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熱泵機(jī)組在海產(chǎn)品、水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用
閱讀：769 發(fā)布時(shí)間：2019-1-3地?zé)崾乔鍧嵉哪茉? 利用地源熱泵技術(shù)進(jìn)行工廠化循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)的溫度調(diào)控是一項(xiàng)全新的課題, 一方面可以降低養(yǎng)殖的成本, 另一方面達(dá)到了節(jié)能減排的目的。
利用燃煤鍋爐產(chǎn)生熱水的加熱方法如今已經(jīng)禁用，燃油鍋爐和電鍋爐的運(yùn)行費(fèi)用都比較高，不是很經(jīng)濟(jì)，對(duì)于一些養(yǎng)殖戶來講鍋爐運(yùn)行費(fèi)用高，環(huán)境污染嚴(yán)重，更經(jīng)濟(jì)更節(jié)能的新方式才是他們所需要的，而電加熱的方式不僅運(yùn)行費(fèi)用高，一次能源利用率低，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，也不是佳的方法。
為什么利用地源熱泵就可以呢？地源熱泵是用地?zé)崮苓M(jìn)行冷熱交換的，它可以在冬季將熱量提取出來，夏季將熱量存儲(chǔ)，作為養(yǎng)殖冷熱源時(shí)地源熱泵機(jī)組的吸熱端和放熱端采用閉環(huán)水系統(tǒng)。
目前, 我國水產(chǎn)養(yǎng)殖耗水量約占地?zé)崴傆盟康?.7%左右, 主要養(yǎng)殖羅非魚、鰻魚、甲魚、青蝦、牛蛙、觀賞魚等以及魚苗越冬。但是, 利用地?zé)豳Y源進(jìn)行海水工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)的溫度調(diào)控還未見研究報(bào)道, 因此, 利用地源熱泵技術(shù)在我國低溫地?zé)岬貐^(qū)進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的研究對(duì)新能源的開發(fā)利用和節(jié)能減排具有重大意義。
一、燃煤、燃?xì)饣螂婂仩t缺點(diǎn)
1、傳統(tǒng)的養(yǎng)殖水體加熱方案主要是采用燃煤、燃?xì)饣螂婂仩t加熱，但這些做法存在如下問題：
1）采用燃煤鍋爐造價(jià)雖然較低，但存在嚴(yán)重的大氣污染，燃煤鍋爐已不符合國家節(jié)能減排的基本國策，不符合藍(lán)色海洋經(jīng)濟(jì)的政策，屬于國家限制取締的能源方式。
2) 采用燃?xì)忮仩t運(yùn)行費(fèi)用較高，還存在氣源穩(wěn)定和安全問題。燃?xì)鈱儆谀茉?，越大的用量只?huì)造成越緊張的供應(yīng)問題，在高氣價(jià)的時(shí)代采用燃?xì)忮仩t加熱對(duì)海水養(yǎng)殖成本太高，不經(jīng)濟(jì)而且不可持續(xù)。
3) 采用直接用電加熱不僅運(yùn)行費(fèi)用高，而且一次能源利用率低，造成能源的浪費(fèi)，是不可取的。
二、熱泵控溫在養(yǎng)殖中的形式介紹
通過和大量養(yǎng)殖客戶交流發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)提到養(yǎng)殖水體用熱泵控溫時(shí)，許多客戶想到的都是打井從地下取水換熱。針對(duì)這種情況，我們從熱泵技術(shù)原理及低位能源方式上介紹一下水產(chǎn)養(yǎng)殖中熱泵的幾種常用應(yīng)用形式。
1、空氣源熱泵
空氣源熱泵是一種以室外空氣為熱源的熱泵，設(shè)備通過和室外空氣進(jìn)行熱交換，將室外的低溫空氣能量回收，供養(yǎng)殖水體升溫的一種熱泵形式。
優(yōu)點(diǎn)：由于這種空氣源熱泵換熱的媒介是空氣，隨處可得，所以其應(yīng)用不會(huì)受到地區(qū)的限制，而且系統(tǒng)工藝簡單，安裝簡單，一機(jī)兩用，自動(dòng)控制。
缺點(diǎn)：空氣源熱泵與空氣的換熱效率較低，隨著空氣溫度逐步降低，效率也會(huì)發(fā)生衰減，易受到環(huán)境溫度的影響。
2、地源熱泵
地源熱泵是從土壤中提取能量的熱泵設(shè)備。通常在地下進(jìn)行垂直或水平方向埋管，通過管中載熱介質(zhì)從地下收集熱量，再通過熱泵系統(tǒng)把熱量帶給養(yǎng)殖水體；夏季降溫時(shí)，系統(tǒng)逆向運(yùn)行，通過熱泵系統(tǒng)把養(yǎng)殖水體中的熱量運(yùn)送到土壤中，實(shí)現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移，一機(jī)兩用，自動(dòng)控制。
優(yōu)點(diǎn)：由于地表一定深度以下全年土壤溫度穩(wěn)定，可以分別在夏、冬兩季提供相對(duì)較低的冷凝溫度和較高的蒸發(fā)溫度。其次，由于不直接抽取地下水，可以有效避免對(duì)地下水資源的破壞。是一種合理開發(fā)利用地?zé)豳Y源的冷熱源方式。
缺點(diǎn)：由于地下埋管內(nèi)流體與土壤的熱交換速率低，需要大量的管材和面積才能滿足熱泵應(yīng)用的要求，使初投資成本較高。并且埋管施工麻煩一些。
地源熱泵水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)運(yùn)行原理
地源熱泵水產(chǎn)養(yǎng)殖恒溫系統(tǒng)就是利用地源熱泵系統(tǒng)，給養(yǎng)殖池提供恒定溫度的一套新型技術(shù)系統(tǒng).。
淺談地源熱泵在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用
（1）地源熱泵系統(tǒng)，通過地埋管換熱系統(tǒng)，將土壤中的熱量收集起來并通過地埋管管循環(huán)泵輸送到地源熱泵主機(jī)，完成能量的采集過程。
（2）通過地源熱泵主機(jī)內(nèi)部的壓縮機(jī)做功，提高能量的品位，消耗1單元的能量，獲得3～4單元的能量；進(jìn)而由保溫循環(huán)泵②將獲得能量輸送到養(yǎng)殖池恒溫散熱系統(tǒng)。
（3）由水產(chǎn)養(yǎng)殖池中的熱敏水溫探頭來判斷，當(dāng)溫度低于養(yǎng)殖適宜溫度時(shí)，開啟保溫循環(huán)泵以及地源熱泵主機(jī)，完成池水的加熱保溫；當(dāng)池水達(dá)到適宜溫度時(shí)，則關(guān)閉保溫循環(huán)泵以及地源熱泵主機(jī)，停止供熱。
（4）整個(gè)系統(tǒng)通過膨脹補(bǔ)水箱以及軟化水處理設(shè)備，完成水路的不斷循環(huán)與補(bǔ)充。
水產(chǎn)養(yǎng)殖用地源熱泵，從已有的例子來看，效果較好，養(yǎng)殖死亡率低，生長速度快，而且無需專人看守，使用起來更方便，經(jīng)過無數(shù)例應(yīng)用證明，地源熱泵在水產(chǎn)養(yǎng)殖中表現(xiàn)出色。
三、設(shè)計(jì)配置方案時(shí)考慮的因素
充分考慮養(yǎng)殖工藝，詳細(xì)了解養(yǎng)殖流程中各項(xiàng)指標(biāo)是做好控溫方案的前提，要充分考慮水體大小、循環(huán)流量、補(bǔ)水量及補(bǔ)水溫度、廠房保溫情況等因素，根據(jù)現(xiàn)有條件和各參考指標(biāo)設(shè)計(jì)出合理的方案。
1、養(yǎng)殖模式
養(yǎng)殖所需溫度是我們想要達(dá)到的控溫目標(biāo)，而養(yǎng)殖模式直接決定了養(yǎng)殖水體的冷熱負(fù)荷和控溫形式，如采用流水方式，就要充分考慮采用余熱回收形式，避免高溫廢水排走浪費(fèi)，如采用循環(huán)水方式，則控溫的冷熱負(fù)荷需要考慮循環(huán)流量及補(bǔ)水量等因素。
2、養(yǎng)殖水體情況
養(yǎng)殖水體情況包括養(yǎng)殖水體的體積、循環(huán)周期、循環(huán)流量以及補(bǔ)水的流量。養(yǎng)殖水體的大小直接影響冷熱負(fù)荷從而影響機(jī)組的多少，進(jìn)而就影響著整個(gè)初期投資；循環(huán)周期和循環(huán)流量和加熱或降溫的時(shí)間是呼應(yīng)的，運(yùn)行中隨意改變補(bǔ)充新水流量，會(huì)改變加熱和降溫的時(shí)間，因此在設(shè)計(jì)之初應(yīng)根據(jù)養(yǎng)殖品種特性，應(yīng)明確或充分考慮循環(huán)次數(shù)及補(bǔ)水流量，從而從根本上解決養(yǎng)殖戶覺得效果不行的問題；還有就是池子的表面積，在沒有很好的經(jīng)驗(yàn)知道單位時(shí)間內(nèi)的回水溫度，通過池子散熱量計(jì)算會(huì)給控溫系統(tǒng)所需冷熱負(fù)荷提供理論基礎(chǔ)。
3、溫度
養(yǎng)殖品種所需溫度和能夠采用的水源、土壤源溫度或空氣源溫度，以及補(bǔ)水溫度。因?yàn)檎麄€(gè)循環(huán)水控溫系統(tǒng)冷熱負(fù)荷來源為兩部分，一部分是維持循環(huán)水體散失或吸取的熱量，另一部分是給補(bǔ)充的新鮮水升溫或降溫到所需溫度所需要的負(fù)荷。因此，全方面了解各個(gè)工藝環(huán)節(jié)中的溫度至關(guān)重要。
4、保溫形式及廠區(qū)配電情況
有了水體及流量溫度的充分考慮，合理的配置一套控溫方案，還要注意保溫的重要性，尤其對(duì)熱泵控溫，做好保溫至關(guān)重要，做好保溫才能使該控溫系統(tǒng)大化節(jié)能和效果穩(wěn)定和顯著；在配置機(jī)組時(shí)要考慮廠區(qū)電力情況，冷熱負(fù)荷高的機(jī)組的電功率也就隨之增加，因此，要考慮電力增容的費(fèi)用和實(shí)施性。
對(duì)傳統(tǒng)鍋爐改造項(xiàng)目，還要考慮它原有的系統(tǒng)管路形式，充分利用原有設(shè)施設(shè)備及管路，將投資低化，節(jié)能效果大化。詳細(xì)的工藝確定好后，才能完成一項(xiàng)合格的控溫系統(tǒng)。機(jī)組實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)方便，設(shè)定溫度范圍，當(dāng)溫度偏離此設(shè)定溫度，系統(tǒng)機(jī)組會(huì)自行啟動(dòng)，并有報(bào)警功能。
隨著在環(huán)保方面的管控越來越嚴(yán)，燃煤鍋爐逐漸被淘汰，而燃?xì)膺\(yùn)行成本費(fèi)用高，用以熱泵技術(shù)為依托的控溫機(jī)組進(jìn)行養(yǎng)殖水體控溫很好的解決了養(yǎng)殖戶的水體升溫降溫的問題，為養(yǎng)殖戶提供了很好的能源應(yīng)用形式，并可結(jié)合養(yǎng)殖廢水余熱回收技術(shù)，降低運(yùn)行成本。雖然初期投資高一些，但在一定時(shí)間內(nèi)通過節(jié)省運(yùn)行成本可實(shí)現(xiàn)投資回收，能很好的代替其它的能源形式。