空氣能采暖是甲魚養(yǎng)殖水溫的解決方案

隨著國內(nèi)智慧養(yǎng)殖業(yè)的興起和發(fā)展，對于不具備采暖地區(qū)的農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)而言，已經(jīng)由原來粗放式采暖逐漸轉(zhuǎn)變成、節(jié)能、、舒適的采暖方式，四季沐歌空氣能采暖產(chǎn)品憑借其優(yōu)勢也被眾多養(yǎng)殖戶所接受認(rèn)可，成為了農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)采暖的選擇方案。

　　一、項目簡介
 
　　該工程地址位于湖南省常德市，養(yǎng)殖池規(guī)格約為110㎡，水深為0.6m~0.7m，養(yǎng)殖池總?cè)莘e為77m³，原系統(tǒng)為燃煤鍋爐，因涉及能源浪費及環(huán)保問題，計劃將原燃煤系統(tǒng)改造為清潔能源，采用空氣能熱泵來進行有效替代。
 
　　該項目使用時間為9月至來年4月，冷水補水采用地下井水，在冬季每周需要換水30%，春秋季每兩天需換水30%，養(yǎng)殖池水水溫需維持在28~31℃之間，池水需保持渾濁狀態(tài)。
 
　　二、項目所在地地象參數(shù)
 
　　常德市屬于中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候向北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候過渡的地帶。氣候溫暖，四季分明，春秋短，夏冬長；熱量豐富，雨量豐沛，春溫多變，夏季酷熱，秋雨寒秋，冬季嚴(yán)寒。
 
　　常德市年平均氣溫16.7℃，年降水量1200-1900毫米，無霜期272天，適宜水稻、棉花、油料等作物生長。由于受地形影響，該地氣候呈現(xiàn)非地帶規(guī)律。西部山區(qū)，東部比西部略低，石門東山峰農(nóng)場年平均氣溫9.2℃，而石門等澧水河谷地帶年平均氣溫16.8℃。中部丘陵區(qū)、太浮山與太陽山對峙形成向北敞開的簸箕形盆地，致使臨澧、桃源一帶冬季易受冷空氣。平原區(qū)安鄉(xiāng)縣年降水量在1500毫米以上。
 
　　三、用戶需求
 
　　1、設(shè)計日用水量：滿足養(yǎng)殖池每日的熱量需求；
 
　　2、熱水供給方式：空氣能設(shè)備制熱，間接與養(yǎng)殖池水換熱；
 
　　3、基礎(chǔ)水溫：本項目取用地下水，參照《建筑給排水設(shè)計規(guī)范》GB50015標(biāo)準(zhǔn)，取全年平均環(huán)境溫度，本項目基礎(chǔ)水溫取17.4℃；
 
　　4、池水溫度選用29.5℃（換水時水溫不低于25℃）。
 
　　甲魚能適應(yīng)的溫度從0℃--32℃左右，甲魚的生長溫度為25—30℃，25℃以下食欲減退，15℃停止攝食，活動呆滯，10—12℃時進入冬眠狀態(tài)。小甲魚生長在25℃--30℃的溫度下，這樣才能保證它有旺盛的食欲。
 
　　四、養(yǎng)殖池日需熱水量計算
 
　　（一）用戶基本情況及要求
 
　　1、用戶基本情況
 
　　養(yǎng)殖池設(shè)計規(guī)格尺寸110㎡，為不通風(fēng)式大棚結(jié)構(gòu)，水深為0.6~0.7m，總水量約為77m³；
 
　　2、冷熱水設(shè)計參數(shù)
 
　　進水溫度為17.4℃水池恒溫為29.5℃
 
　?。ǘB(yǎng)殖池初次加熱
 
　　所謂”初次加熱”是指養(yǎng)殖池建成或大修灌水后的加熱，也包括養(yǎng)殖池因各種原因停運一段時間后的加熱。
 
　　Th—游泳池和水上游樂池池水的初次加熱時間要根據(jù)當(dāng) 
　　根據(jù)實際數(shù)據(jù)，可計算出本項目=4.187×77×（29.5-17.4）*1000/48/3600=22.58KW
 
　　（三）養(yǎng)殖池的熱負(fù)荷計算
 
　　補充新鮮水加熱
 
　　由于新鮮水的補充屬于不定時補充，且補水量較大，故在設(shè)計時，為降低成本及熱量負(fù)荷，在補水過程中不進行加熱，只需保證池水溫度不低于25℃。原水池中有30℃池水77噸，再補充換取23噸17.4℃冷水后，即養(yǎng)殖池內(nèi)為54噸30℃池水和23噸17.4℃池水，充分混合后，養(yǎng)殖池水溫約為25.8℃。在48h內(nèi)將水溫升高到29.5攝氏度。（注：冬季每周補充新水30%）
 
　　五、設(shè)備選型
 
　?。ㄒ唬?a href="/Article-detail-id-1371387.html" title="空氣源熱泵">空氣源熱泵選型
 
根據(jù)上述計算數(shù)據(jù)，僅考慮維持水溫，設(shè)備小時提供熱量為28.85KW（22.58kw+6.77kw），由于使用時間段為9月至來年4月，由氣象數(shù)據(jù)分析，常德平均最低氣溫5.2℃，故可考慮最低使用溫度為5℃。本項目擬選用5P空氣能機組，其運行參數(shù)數(shù)據(jù)及曲線如下：

　　該設(shè)備在5℃的制熱功率為14.89KW，故可選擇2臺該設(shè)備，小時制熱量為29.78KW＞28.85KW，可滿足項目使用需求。
 
　　該機組可分為220V/50HZ及380V/50HZ兩種類型，針對已完成電改區(qū)域，電壓穩(wěn)定，建議客戶采用220V/50HZ主機，減少用戶前期的三相電開戶費用（約4000元），針對未完成電改區(qū)域，仍可采用380V/50HZ主機，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。結(jié)合本項目所在地情況，采用380V/50HZ主機。
 
　?。ǘ┹o助熱源選型
 
　　考慮到項目只有兩臺空氣源熱泵，為使項目運行穩(wěn)定設(shè)計輔助能源，同時考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟性，因此本項目選用30kw電加熱作為輔助熱源，輔助熱源手動開啟。
 
　?。ㄈ┧浯笮〈_定
 
　　為保證設(shè)備效率及成本（防止空氣能頻繁啟停，系統(tǒng)排污），水箱考慮儲存55℃熱水（水箱與養(yǎng)殖池?fù)Q熱，考慮換熱溫差，最低出水溫度為30℃，水箱儲水溫差25℃），儲存1小時熱量28.85MJ，可選取有效容積為0.99m³水箱一臺，最終確定1m³圓形水箱一臺。
 
　?。ㄋ模Q熱面積計算
 
　　式中：——換熱器換熱面積，㎡；
 
　　——加熱器的加熱功率，按池水表面蒸發(fā)數(shù)據(jù)計算，取28850W
 
　　1.1~1.15——附加系數(shù)；
 
　　K——換熱器傳熱系數(shù)[W/（㎡·℃）]，擬選用不銹鋼管；
 
　　——對數(shù)平均換熱溫度差，℃，取5-10℃；
 
　　——污垢系數(shù)，B=0.8-0.7
 
　　計算：采用DN25薄壁不銹鋼管道，長度約為45m。
 
　　故，本項目最終采用2臺5P四季沐歌空氣能，外配30KW電輔熱，1臺1噸儲熱水箱，同時配45米DN25薄壁不銹鋼管道換熱，滿足系統(tǒng)使用需求。
 
　　同時，了解到甲魚需定期到水面活動，空溫過低影響其活動，所以增設(shè)一路兩個FP-34的風(fēng)機盤管給空氣加溫。
 
　　通過監(jiān)測數(shù)據(jù)，據(jù)統(tǒng)計平均每天運行耗電量66kwh，池水溫度恒定在28~29℃，池面10~30cm內(nèi)空氣溫度比水溫高1~2℃，運行良好。