水產(chǎn)養(yǎng)殖分為開放式和室內(nèi)封閉式兩種，其中封閉式水產(chǎn)養(yǎng)殖通過可控化水處理，避免了自然水體環(huán)境影響，并且通過精準控溫調(diào)節(jié)技術(shù)，實現(xiàn)了全年養(yǎng)殖，并保證了水產(chǎn)品的生長速度，受到了現(xiàn)代化養(yǎng)殖企業(yè)的青睞。

　　在清潔供熱的政策大背景下，熱泵在現(xiàn)代化水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域得到了快速發(fā)展。山東省日照市自2018年后對現(xiàn)有沿海養(yǎng)殖燃煤鍋爐采取關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)等措施，實施煤改天然氣、電、太陽能、地?zé)?、空氣源熱泵等清潔能源?/span>

　　山東日照某南美白對蝦養(yǎng)殖項目的養(yǎng)殖控溫系統(tǒng)，采用梯級增溫水源熱泵系統(tǒng)，和空氣源熱泵恒溫系統(tǒng)，實現(xiàn)了廢水熱量的高度回收，使用效果良好，運行費用優(yōu)勢極其明顯。

　　一、水產(chǎn)養(yǎng)殖項目需求分析

　　封閉式水產(chǎn)養(yǎng)殖的關(guān)鍵在于選擇合適的熱源形式，實現(xiàn)精細溫度控制，其中控制水溫是一項關(guān)鍵的技術(shù)。

　　1.1 傳統(tǒng)加熱方式

　　傳統(tǒng)的加熱海水的方案主要是采用燃煤、燃氣或電鍋爐加熱或市政熱網(wǎng)等。

　　采用燃煤鍋爐造價雖然較低，但運行費用較高，且導(dǎo)致嚴重的大氣污染，煤炭價格的持續(xù)高位徘徊，制熱成本居高不下，同時每年的儲運工作難度不斷加大，已成為養(yǎng)殖企業(yè)的主要負擔(dān)。燃煤鍋爐已不符合國家節(jié)能減排的基本國策，不符合藍色海洋經(jīng)濟的政策，屬于國家限制取締的能源方式。

　　采用燃氣鍋爐運行費用較高。還存在氣源和安全問題，在高氣價的時代采用燃氣鍋爐加熱對海水養(yǎng)殖成本太高，不經(jīng)濟。

　　采用直接用電加熱不僅運行費用高，而且一次能源利用率低，造成能源的浪費，是不可取的。

　　采用城市供熱管網(wǎng)，存在位置較偏，并網(wǎng)費用過高或無法并網(wǎng)問題。

　　1.2 傳統(tǒng)冷卻方式

　　傳統(tǒng)給海水降溫的方案有采用打井提取地下水換熱的方法和增加制冷機的方案。

　　開采地下水用于養(yǎng)殖水體降溫，受諸多限制。地下水資源非常寶貴，抽取地下水養(yǎng)殖，嚴重浪費了地下水資源，并且可能會引起地表面下沉、地下水位下降、海平面上升、海水倒灌、土壤鹽堿化等。

　　增加制冷機的方案，設(shè)備重復(fù)投資，造價和運行成本較高，管理也比較麻煩。

　　1.3 海水余熱回收及循環(huán)利用控溫系統(tǒng)

　　利用雙級回收熱泵系統(tǒng)為海水養(yǎng)殖控溫具有重要的節(jié)能與環(huán)保及經(jīng)濟價值，在技術(shù)上是可行的，在工程實施上也完全具有可行性。符合目前我國能源、環(huán)保的基本政策和國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展要求，具有明顯的優(yōu)勢，并且占地少、無污染、運行費用低。

　　以此系統(tǒng)作為海水養(yǎng)殖的熱源和冷源，能促進集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展、減少地下水開采、保護地下水資源，防止海水回灌，是替代燃煤、燃油和電鍋爐的最佳方案，其經(jīng)濟效益和社會效益非常顯著。

　　二、南美白對蝦水產(chǎn)養(yǎng)殖溫控系統(tǒng)設(shè)計案例

　　本案例為南美白對蝦室內(nèi)養(yǎng)殖項目，位于山東省日照市，養(yǎng)殖水體共有36個25m養(yǎng)殖池，水深1米，養(yǎng)殖水體總?cè)萘?00m，每天補水量為總?cè)萘康娜种?，日補水量270m，冬季原水自然水溫13℃，養(yǎng)殖水體保持26℃恒溫。

　　為保證對蝦在冬季的正常生長，系統(tǒng)配置一級換熱器+污水源熱泵組成的補水升溫系統(tǒng)，提供每日補水升溫所需的熱量。另外配置空氣源熱泵+抗腐蝕盤管，補充池水散失的熱量，維持水溫恒定。

　　2.1 設(shè)計參數(shù)

　　2.2 熱負荷計算

　　養(yǎng)殖水體所需要補充的熱量分為兩部分，一部分為新水提溫所需熱量，一部分為補充室內(nèi)池水散失的熱量。

　?。?）補充新水提溫

　　育苗系統(tǒng)補水流量30m/h，補充水溫度為13℃，一級通過換熱器通過和24℃排放廢水換熱，提高到21℃㎡。補水經(jīng)過一級換熱后進入養(yǎng)殖水源熱泵，從21℃升溫到26℃。

　?。?）室內(nèi)散熱保溫

　　根據(jù)養(yǎng)殖大棚的保溫情況，按每天散熱2℃溫差考慮，池水損失熱量為87kW。

　　2.3 系統(tǒng)配置

　　新水補水提溫選用一級換熱器共1臺，二級中介水換熱器1臺，水源養(yǎng)殖熱泵配備2臺。

　　由于養(yǎng)殖水體排放是按每天池子依次排放30%，考慮到排放量不均勻，設(shè)置室外廢水池100m一個，新水池100m一個，排放廢水按不大于30m/h進行。

　　室內(nèi)散熱保溫選用一臺低溫空氣源熱泵，室內(nèi)散熱保溫采用養(yǎng)殖池內(nèi)設(shè)加熱盤管方式，考慮到海水腐蝕影響，加熱盤管采用PERT或PPR材質(zhì)。

　　為保證系統(tǒng)在高鹽霧腐蝕和污濁水體下的可靠性，對機組進行了專項優(yōu)化。

　　采用鈦合金等耐海水腐蝕換熱器，防止海水對熱泵的腐蝕；采用納米涂層技術(shù)，使內(nèi)表面光滑可防海洋生物的附著，防止海洋生物的附著；采用防阻塞自動清洗專利設(shè)備，將海水養(yǎng)殖排水中的糞便泥沙雜質(zhì)自動清洗干凈。三、系統(tǒng)造價與運行費用分析

　　3.1 系統(tǒng)造價

　　統(tǒng)計系統(tǒng)的設(shè)備、材料、人工、稅費等分項工程，合計造價為58.8萬元。

　　3.2 運行費用分析

　　污水源熱泵每天將270m從21℃的水升溫到26℃，13℃~21℃的升溫過程所需熱量由一級換熱器獲得，每天運行時間為9小時?？諝庠礋岜糜糜趶浹a水體散失的熱量，每天運行時間為20小時。

　　當(dāng)?shù)仉娰M單價為0.62元/度，每年的運行時間為120天，總費用為4.5萬元。

　　四、經(jīng)濟性對比

　　4.1 養(yǎng)殖水體補水升溫所需總熱量

　　系統(tǒng)每天將270m從13℃的水升溫到26℃，總共耗費的能量為1.47×107kJ。

　　4.2 與傳統(tǒng)燃煤采暖運行費用比較

　　工業(yè)煤的當(dāng)量熱值為20900kJ/ kg（5200大卡/kg），電的當(dāng)量熱值為3600 kJ/ kWh，若上述熱量完全由燃煤鍋爐提供能源費用計算——

　　每天耗煤量為1082kg；每天燃煤費用757元；每年耗煤費為6.36萬元；每年耗煤量為91噸；單位制熱海水費用2.80元/m。4.3 與燃氣鍋爐運行費用比較

　　LNG的當(dāng)量熱值為34940KJ/m，燃氣模塊爐的熱效率為85%，當(dāng)?shù)貧鈨r3.2元/m，系統(tǒng)每天補水升溫需要1.47×107kJ 的熱量，按照每年120天計算——

　　每天的燃氣用量為495m；每天的燃氣費用為1584元；每年補新水升溫所用的燃氣費用為13.3萬元；單位制熱海水費用5.87元/m。五、結(jié)論

　　1.該系統(tǒng)投入使用后，冬季水溫控制在26℃，夏季水溫控制在28℃，營造了恒溫且適宜的養(yǎng)殖水體環(huán)境，保證對蝦的生長速度和良好肉質(zhì)。

　　2.由于該系統(tǒng)充分利用廢水余熱，并實現(xiàn)了熱量的梯級利用，每噸熱水成本僅為0.59元，燃煤鍋爐每噸熱水成本2.80元，燃氣鍋爐的成本為5.87元。相比較之下優(yōu)勢十分明顯。

　　3.該系統(tǒng)可同時用于夏季海水降溫和冬季海水升溫，一套系統(tǒng)冷暖聯(lián)供，減少了重復(fù)投資和兩套系統(tǒng)的安裝占地，并增加了設(shè)備利用率。

　　4.該系統(tǒng)初投資較高但運行費用大大降低，和燃煤鍋爐比較，3年可收回增加的投資，和冷水機組加燃煤鍋爐比較，預(yù)計一年內(nèi)可收回增加的投資，五年即可收回全部投資。

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