[发明专利]水产养殖热泵

说明书

本发明涉及一种有双向工作方式(制热或制冷)的用于对水产养殖用水加温或降温的热泵系统。

水产养殖热泵是一种通过将低温低压工质在蒸发器内吸收环境的热量而蒸发成气体，经过压缩机升温升压后，在冷凝器内冷凝为高压低温液体，并放出热量供给水产养殖用水，使水温升高，然后冷凝后的液体工质经膨胀后成为低压液体工质回到蒸发器内蒸发，如此反复循环，从而不断将环境热量与压缩机消耗的功进行转换，把热量传送到水产养殖用水中去的系统，这种系统通过切换机构，进入逆向循环，可以转换为制冷工作运行，用以降低水产养殖用水的水温。目前已知的热泵系统，主要是由蒸发器冷凝器1、四通阀2、压缩机3、冷凝器/蒸发器4和毛细管5按照图1的方式连接成系统，图中实线为制热过程工质的流动方向，虚线为制冷过程工质的流动方向。该系统工质的膨胀过程是由毛细管来完成的，无法适应环境温度变化，不能使系统处于最佳运行状态，使制冷制热效果受到影响。

本发明的目的是针对上述现有技术的缺点，而提供一种能在环境温度变化的大范围内正常运行，适应水产养殖要求，使其处于最佳运行状况的新型水产养殖热泵系统。

本发明的目的是这样实现的。热泵系统包括空气换热器(相当于蒸发器/冷凝器)，四通阀、压缩机、水冷冷凝器(相当于冷凝器/蒸发器)，其系统的连接方式与现有热泵系统技术基本相同，即空气换热器的制热工质(系统中的工质在制热工作状况下称为制热工质，而在制冷工作状况下，则称为制冷工质)出口端和水冷冷凝器的制热工质入口端分别接到四通阀的a端和b端，压缩机的工质入口端和工质出口端分别接到四通阀的c端和d端，所说的四通阀可切换成制热和制冷两种工作状态，在制热状态，四通阀中形成以下两条回路：第一回路是由a端到c端，第二回路是由d端到b端，在制冷工作状况，四通阀切换成以下两条回路：第一回路是b端通到c端，第三回路是d端通到a端。其特征在于水冷冷凝器的制热工质出口端与空气换热器的制热工质入口端之间连接一个由制热单向阀、储液罐、过滤器、制热膨胀阀组成并按所述顺序串接的系统，同时在制热单向阀出口与储液灌入口的接口处到空气换热器的制热工质入口端之间接有一个方向与制热单向阀相逆的制冷单向阀，在过滤器出口与制热膨胀阀入口的接口处到水冷冷凝器的制热出口端之间接有一个工质膨胀方向与制热膨胀阀相逆的制冷膨胀阀。

本热泵系统处于制热工作状况时，其工作过程是将四通阀切换到制热状态，工质通过空气换热器吸收空气中的热量(吹出冷空气)变成蒸汽，经过四通阀的制热第一回路(即a端到c端)进入压缩机，将工质升温升压后，又经过四通阀的制热第二回路(即d端到b端)送入水冷冷凝器，把热量传给水产养殖用水，使水产养殖用水水温升高，然后在水冷冷凝器中冷凝后的液体工质按顺序通过制热单向阀、储液罐、过滤器、制热膨胀阀后，膨胀成低压液体工质回到空气换热器蒸发成蒸汽，就这样周而复始的循环使水产养殖用水达到所需的水温。

在制冷工作状况时，其工作过程是将四通阀切换到制冷状态，工质通过水冷冷凝器吸收水产养殖用水的热量(将水产养殖用水降温)变为蒸汽，经过四通阀的制冷第一回路(即b端到c端)进入压缩机，将工质升温升压后，又经过四通阀的制冷第二回路(即d端到a端)，送入空气换热器，把热量传给空气，然后在空气换热器中冷凝后的液体工质按顺序通过制冷单向阀、储液罐、过滤器及制冷膨胀阀，将工质膨胀成低压液体工质再送回水冷冷凝器，如此周而复始循环实现把养殖用水制冷降温的目的。

本发明的热泵系统中具有一个将水产养殖用水(循环水)泵入水冷冷凝器的循环水泵以实现对水产养殖用水的强制热交换，使其升温或降温，对同时在循环过程还对水产养殖用水有一定的充氧作用。

为避免压缩机在启动时产生液击现象，使压缩机适于在任何环境温度下使用，本热泵系统对压缩机附设了一个预热装置。

本发明用双膨胀阀、双单向阀、储液罐组成的工质膨胀系统取代现有技术使用的毛细管，能最大限度适应环境温度变化大的要求，使制冷和制热过程均能处于最佳运行状态，从而保证热泵系统的工作性能，同时由于储液罐在热泵运行中对工质的流量能起调节作用，可使工质循环量处于最佳状况。本发明不但可用于水产养殖用水的加温或降温作用，同时又有将空气降温或升温的多功能作用。

以下是本发明的图面说明：

图1是现有热泵装置的系统图：

图2是本发明的水产养殖热泵装置的系统图。

以下结合附图详述本发明的实施方式；    

本水产养殖热泵包括：空气换热器6，具有a、b、c、d四端口的四通阀7、压缩机8、水冷冷凝器9、制热单向阀10、制冷单向阀10′、储液罐11、过滤器12、制热膨胀阀13和制冷膨胀阀13′、上述部件按图2所示的方式连接。热泵在制热工作状态，这时四通阀7切到制热工作位置，这时工质的流程按图2中的实线方向流动，即其流向依次是：空气换热器6、四通阀7的制热第一回路(即a端至c端)、压缩机8、四通阀7的制热第二回路(即d端至b端)、水冷冷凝器9、制热单向阀10、储液罐11、过滤器12、制热膨胀阀13、再回到空气换热器继续循环。热泵在制冷工作状态时、将四通阀7切换到制冷工作位置，这时工质的流程按图2中的虚线方向流动，即其流向依次是：水冷冷凝器9、四通阀7的制冷第一回路(即b端至c端)、压缩机8、四通阀7的制冷第二回路(即d端到a端)、空气换热器b、制冷单向阀10′、储液罐11、过滤器12、制冷膨胀阀13′、再回到水冷冷凝器9继续循环。水冷冷凝器通过循环水泵14将水产养殖用水直接泵入冷凝器中形成热交换循环水，并具有一个预热装置用于对压缩机8进行预热。