中國水產頻道獨家報道， 隨著在環保方面的管控越來越嚴，燃煤鍋爐逐漸被淘汰，而燃氣運行成本費用高，用以熱泵技術為依托的控溫機組進行養殖水體控溫很好的解決了養殖戶的水體升溫降溫的問題，為養殖戶提供了很好的能源應用形式，并可結合養殖廢水余熱回收技術，降低運行成本。雖然初期投資高一些，但在一定時間內通過節省運行成本可實現投資回收，能很好的代替其它的能源形式。 筆者從目前水產養殖中溫度控制現狀及存在的問題分析、以熱泵技術為核心的控溫形式介紹、設計控溫方案時應考慮的因素三方面簡述工廠化循環水養殖系統中控溫系統的應用優勢。 一、養殖水體傳統加熱和降溫形式 1、傳統的養殖水體加熱方案主要是采用燃煤、燃氣或電鍋爐加熱，但這些做法存在如下問題： 1）采用燃煤鍋爐造價雖然較低，但存在嚴重的大氣污染，燃煤鍋爐已不符合國家節能減排的基本國策，不符合藍色海洋經濟的政策，屬于國家限制取締的能源方式。 2) 采用燃氣鍋爐運行費用較高，還存在氣源穩定和安全問題。燃氣屬于不可再生能源，越大的用量只會造成越緊張的供應問題，在高氣價的時代采用燃氣鍋爐加熱對海水養殖成本太高，不經濟而且不可持續。 3) 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。 2、傳統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。會存在以下問題： 1）地下水資源非常寶貴，抽取地下水養殖，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。因此開采地下水養殖將會受到越來越多的限制。 2）增加制冷機的方案，設備重復投資，造價和運行成本較高，管理也比較麻煩。 二、熱泵控溫在養殖中的形式介紹
熱泵原理示意圖 通過和大量養殖客戶交流發現，每當提到養殖水體用熱泵控溫時，許多客戶想到的都是打井從地下取水換熱。針對這種情況，筆者從熱泵技術原理及低位能源方式上介紹一下水產養殖中熱泵的幾種常用應用形式。 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，設備通過和室外空氣進行熱交換，將室外的低溫空氣能量回收，供養殖水體升溫的一種熱泵形式。 優點：由于這種空氣源熱泵換熱的媒介是空氣，隨處可得，所以其應用不會受到地區的限制，而且系統工藝簡單，安裝簡單，一機兩用，自動控制。 缺點：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，效率也會發生衰減，易受到環境溫度的影響。
空氣源控溫機 2、地源熱泵 地源熱泵是從土壤中提取能量的熱泵設備。通常在地下進行垂直或水平方向埋管，通過管中載熱介質從地下收集熱量，再通過熱泵系統把熱量帶給養殖水體；夏季降溫時，系統逆向運行，通過熱泵系統把養殖水體中的熱量運送到土壤中，實現熱量轉移，一機兩用，自動控制。 優點：由于地表一定深度以下全年土壤溫度穩定，可以分別在夏、冬兩季提供相對較低的冷凝溫度和較高的蒸發溫度。其次，由于不直接抽取地下水，可以有效避免對地下水資源的破壞。是一種合理開發利用地熱資源的冷熱源方式。 缺點：由于地下埋管內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用的要求，使初投資成本較高。并且埋管施工麻煩一些。
土壤源控溫機組 3、海水源熱泵 海水源熱泵技術充分利用養殖場邊靠近海邊的天然優勢，在制熱的過程中提取海水中的低位熱量，轉移給養殖水體，降溫時反之，概括就是采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現低位熱能向高位熱能轉移的一種技術。 優點：高效節能，運行費用低，輸入一份電能，獲取3-5份的熱量；運行穩定可靠，水體的溫度一年四季相對穩定，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩定，也保證了系統的高效性和經濟性；一機兩用，即可制熱也能降溫，自動控制。 缺點：工藝及管路系統比空氣源形式略復雜，施工相對復雜，海水源熱泵的成本，由于增加了直接與海水接觸的設備管道的耐腐蝕投資，造價略高。 三、設計配置方案時考慮的因素 充分考慮養殖工藝，詳細了解養殖流程中各項指標是做好控溫方案的前提，要充分考慮水體大小、循環流量、補水量及補水溫度、廠房保溫情況等因素，根據現有條件和各參考指標設計出最合理的方案。 1、養殖模式 養殖所需溫度是我們想要達到的控溫目標，而養殖模式直接決定了養殖水體的冷熱負荷和控溫形式，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，如采用循環水方式，則控溫的冷熱負荷需要考慮循環流量及補水量等因素。 2、養殖水體情況 養殖水體情況包括養殖水體的體積、循環周期、循環流量以及補水的流量。養殖水體的大小直接影響冷熱負荷從而影響機組的多少，進而就影響著整個初期投資；循環周期和循環流量和加熱或降溫的時間是呼應的，運行中隨意改變補充新水流量，會改變加熱和降溫的時間，因此在設計之初應根據養殖品種特性，應明確或充分考慮循環次數及補水流量，從而從根本上解決養殖戶覺得效果不行的問題；還有就是池子的表面積，在沒有很好的經驗知道單位時間內的回水溫度，通過池子散熱量計算會給控溫系統所需冷熱負荷提供理論基礎。 3、溫度 養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，以及補水溫度。因為整個循環水控溫系統冷熱負荷來源為兩部分，一部分是維持循環水體散失或吸取的熱量，另一部分是給補充的新鮮水升溫或降溫到所需溫度所需要的負荷。因此，全方面了解各個工藝環節中的溫度至關重要。 4、保溫形式及廠區配電情況 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，尤其對熱泵控溫，做好保溫至關重要，做好保溫才能使該控溫系統最大化節能和效果穩定和顯著；在配置機組時要考慮廠區電力情況，冷熱負荷高的機組的電功率也就隨之增加，因此，要考慮電力增容的費用和實施性。
循環水車間 除以上幾點關鍵因素外，對傳統鍋爐改造項目，還要考慮它原有的系統管路形式，充分利用原有設施設備及管路，將投資最低化，節能效果最大化。 詳細的工藝確定好后，才能完成一項合格的控溫系統。機組實現自動控制，系統運行維護方便，設定溫度范圍，當溫度偏離此設定溫度，系統機組會自行啟動，并有報警功能。根據養殖工藝確定好方案后，選定機組型號后，成本就會固定。(文/圖 山東中天羲和新能源技術股份有限公司 趙喜貴) |
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