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浅析空气源热泵在水产养殖中的应用

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发表于 2018-1-8 11:41:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
廊坊亿源新能源公司浅析空气源热泵在水产养殖中的应用,地热是清洁的能源, 利用地源热泵技术进行工厂化循环养殖系统的温度调控是一项全新的课题, 一方面可以降低养殖的成本, 另一方面达到了节能减排的目的。
利用燃煤锅炉产生热水的加热方法如今已经禁用,燃油锅炉和电锅炉的运行费用都比较高,不是很经济,对于一些养殖户来讲锅炉运行费用高,环境污染严重,更经济更节能的新方式才是他们所需要的,而电加热的方式不仅运行费用高,一次能源利用率低,能源浪费严重,也不是最佳的方法。(湖南热泵中央空调咨询www.hj0731.com  13973127998)

为什么利用地源热泵就可以呢?地源热泵是用地热能进行冷热交换的,它可以在冬季将热量提取出来,夏季将热量存储,作为养殖冷热源时地源热泵机组的吸热端和放热端采用闭环水系统。

目前, 我国水产养殖耗水量约占地热水总用水量的5.7%左右, 主要养殖罗非鱼、鳗鱼、甲鱼、青虾、牛蛙、观赏鱼等以及鱼苗越冬。但是, 利用地热资源进行海水工厂化养殖系统的温度调控还未见研究报道, 因此, 利用地源热泵技术在我国低温地热地区进行水产养殖系统的研究对新能源的开发利用和节能减排具有重大意义。
一、燃煤、燃气或电锅炉缺点

1、传统的养殖水体加热方案主要是采用燃煤、燃气或电锅炉加热,但这些做法存在如下问题:

1)采用燃煤锅炉造价虽然较低,但存在严重的大气污染,燃煤锅炉已不符合国家节能减排的基本国策,不符合蓝色海洋经济的政策,属于国家限制取缔的能源方式。

2) 采用燃气锅炉运行费用较高,还存在气源稳定和安全问题。燃气属于不可再生能源,越大的用量只会造成越紧张的供应问题,在高气价的时代采用燃气锅炉加热对海水养殖成本太高,不经济而且不可持续。

3) 采用直接用电加热不仅运行费用高,而且一次能源利用率低,造成能源的浪费,是不可取的。

二、热泵控温在养殖中的形式介绍
通过和大量养殖客户交流发现,每当提到养殖水体用热泵控温时,许多客户想到的都是打井从地下取水换热。针对这种情况,我们从热泵技术原理及低位能源方式上介绍一下水产养殖中热泵的几种常用应用形式。

1、空气源热泵

空气源热泵是一种以室外空气为热源的热泵,设备通过和室外空气进行热交换,将室外的低温空气能量回收,供养殖水体升温的一种热泵形式。

优点:由于这种空气源热泵换热的媒介是空气,随处可得,所以其应用不会受到地区的限制,而且系统工艺简单,安装简单,一机两用,自动控制。

缺点:空气源热泵与空气的换热效率较低,随着空气温度逐步降低,效率也会发生衰减,易受到环境温度的影响。

2、地源热泵

地源热泵是从土壤中提取能量的热泵设备。通常在地下进行垂直或水平方向埋管,通过管中载热介质从地下收集热量,再通过热泵系统把热量带给养殖水体;夏季降温时,系统逆向运行,通过热泵系统把养殖水体中的热量运送到土壤中,实现热量转移,一机两用,自动控制。

优点:由于地表一定深度以下全年土壤温度稳定,可以分别在夏、冬两季提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。其次,由于不直接抽取地下水,可以有效避免对地下水资源的破坏。是一种合理开发利用地热资源的冷热源方式。

缺点:由于地下埋管内流体与土壤的热交换速率低,需要大量的管材和面积才能满足热泵应用的要求,使初投资成本较高。并且埋管施工麻烦一些。
地源热泵水产养殖系统运行原理

地源热泵水产养殖恒温系统就是利用地源热泵系统,给养殖池提供恒定温度的一套新型技术系统.。

浅谈地源热泵在水产养殖中的应用

(1)地源热泵系统,通过地埋管换热系统,将土壤中的热量收集起来并通过地埋管管循环泵输送到地源热泵主机,完成能量的采集过程。

(2)通过地源热泵主机内部的压缩机做功,提高能量的品位,消耗1单元的能量,获得3~4单元的能量;进而由保温循环泵②将获得能量输送到养殖池恒温散热系统。

(3)由水产养殖池中的热敏水温探头来判断,当温度低于养殖适宜温度时,开启保温循环泵以及地源热泵主机,完成池水的加热保温;当池水达到适宜温度时,则关闭保温循环泵以及地源热泵主机,停止供热。

(4)整个系统通过膨胀补水箱以及软化水处理设备,完成水路的不断循环与补充。

水产养殖用地源热泵,从已有的例子来看,效果较好,养殖死亡率低,生长速度快,而且无需专人看守,使用起来更方便,经过无数例应用证明,地源热泵在水产养殖中表现出色。

三、设计配置方案时考虑的因素

充分考虑养殖工艺,详细了解养殖流程中各项指标是做好控温方案的前提,要充分考虑水体大小、循环流量、补水量及补水温度、厂房保温情况等因素,根据现有条件和各参考指标设计出最合理的方案。

1、养殖模式

养殖所需温度是我们想要达到的控温目标,而养殖模式直接决定了养殖水体的冷热负荷和控温形式,如采用流水方式,就要充分考虑采用余热回收形式,避免高温废水排走浪费,如采用循环水方式,则控温的冷热负荷需要考虑循环流量及补水量等因素。

2、养殖水体情况

养殖水体情况包括养殖水体的体积、循环周期、循环流量以及补水的流量。养殖水体的大小直接影响冷热负荷从而影响机组的多少,进而就影响着整个初期投资;循环周期和循环流量和加热或降温的时间是呼应的,运行中随意改变补充新水流量,会改变加热和降温的时间,因此在设计之初应根据养殖品种特性,应明确或充分考虑循环次数及补水流量,从而从根本上解决养殖户觉得效果不行的问题;还有就是池子的表面积,在没有很好的经验知道单位时间内的回水温度,通过池子散热量计算会给控温系统所需冷热负荷提供理论基础。

3、温度

养殖品种所需温度和能够采用的水源、土壤源温度或空气源温度,以及补水温度。因为整个循环水控温系统冷热负荷来源为两部分,一部分是维持循环水体散失或吸取的热量,另一部分是给补充的新鲜水升温或降温到所需温度所需要的负荷。因此,全方面了解各个工艺环节中的温度至关重要。

4、保温形式及厂区配电情况

有了水体及流量温度的充分考虑,合理的配置一套控温方案,还要注意保温的重要性,尤其对热泵控温,做好保温至关重要,做好保温才能使该控温系统最大化节能和效果稳定和显著;在配置机组时要考虑厂区电力情况,冷热负荷高的机组的电功率也就随之增加,因此,要考虑电力增容的费用和实施性。
对传统锅炉改造项目,还要考虑它原有的系统管路形式,充分利用原有设施设备及管路,将投资最低化,节能效果最大化。详细的工艺确定好后,才能完成一项合格的控温系统。机组实现自动控制,系统运行维护方便,设定温度范围,当温度偏离此设定温度,系统机组会自行启动,并有报警功能。
随着在环保方面的管控越来越严,燃煤锅炉逐渐被淘汰,而燃气运行成本费用高,用以热泵技术为依托的控温机组进行养殖水体控温很好的解决了养殖户的水体升温降温的问题,为养殖户提供了很好的能源应用形式,并可结合养殖废水余热回收技术,降低运行成本。虽然初期投资高一些,但在一定时间内通过节省运行成本可实现投资回收,能很好的代替其它的能源形式。

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