，启动第一热泵3，第一热泵3通过第一热水循环管R1和第二热水循环管R2与土壤储放热器7的两端连接，第一热水循环管R1接第一热泵3的低温入水口3a，第二热水循环管R2接第一热泵3的低温出水口3a’，构成一个为第一热泵3提供低温热源的循环，第一热水循环管R1上设置第四水泵B4，养殖室4内空气经第三空气循环管K3从空气入口3b进入第一热泵3内进行升温，风机5将升温后的空气从第一热泵3的空气出口3b’抽出，经第二空气循环管K2送入养殖室4内部；所述太阳能热水系统包括太阳能热水集热器组1，储热水箱14，所述太阳能热水集热器组1的输出端通过第二集热循环管J2与储热水箱14第一进水口14a相连，储热水箱14第一出水口14a’通过第三集热循环管J3与太阳能热水集热器组1的输入端相连，第三集热循环管J3上设置第七电磁阀D7、第一水泵B1，第二集热循环管J2上设置第一电磁阀D1；所述新养殖水加热系统由两部分组成，第一部分包括第六水泵B6，余热交换器9，第六电磁阀D6，养殖水换热器13，第五电磁阀D5，养殖水准备池12和养殖池6，所述养殖水换热器13置于储热水箱14中，第六水泵B6将养殖水送入余热换热器9后进入养殖水第一管道h1，养殖水第一管道h1接养殖水换热器13的输入端，养殖水换热器13的输出端接养殖水准备池12的第一进水口11b，养殖水第二管道h2接养殖水准备池12第二进水口12c，养殖水第一管道h1上设置第六电磁阀D6，养殖水第二管道h2上设置第五电磁阀D5，养殖水准备池12出水口连接养殖池6，从养殖池6排出的废水经过余热热交换器9流入废水池8；第二部分包括第二热泵10、土壤储放热器7、养殖水准备池12和换热器11，当冬季养殖水准备池12的温度低于所需温度时，控制器启动第二热泵10，第二热泵10的低温水入口10a和低温水出口10a’分别连接土壤储放热器7的两端，第二热泵10的高温水出口10b’和高温水入口10b连接换热器11，换热器11两端分别接至养殖水准备池12的进水口12a和出水口12a’，换热器11与养殖水准备池12的连接管道上设置第二水泵B2，第二热泵10与换热器11的连接管道上设置第三水泵B3，第二热泵10与土壤储放热器7的连接管道上设置第五水泵B5；所述土壤储方热系统包括太阳能热水集热器组1，土壤储放热器7，当夏季集热器组中热水温度高于40℃时，控制器关闭第一电磁阀D1，打开第二电磁阀D2，太阳能热水集热器组1的输出端通过第一集热循环管J1与土壤储放热器7的输入端相连，土壤储放热器7的输出端经过第四集热循环管J4、第一水泵B1与太阳能热水集热器组1的输入端相连。

作为优选方案，所述土壤储放热器7采用水平设置的土壤热交换器，或者垂直设置的土壤热交换器。所述养殖室4长38.5米，宽11.4米，围墙高0.6米，中心高2米，所述养殖池6为甲鱼养殖池，有20个，每个甲鱼养殖池长3.7米，宽5米，高0.6米，水位高0.45米，所述土壤储放热器7设置于养殖室4地下，为水平土壤热交换器。太阳能热水集热器组1的集热器面积为80平方米，太阳能空气集热器组2安装面积为50平方米，储热水箱14的容积为6000升，第一热泵3的功率为1000W，第二热泵10的功率为4000W，养殖水准备池12的容积为10立方米。