空气能采暖是甲鱼养殖水温的解决方案

随着国内智慧养殖业的兴起和发展，对于不具备采暖地区的农业和养殖业而言，已经由原来粗放式采暖逐渐转变成、节能、、舒适的采暖方式，四季沐歌空气能采暖产品凭借其优势也被众多养殖户所接受认可，成为了农业和养殖业采暖的选择方案。

　　一、项目简介
 
　　该工程地址位于湖南省常德市，养殖池规格约为110㎡，水深为0.6m~0.7m，养殖池总容积为77m³，原系统为燃煤锅炉，因涉及能源浪费及环保问题，计划将原燃煤系统改造为清洁能源，采用空气能热泵来进行有效替代。
 
　　该项目使用时间为9月至来年4月，冷水补水采用地下井水，在冬季每周需要换水30%，春秋季每两天需换水30%，养殖池水水温需维持在28~31℃之间，池水需保持浑浊状态。
 
　　二、项目所在地地象参数
 
　　常德市属于中亚热带湿润季风气候向北亚热带湿润季风气候过渡的地带。气候温暖，四季分明，春秋短，夏冬长；热量丰富，雨量丰沛，春温多变，夏季酷热，秋雨寒秋，冬季严寒。
 
　　常德市年平均气温16.7℃，年降水量1200-1900毫米，无霜期272天，适宜水稻、棉花、油料等作物生长。由于受地形影响，该地气候呈现非地带规律。西部山区，东部比西部略低，石门东山峰农场年平均气温9.2℃，而石门等澧水河谷地带年平均气温16.8℃。中部丘陵区、太浮山与太阳山对峙形成向北敞开的簸箕形盆地，致使临澧、桃源一带冬季易受冷空气。平原区安乡县年降水量在1500毫米以上。
 
　　三、用户需求
 
　　1、设计日用水量：满足养殖池每日的热量需求；
 
　　2、热水供给方式：空气能设备制热，间接与养殖池水换热；
 
　　3、基础水温：本项目取用地下水，参照《建筑给排水设计规范》GB50015标准，取全年平均环境温度，本项目基础水温取17.4℃；
 
　　4、池水温度选用29.5℃（换水时水温不低于25℃）。
 
　　甲鱼能适应的温度从0℃--32℃左右，甲鱼的生长温度为25—30℃，25℃以下食欲减退，15℃停止摄食，活动呆滞，10—12℃时进入冬眠状态。小甲鱼生长在25℃--30℃的温度下，这样才能保证它有旺盛的食欲。
 
　　四、养殖池日需热水量计算
 
　　（一）用户基本情况及要求
 
　　1、用户基本情况
 
　　养殖池设计规格尺寸110㎡，为不通风式大棚结构，水深为0.6~0.7m，总水量约为77m³；
 
　　2、冷热水设计参数
 
　　进水温度为17.4℃水池恒温为29.5℃
 
　　（二）养殖池初次加热
 
　　所谓”初次加热”是指养殖池建成或大修灌水后的加热，也包括养殖池因各种原因停运一段时间后的加热。
 
　　Th—游泳池和水上游乐池池水的初次加热时间要根据当地热源条件、热负荷和使用要求等因素确定。初次加热时间一般24h(快速)—48h(慢速)，本项目取48h。
 
　　根据实际数据，可计算出本项目=4.187×77×（29.5-17.4）*1000/48/3600=22.58KW
 
　　（三）养殖池的热负荷计算
 
　　补充新鲜水加热
 
　　由于新鲜水的补充属于不定时补充，且补水量较大，故在设计时，为降低成本及热量负荷，在补水过程中不进行加热，只需保证池水温度不低于25℃。原水池中有30℃池水77吨，再补充换取23吨17.4℃冷水后，即养殖池内为54吨30℃池水和23吨17.4℃池水，充分混合后，养殖池水温约为25.8℃。在48h内将水温升高到29.5摄氏度。（注：冬季每周补充新水30%）
 
　　五、设备选型
 
　　（一）空气源热泵选型
 
根据上述计算数据，仅考虑维持水温，设备小时提供热量为28.85KW（22.58kw+6.77kw），由于使用时间段为9月至来年4月，由气象数据分析，常德平均最低气温5.2℃，故可考虑最低使用温度为5℃。本项目拟选用5P空气能机组，其运行参数数据及曲线如下：

　　该设备在5℃的制热功率为14.89KW，故可选择2台该设备，小时制热量为29.78KW＞28.85KW，可满足项目使用需求。
 
　　该机组可分为220V/50HZ及380V/50HZ两种类型，针对已完成电改区域，电压稳定，建议客户采用220V/50HZ主机，减少用户前期的三相电开户费用（约4000元），针对未完成电改区域，仍可采用380V/50HZ主机，系统运行稳定。结合本项目所在地情况，采用380V/50HZ主机。
 
　　（二）辅助热源选型
 
　　考虑到项目只有两台空气源热泵，为使项目运行稳定设计辅助能源，同时考虑系统的经济性，因此本项目选用30kw电加热作为辅助热源，辅助热源手动开启。
 
　　（三）水箱大小确定
 
　　为保证设备效率及成本（防止空气能频繁启停，系统排污），水箱考虑储存55℃热水（水箱与养殖池换热，考虑换热温差，最低出水温度为30℃，水箱储水温差25℃），储存1小时热量28.85MJ，可选取有效容积为0.99m³水箱一台，最终确定1m³圆形水箱一台。
 
　　（四）换热面积计算
 
　　式中：——换热器换热面积，㎡；
 
　　——加热器的加热功率，按池水表面蒸发数据计算，取28850W
 
　　1.1~1.15——附加系数；
 
　　K——换热器传热系数[W/（㎡·℃）]，拟选用不锈钢管；
 
　　——对数平均换热温度差，℃，取5-10℃；
 
　　——污垢系数，B=0.8-0.7
 
　　计算：采用DN25薄壁不锈钢管道，长度约为45m。
 
　　故，本项目最终采用2台5P四季沐歌空气能，外配30KW电辅热，1台1吨储热水箱，同时配45米DN25薄壁不锈钢管道换热，满足系统使用需求。
 
　　同时，了解到甲鱼需定期到水面活动，空温过低影响其活动，所以增设一路两个FP-34的风机盘管给空气加温。
 
　　通过监测数据，据统计平均每天运行耗电量66kwh，池水温度恒定在28~29℃，池面10~30cm内空气温度比水温高1~2℃，运行良好。