一种基于LNG冷能利用的循环水养殖降温系统的制作方法

一种基于lng冷能利用的循环水养殖降温系统
技术领域
1.本技术涉及养殖水体降温系统技术领域，尤其涉及一种基于lng冷能利用的循环水养殖降温系统。


背景技术：

2.lng是以方便运输为目的由天然气在常压下深冷至
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162℃液化制取的，在被用于工业原料或燃料之前，需通过换热将其气化，成为常温气态天然气，故拥有大量低温能量。我国进口大量的lng，并在沿海省市建立了大量的lng接收站，且目前大部分lng都是通过海水开架式气化器orv换热，将海水作为lng气化热源，但与lng换热之后的海水主要处理手段仅是进行无害处理后排放回大海，造成了大量的冷能浪费。截至2019年末，我国lng接收站的年处理能力达7742万吨。经测算，每3000万吨lng的冷能价值约等于99亿kwh/年的电力，相当于节省380万吨标准煤，减少二氧化碳排放880万吨。因此，充分利用lng冷能，对于节能和降低二氧化碳排放均有重大意义。
3.冷水食用海水鱼类在市场上出现的种类繁多，例如三文鱼、虹鳟和鲟鱼等等，具有味道鲜美、肉质紧实、无腥味、小骨刺和营养丰富等特点，故其经济价值高。目前市场上出现的冷水食用海水鱼大部分靠传统捕捞。而传统渔业目前普遍面临许多困境：出海捕捞成本日益增加、捕捞风险较高、受季节时间的制约、破坏海洋生态环境。
4.目前我国循环水养殖产业进入快速发展阶段，循环水产养殖普遍受到生产企业的关注，由于其产生的污染少、养殖环境可控、水产品具有卫生保障、克服空间和时间等环境因素的特点，工业化循环水养殖得到水产养殖各界人士的高度重视和政府的支持。在循环水养殖系统中，水体温度对于水系生物是一个非常重要的水质参数，它可以直接影响鱼类、虾类等水产生物的生理行为，还会间接影响同一环境中其它的水质参数。在运行经济方面，水温调控中耗能较多，还会增加运行成本，增加企业的经济负担。所以水体温度调控系统的设计效果最终会严重影响养殖产量、水产品的品质和企业的总收益。我国大部分循环水产养殖系统采用消耗电能或燃料的方式对养殖池水体进行温度控制，不仅不节能，还普遍存在能耗较高的特点，并且以消耗燃效的方式对养殖池水体进行温度控制还会对周围的环境造成一定的影响，能源的过度浪费也会导致养殖企业的养殖成本增加，增加企业的负担，养殖水体温度调控环节中能源消耗量大的问题已经成为制约工业化循环水产养殖发展的瓶颈。为此，本发明提出一种基于lng冷能利用的循环水养殖降温系统。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种基于lng冷能利用的循环水养殖降温系统，使得能够利用lng能量控制养殖水体的温度，从而达到减少调控养殖水体的能量损耗的目的。
6.有鉴于此，本技术提供了一种基于lng冷能利用的循环水养殖降温系统，包括：lng储液罐、lng气化系统、蓄冷装置和循环养殖水处理系统；
7.所述lng气化系统包括开架式气化器、浸没燃烧式气化器和空温式气化器；
8.所述lng储液罐的出液口分别与所述浸没燃烧式气化器的进液口、所述开架式气化器的第一进液口和所述蓄冷装置的第一进液口连接；
9.所述开架式气化器的第一出液口和所述蓄冷装置的第一出液口均与所述空温式气化器的进液口连接；
10.所述空温式气化器的出气口和所述浸没燃烧式气化器的出气口均与城市用户输气管连接；
11.所述开架式气化器的第二出液口和所述蓄冷装置的第二出液口均与所述循环养殖水处理系统连接；
12.所述循环养殖水处理系统分别与所述开架式气化器的第二进液口和所述蓄冷装置的第二进液口连接。
13.可选地，所述循环养殖水处理系统包括调温池、养殖池、水处理装置、第一循环水泵和第二循环水泵；
14.所述开架式气化器的第二出液口和所述蓄冷装置的第二出液口通过进水管与所述调温池的进水口连接；
15.所述水处理装置的出水口通过出水管分别与所述开架式气化器的第二进液口和所述蓄冷装置的第二进液口连接；
16.所述调温池的出水口与所述第一循环水泵的进水口连接；
17.所述第一循环水泵的出水口通过分水器分别与所述养殖池的进水口和所述出水管连接；
18.所述养殖池的出水口通过集水器与所述第二循环水泵的进水口连接；
19.所述第二循环水泵的出水口与所述水处理装置的进水口连接；
20.所述水处理装置的排废口与外界连接。
21.可选地，所述开架式气化器的第二出液口与所述蓄冷装置的第二出液口通过三通流量控制阀与所述进水管连接。
22.可选地，还包括：第一新水补给管；
23.所述调温池内设置有液位控制阀；
24.所述第一新水补给管与所述液位控制阀连接。
25.可选地，所述出水管上设置有新水补给口；
26.所述出水管通过所述新水补给口连接有第二新水补给管。
27.可选地，所述进水管上设置有用于将多余水量排出的排水口。
28.可选地，所述新水补给口、所述排水口、所述浸没燃烧式气化器的进液口、所述分水器与所述出水管之间、所述开架式气化器的第一进液口、第二进液口、第一出液口和第二出液口以及所述蓄冷装置的第一进液口、第二进液口、第一出液口和第二出液口均设置有用于控制水流量的调节阀。
29.可选地，所述lng储液罐的出液口、所述浸没燃烧式气化器的出气口、所述空温式气化器的出气口、所述开架式气化器的第二出液口以及所述蓄冷装置的第二出液口均设置有止回阀。
30.可选地，还包括：温度监控装置；
31.所述温度监控装置包括温度控制器和与所述温度控制器电连接的温度传感器；
32.所述温度控制器设置在所述调温池内；
33.所述温度传感器分别设置在所述开架式气化器的第一进液口、第二进液口、第一出液口和第二出液口以及所述蓄冷装置的第一进液口、第二进液口、第一出液口和第二出液口处。
34.可选地，所述调温池顶部设置有自动放气阀。
35.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：本循环水养殖降温系统综合利用了通过lng冷能间接换热以及lng冷能与冷媒换热蓄冷两种方式与养殖水体换热来降低养殖水体温度，通过两种方式的灵活调配串并联使用，大大减少了用电设备的耗电量，即可满足日常用户的ng用气量需求，也达到了水产养殖水体温度调控的目的。
附图说明
36.图1为本技术实施例中基于lng冷能利用的循环水养殖降温系统的结构示意图；
37.其中，附图标记为：
[0038]1‑
lng储液罐，2
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浸没燃烧式气化器，3
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开架式气化器，4
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蓄冷装置，5
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空温式气化器，6
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调温池，7
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第一循环水泵，8
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分水器，9
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养殖池，10
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集水器，11
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第二循环水泵，12
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水处理装置，13
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液位控制阀，14
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自动放气阀，15
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温度控制器，16
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调节阀，17
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止回阀，18
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温度传感器。
具体实施方式
[0039]
为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0040]
在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0041]
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0042]
发明人发现：大型lng接收站均建设在沿海区域，可方便冷水鱼循环水养殖产业的选址。在基于lng冷能、冷水海水鱼以及循环水养殖各自的优势以及各自在发展中面临的困境与掣肘，将lng冷能用于循环水养殖中的水体降温环节，既能完成利用lng冷能的目的，也减少了循环水养殖中的经济运行成本，实现了国家节能减排的政策方针。
[0043]
本技术提供了一种基于lng冷能利用的循环水养殖降温系统的一个实施例，具体请参阅图1。
[0044]
本实施例中的基于lng冷能利用的循环水养殖降温系统包括：lng储液罐1、lng气
化系统、蓄冷装置4和循环养殖水处理系统，lng气化系统包括开架式气化器3、浸没燃烧式气化器2和空温式气化器5，lng储液罐1的出液口分别与浸没燃烧式气化器2的进液口、开架式气化器3的第一进液口和蓄冷装置4的第一进液口连接，开架式气化器3的第一出液口和蓄冷装置4的第一出液口均与空温式气化器5的进液口连接，空温式气化器5的出气口和浸没燃烧式气化器2的出气口均与城市用户输气管连接，开架式气化器3的第二出液口和蓄冷装置4的第二出液口均与循环养殖水处理系统连接，循环养殖水处理系统分别与开架式气化器3的第二进液口和蓄冷装置4的第二进液口连接。
[0045]
需要说明的是：开架式气化器3是一种可以将lng液体气化为气体，并将气化时产生的大量冷能与热源换热利用，同时将气化后的气体输送给用户供日常使用的设备；蓄冷装置4是一种利用冷源(lng)将其内部的冷媒凝固，利用相变蓄冷储存能量，然后利用冷媒冷却热源(养殖水体)的一种设备，可以错开用电高峰期，提升资源的利用率。本循环水养殖降温系统综合利用了通过lng冷能间接换热以及lng冷能与冷媒换热蓄冷两种方式与养殖水体换热来降低养殖水体温度，通过两种方式的灵活调配串并联使用，大大减少了用电设备的耗电量，即可满足日常用户的ng用气量需求，也达到了水产养殖水体温度调控的目的。
[0046]
以上为本技术实施例提供的一种基于lng冷能利用的循环水养殖降温系统的实施例一，以下为本技术实施例提供的一种基于lng冷能利用的循环水养殖降温系统的实施例二，具体请参阅图1。
[0047]
本实施例中的基于lng冷能利用的循环水养殖降温系统包括：lng储液罐1、lng气化系统、蓄冷装置4和循环养殖水处理系统，lng气化系统包括开架式气化器3、浸没燃烧式气化器2和空温式气化器5，lng储液罐1的出液口分别与浸没燃烧式气化器2的进液口、开架式气化器3的第一进液口和蓄冷装置4的第一进液口连接，开架式气化器3的第一出液口和蓄冷装置4的第一出液口均与空温式气化器5的进液口连接，空温式气化器5的出气口和浸没燃烧式气化器2的出气口均与城市用户输气管连接，开架式气化器3的第二出液口和蓄冷装置4的第二出液口均与循环养殖水处理系统连接，循环养殖水处理系统分别与开架式气化器3的第二进液口和蓄冷装置4的第二进液口连接。
[0048]
需要说明的是：本技术实施例中的浸没燃烧式气化器2、开架式气化器3、空温式气化器5和蓄冷装置4等部件均为常规现有部件。其中浸没燃烧式气化器2通过直接燃烧lng产生的高温烟气并排向内部水体，烟气在水内剧烈搅动，此时热水便会与管内的lng进行热交换来使lng气化，换热效率非常高；开架式气化器3通过利用养殖水体循环温差气化lng，降低养殖水体温度，与使用加热器气化相比，节省了能量消耗，同时能够将气化后的天然气供给城市用户使用；空温式气化器5是一种利用空气来冷却经过其内部热源的设备；蓄冷装置4是一种含有冷媒的换热器，其原理是在夜晚先利用lng冷能与冷媒进行热交换，冷媒相变结冰储能，储能的冷媒将在白天需要的时候释能与养殖水体进行换热，降低养殖水体的温度，错开用电高峰期，降低电网压力，节省电能的利用。
[0049]
循环养殖水处理系统包括调温池6、养殖池9、水处理装置12、第一循环水泵7和第二循环水泵11，开架式气化器3的第二出液口和蓄冷装置4的第二出液口通过进水管与调温池6的进水口连接，水处理装置12的出水口通过出水管分别与开架式气化器3的第二进液口和蓄冷装置4的第二进液口连接，调温池6的出水口与第一循环水泵7的进水口连接，第一循环水泵7的出水口通过分水器8分别与养殖池9的进水口和出水管连接，养殖池9的出水口通
过集水器10与第二循环水泵11的进水口连接，第二循环水泵11的出水口与水处理装置12的进水口连接，水处理装置12的排废口与外界连接，用于将处理后的废水排出。具体的，第一循环水泵7的出水口与分水器8的进水口连接，分水器8的第一出水口与养殖池9的进水口连接，分水器8的第二出水口与出水管连接，养殖池9的出水口与集水器10的进水口连接，集水器10的出水口与第二循环水泵11的进水口连接。
[0050]
开架式气化器3的第二出液口与蓄冷装置4的第二出液口通过三通流量控制阀与进水管连接。
[0051]
还包括：第一新水补给管，调温池6内设置有液位控制阀13，第一新水补给管与液位控制阀13连接。出水管上设置有新水补给口，出水管通过新水补给口连接有第二新水补给管。进水管上设置有用于将多余水量排出的排水口。
[0052]
需要说明的是：第一新水补给管和第二新水补给管可以为同一条管道，也可以为不同的管道，其均用于向养殖水体补充新水。
[0053]
新水补给口、排水口、浸没燃烧式气化器2的进液口、分水器8与出水管之间、开架式气化器3的第一进液口、第二进液口、第一出液口和第二出液口以及蓄冷装置4的第一进液口、第二进液口、第一出液口和第二出液口均设置有用于控制水流量的调节阀16，具体的，调节阀16可以为闸式阀。
[0054]
lng储液罐1的出液口、浸没燃烧式气化器2的出气口、空温式气化器5的出气口、开架式气化器3的第二出液口以及蓄冷装置4的第二出液口均设置有止回阀17。
[0055]
还包括：温度监控装置，温度监控装置包括温度控制器15和与温度控制器15电连接的温度传感器18，温度控制器15设置在调温池6内，温度传感器18分别设置在开架式气化器3的第一进液口、第二进液口、第一出液口和第二出液口以及蓄冷装置4的第一进液口、第二进液口、第一出液口和第二出液口处。
[0056]
调温池6顶部设置有自动放气阀14。
[0057]
需要说明的是：为了便于通过人工或控制系统对养殖水体温度的调控，本实施例还包括止回阀17、调节阀16、温度控制器15、自动放气阀14、液位控制阀13和温度传感器18。具体的，在调温池6内安装液位控制阀13、自动放气阀14、温度控制器15，利用液位控制阀13接通外界新水，引入一定量的新水与降温后的养殖水体混合，满足养殖池9的降温用水量需求，利用自动放气阀14来满足调温池6内部的气压和起到缓冲效果，减缓水锤效应，利用温度控制器15来控制调温池6内部水体的温度，满足养殖池9养殖水体的温度需求；在分水器8的第二出水口与出水管之间的旁路管路安装调节阀16，使得调温池6内多余的水流向换热器换热，降低调温池6内水量，满足养殖池9的用水量需求；在开架式气化器3和蓄冷装置4的各进出口分别安装调节阀16和温度传感器18，在开架式气化器3和蓄冷装置4的各出口分别安装止回阀17，利用人工或自动控制阀门的开合度，使得管内流量流速满足要求，利用温度传感器18以检测外界水源的进水温度和出水温度，以便调温池6更好的通过输入新水来调控水温，更优选的，开架式气化器3和蓄冷装置4可以自带检测进出口液体的温度传感器18，利用止回阀17的止逆作用，防止气化后的气体回流到气化器内部；在浸没燃烧式气化器2进口安装调节阀16，出口安装止回阀17，利用调节阀16在人工或者启动控制系统的控制下控制进口液体的流量，利用止回阀17的止逆作用，防止气化的气体回流到气化器内部。
[0058]
可以理解的是：养殖水体的温度调控可以是人工调控，人工调控是人工对养殖水
体测温，以及人工调控开架式气化器3和蓄冷装置4的单开或者双开使用，或者外通软管加新水到养殖池9内，从而人工调控养殖水体测温；也可以是通过自动控制系统控制，自动控制系统与现有常规的调控系统相类似，利用温度传感器18回传温度信息，温度控制器15监控系统来控制阀门的开合，液位控制阀13控制新水引入量，经过计算使得养殖水温度达到设定值。本循环水养殖降温系统通过人工或自动控制系统控制阀门的开合度以及第一循环水泵7和第二循环水泵11的启停来控制养殖水流量的大小，使得调温池6内的水体温度达到养殖条件所需。
[0059]
具体实施时，先检测调温池6内养殖水体的温度，达到设定温度时，启动第一循环水泵7，将符合要求的养殖水通过分水器8的配水作用输送到每一个养殖池9内，再通过集水器10的集水作用，利用第二循环水泵11将养殖水汇集输入到水处理装置12内，产生的废水直接排出，经过处理的养殖水将和新水补给水混合在一起，分别输送到蓄冷装置4的第二进液口和开架式气化器3的第二进液口与从lng储液罐1输送过来的lng液体在开架式气化器3和蓄冷装置4内进行热交换；由于经过蓄冷装置4和开架式气化器3的ng温度过低，可继续经过空温式气化器5，将其ng温度升高，便可直接供给城市用户直接日常使用。与此同时，经过蓄冷装置4跟开架式气化器3的养殖水温度降低后，输入到调温池6内部与来自新水补给水混合调整达到设定的温度，送入养殖池9；当调温池6内水量过多时，从分水器8第二出水口排出多余水量到水处理装置12后的出水管，进行水温换热，同时使得调温池6内水体温度和水量达到设定值。利用不断重复以上步骤，即可不断调控养殖水体的温度。为了满足城市用户ng的用气量突然剧增，配置了浸没燃烧式气化器2，来自lng储液罐1的lng液体流入浸没燃烧式气化器2内，气化成ng输入到城市用户输气管内。
[0060]
以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。