一、項目情況

該工程地址位于福建三明市，有鰻魚養殖池4個，其中1個作為高溫加熱池，另外3個作為養殖池，水源為地下水池規格約250㎡-320㎡，幼苗水深0.5m~0.6m，成魚水深0.7m-0.8m，育苗池水溫30℃，成魚水溫22-25℃。

最初的加熱方式是:鍋爐給高溫水池加熱熱水，然后通過管道給其他三個水產養殖池供水，每天12小時補充兩次熱水，共補充200噸熱水。鍋爐產生的高溫蒸汽直接加熱三個水產養殖池，保持三個水產養殖池30℃；水產養殖池位于室內，頂部為拱頂彩鋼棚，水產養殖池周圍用塑料薄膜隔熱。

第二，氣象參數。

位于沿海低緯度區的三明境內，氣候屬中亞熱帶季風氣候區，年平均氣溫17℃-194℃，最冷月均在1月，各地變化較大，最低溫度可達-10℃，最高溫度不超過10℃，最低溫度可達-113℃。七月份最熱，平均溫度27℃-28℃，極高溫度40.5℃。

第三，需求分析。

該項目使用時間全年，鰻魚養殖周期長。冷水補水采用地下井水，每天換水兩次，養殖池水溫應保持在30℃。設計日用水量:滿足養殖池日常熱量需求；熱水供應方式:高溫池空氣能源設備直接供暖，養殖池空氣源熱泵設備間接與池水交換；基本水溫:本項目采用地下水，參照《建筑給排水設計規范》GB50015標準，地下水溫15-20℃，本項目采用地下水溫20℃。

第四，項目特點。

本項目為水產養殖項目，溫度控制要求精度高，允許波動偏差小，因此對技術方案的可靠性和安全性要求高；由于魚類生活環境的限制，水質差，對換熱系統材料的耐腐蝕性要求高；綜合已知相關條件，本項目主要涉及高溫池水和水產養殖池水恒溫的維持。本項目兼具實驗驗證性質，因此末端選擇考慮多樣性，進行實驗比較驗證。

第五，技術方案。

技術方案1(圖1)。描述:當水池溫度小于等于設定溫度時，空氣源熱泵啟動，產生的熱量通過循環泵提供給水池中的水，使水溫升高。當水溫達到設定溫度時，空氣源熱泵停止工作；該系統只對高溫池進行加熱，養殖池的恒溫采用原蒸汽加熱。

技術方案2(圖2)。描述:當水池溫度小于等于設定溫度時，空氣源熱泵啟動，產生的熱量通過循環泵提供給水池中的水，使水溫升高。當水溫達到設定溫度時，空氣源熱泵停止工作。水產養殖池恒溫系統，一次側用空氣源熱泵加熱水產養殖池，運行原理與高溫水產養殖池加熱系統相同:水產養殖池恒溫部分以水產養殖池溫度為控制因素，低于設定溫度-2℃，水產養殖循環泵開啟；達到設定溫度，停止循環。

該系統加熱了高溫池，并保持了其中一個320平方米的養殖池恒溫。

六、熱負荷計算

1.項目基本情況

鰻魚養殖池共4個，其中1個作為高溫加熱水池，其它3個作為養殖池，水源為地下水；池子規格約為250m320m2，幼苗水深為0。5m-0。6m，育苗水溫要求30℃。每天間隔12小時補熱水2次，共補熱水量200噸以內，3個養殖池維持恒溫30℃。

2.冷熱水設計參數

3.高溫水池的熱負荷計算：高溫水池熱水量為最大200m3，冷水計算溫度20℃，熱水計算溫度30℃，加熱時間為12小時以內（設計按照8小時計算）。計算結果：Q=200×（30-15）×4.187×1000/8/3600=305.3kW

4.池子恒溫耗熱量計算，養殖池水總熱損耗量Q包括以下兩項：池面水蒸發損失的熱量Q和池壁、池底、管道和水處理設備傳導散熱量Qt

4.1水表面蒸發損失熱量：Qz=4.187r（0.0174Vi+0.0229）（Pb-Pc）A（760/B）。式中:Qz-養殖池水表面蒸發損失的熱量（KJ/h）；r——與養殖池水溫相等的飽和蒸汽的蒸發汽化潛熱（KJ/Kg）；580.4Kcal/KgVi--養殖池水面上的風速（m/s），0.2m/s；Pb--與養殖池水溫相等的飽和空氣的水蒸汽分壓力（mmHg），31.8mmHg；Pc--養殖池的環境空氣的水蒸汽壓力（mmHg），5.55mmHg；A—養殖池的水表面面積（㎡），320m；B—當地的當月大氣壓力（mmHg），748.7mmHg。

代入數據Qz=4.187r（0.0174Vi+0.0229）（Pb-Pc)A（760/B）=4.187×580.4×（0.0174×0.2+0.0229）（31.8-5.55）×320×（760／748.7）=151.8kWh。

4.2養殖池的水表面、池底、池壁、管道和設備等傳導所損失的熱量；應按養殖池水表面蒸發損失熱量的20%計算確定，即：Qd=Qz×0.2=151.8×0.2=30.36kM。

綜上，320平米養殖池維持恒溫總耗熱量為：Qz+Qd=151.8+30.36kW/h=182.16kW。

七、主設備選型

依據格瑞沃空氣源熱泵機組50HP的性能參數：室外環境計算溫度10℃，50HP空氣源熱泵在室外環境溫度下制熱能力為164.5k，輸入功率44.26kW，制熱COP為3.72。

技術方案1：空氣源熱泵機組只加熱高溫水池，養殖池維持恒溫依靠原先蒸汽供熱；總熱負荷為：3053k，主機熱源設備選型計算臺數N=3053／164.5=1.9臺，選取格瑞沃5OHP空氣源熱泵共2臺或25HP空氣源熱泵共4臺。

技術方案2：空氣源熱泵機組加熱高溫水池，空氣源熱泵機組維持其中1個養殖池恒溫，剩下1個養殖池恒溫依靠原先蒸汽供熱；總熱負荷為：305.3kW+182.16kW=487.46KW，主機熱源設備選型計算臺數N=487.46／164.5=2.96臺，選取格瑞沃50HP空氣源熱泵機組共3臺。

八、水箱大小確定

在養殖項目中，為避免一次系統中空氣源熱泵設備化霜或是停機期間導致供熱溫度不穩定影響養殖供熱效果，建議采用二次系統增設儲能水箱將空氣源熱泵與養殖池分開，即將系統分為熱源側、使用側兩個獨立的系統，有幾點好處如下：

1.熱源側、使用側獨立運行，互不干擾，循環水泵可根據各部分實際情況適當縮小型號選擇，避免后期運行水泵功耗浪費；

2.儲能水箱可以緩解熱泵化霜期間的降溫影響；

3.儲能水箱可跟項目所在地具體電價進行谷電蓄熱，進一步降低運行費用。

本項目考慮減小空氣源熱泵化霜的降溫影響即可，一般空氣源熱泵化霜時間3-8min，安全考慮，取10min時間內儲能水箱溫度下降不超過5℃，即：Q=Q冷/60×15×5=164.5/60×10×1=27.4kW，M=Q/1.163／△T=27.4／1.163/5=4.7噸，需做一個5噸保溫水箱做儲能用。

九、運行能耗分析

本項目運行能耗分析：每月環境平均溫度查自《中國氣象數據網》；空氣源熱泵數據查自格瑞沃50HP的性能參數。

冷熱水設計參

十、工程實際運行情況最終決定選用設計方案1、安裝2臺格瑞沃50HP空氣源熱泵機組。據監測數據顯示，4個鰻魚養殖池均達到了預期的養殖效果，整個技術方案平均日耗能量為1319.33kW，按農業用電計算，日運行成本為897元左右。

值得注意的是，這并不是格瑞沃第一次做水產養殖項目，此前，格瑞沃已在湖南省常德市完成了第一個甲魚水產養殖項目的落地，該項目不僅成功入圍魯班獎的評選，而且還為空氣源熱泵水產養殖的推廣提供了很好的參考和宣傳價值。格瑞沃的產品和技術方案將應用于更多的養殖工程，幫助全國更多的養殖戶解決問題，共同為清潔能源事業貢獻力量，相信得到國家的高度重視和大力推廣。