一、项目情况

该工程地址位于福建三明市，有鳗鱼养殖池4个，其中1个作为高温加热池，另外3个作为养殖池，水源为地下水池规格约250㎡-320㎡，幼苗水深0.5m~0.6m，成鱼水深0.7m-0.8m，育苗池水温30℃，成鱼水温22-25℃。

最初的加热方式是:锅炉给高温水池加热热水，然后通过管道给其他三个水产养殖池供水，每天12小时补充两次热水，共补充200吨热水。锅炉产生的高温蒸汽直接加热三个水产养殖池，保持三个水产养殖池30℃；水产养殖池位于室内，顶部为拱顶彩钢棚，水产养殖池周围用塑料薄膜隔热。

第二，气象参数。

位于沿海低纬度区的三明境内，气候属中亚热带季风气候区，年平均气温17℃-194℃，最冷月均在1月，各地变化较大，最低温度可达-10℃，最高温度不超过10℃，最低温度可达-113℃。七月份最热，平均温度27℃-28℃，极高温度40.5℃。

第三，需求分析。

该项目使用时间全年，鳗鱼养殖周期长。冷水补水采用地下井水，每天换水两次，养殖池水温应保持在30℃。设计日用水量:满足养殖池日常热量需求；热水供应方式:高温池空气能源设备直接供暖，养殖池空气源热泵设备间接与池水交换；基本水温:本项目采用地下水，参照《建筑给排水设计规范》GB50015标准，地下水温15-20℃，本项目采用地下水温20℃。

第四，项目特点。

本项目为水产养殖项目，温度控制要求精度高，允许波动偏差小，因此对技术方案的可靠性和安全性要求高；由于鱼类生活环境的限制，水质差，对换热系统材料的耐腐蚀性要求高；综合已知相关条件，本项目主要涉及高温池水和水产养殖池水恒温的维持。本项目兼具实验验证性质，因此末端选择考虑多样性，进行实验比较验证。

第五，技术方案。

技术方案1(图1)。描述:当水池温度小于等于设定温度时，空气源热泵启动，产生的热量通过循环泵提供给水池中的水，使水温升高。当水温达到设定温度时，空气源热泵停止工作；该系统只对高温池进行加热，养殖池的恒温采用原蒸汽加热。

技术方案2(图2)。描述:当水池温度小于等于设定温度时，空气源热泵启动，产生的热量通过循环泵提供给水池中的水，使水温升高。当水温达到设定温度时，空气源热泵停止工作。水产养殖池恒温系统，一次侧用空气源热泵加热水产养殖池，运行原理与高温水产养殖池加热系统相同:水产养殖池恒温部分以水产养殖池温度为控制因素，低于设定温度-2℃，水产养殖循环泵开启；达到设定温度，停止循环。

该系统加热了高温池，并保持了其中一个320平方米的养殖池恒温。

六、热负荷计算

1.项目基本情况

鳗鱼养殖池共4个，其中1个作为高温加热水池，其它3个作为养殖池，水源为地下水；池子规格约为250m320m2，幼苗水深为0。5m-0。6m，育苗水温要求30℃。每天间隔12小时补热水2次，共补热水量200吨以内，3个养殖池维持恒温30℃。

2.冷热水设计参数

3.高温水池的热负荷计算：高温水池热水量为最大200m3，冷水计算温度20℃，热水计算温度30℃，加热时间为12小时以内（设计按照8小时计算）。计算结果：Q=200×（30-15）×4.187×1000/8/3600=305.3kW

4.池子恒温耗热量计算，养殖池水总热损耗量Q包括以下两项：池面水蒸发损失的热量Q和池壁、池底、管道和水处理设备传导散热量Qt

4.1水表面蒸发损失热量：Qz=4.187r（0.0174Vi+0.0229）（Pb-Pc）A（760/B）。式中:Qz-养殖池水表面蒸发损失的热量（KJ/h）；r——与养殖池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热（KJ/Kg）；580.4Kcal/KgVi--养殖池水面上的风速（m/s），0.2m/s；Pb--与养殖池水温相等的饱和空气的水蒸汽分压力（mmHg），31.8mmHg；Pc--养殖池的环境空气的水蒸汽压力（mmHg），5.55mmHg；A—养殖池的水表面面积（㎡），320m；B—当地的当月大气压力（mmHg），748.7mmHg。

代入数据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养殖池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量；应按养殖池水表面蒸发损失热量的20%计算确定，即：Qd=Qz×0.2=151.8×0.2=30.36kM。

综上，320平米养殖池维持恒温总耗热量为：Qz+Qd=151.8+30.36kW/h=182.16kW。

七、主设备选型

依据格瑞沃空气源热泵机组50HP的性能参数：室外环境计算温度10℃，50HP空气源热泵在室外环境温度下制热能力为164.5k，输入功率44.26kW，制热COP为3.72。

技术方案1：空气源热泵机组只加热高温水池，养殖池维持恒温依靠原先蒸汽供热；总热负荷为：3053k，主机热源设备选型计算台数N=3053／164.5=1.9台，选取格瑞沃5OHP空气源热泵共2台或25HP空气源热泵共4台。

技术方案2：空气源热泵机组加热高温水池，空气源热泵机组维持其中1个养殖池恒温，剩下1个养殖池恒温依靠原先蒸汽供热；总热负荷为：305.3kW+182.16kW=487.46KW，主机热源设备选型计算台数N=487.46／164.5=2.96台，选取格瑞沃50HP空气源热泵机组共3台。

八、水箱大小确定

在养殖项目中，为避免一次系统中空气源热泵设备化霜或是停机期间导致供热温度不稳定影响养殖供热效果，建议采用二次系统增设储能水箱将空气源热泵与养殖池分开，即将系统分为热源侧、使用侧两个独立的系统，有几点好处如下：

1.热源侧、使用侧独立运行，互不干扰，循环水泵可根据各部分实际情况适当缩小型号选择，避免后期运行水泵功耗浪费；

2.储能水箱可以缓解热泵化霜期间的降温影响；

3.储能水箱可跟项目所在地具体电价进行谷电蓄热，进一步降低运行费用。

本项目考虑减小空气源热泵化霜的降温影响即可，一般空气源热泵化霜时间3-8min，安全考虑，取10min时间内储能水箱温度下降不超过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吨，需做一个5吨保温水箱做储能用。

九、运行能耗分析

本项目运行能耗分析：每月环境平均温度查自《中国气象数据网》；空气源热泵数据查自格瑞沃50HP的性能参数。

冷热水设计参

十、工程实际运行情况最终决定选用设计方案1、安装2台格瑞沃50HP空气源热泵机组。据监测数据显示，4个鳗鱼养殖池均达到了预期的养殖效果，整个技术方案平均日耗能量为1319.33kW，按农业用电计算，日运行成本为897元左右。

值得注意的是，这并不是格瑞沃第一次做水产养殖项目，此前，格瑞沃已在湖南省常德市完成了第一个甲鱼水产养殖项目的落地，该项目不仅成功入围鲁班奖的评选，而且还为空气源热泵水产养殖的推广提供了很好的参考和宣传价值。格瑞沃的产品和技术方案将应用于更多的养殖工程，帮助全国更多的养殖户解决问题，共同为清洁能源事业贡献力量，相信得到国家的高度重视和大力推广。