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海水(淡水)养殖冷热能循环系统简介

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海水(淡水)养殖冷热能循环系统简介

一. 海水(淡水)养殖冷热能循环系统工作原理

1.冬季热能回收:

冬季把养殖池排放的废水的热能回收,将回收的热能传递给等量的新鲜海水,使新鲜海水的水温提升到养殖所需的温度上,再进入养殖池。

  如:冬季新鲜海水的温度为4℃,养殖需要的新鲜海水温度为20 ℃,养殖池排放废海水的温度为19 ℃.

具体流程:

  19 ℃的废水进入冷热回收系统,从中提出16 ℃温差的热能,3 ℃废水排放掉;于此同时,4 ℃新鲜海水进入冷热回收系统,系统将废水中的16 ℃温差的热能传递给等量的新鲜海水,使新鲜海水温度提升到20 ℃,然后进入养殖池中。

img1

2. 夏季冷量回收:

夏季把养殖池排放的废水的冷量回收,将回收的冷量传递给等量的新鲜海水,使新鲜海水的水温降到养殖所需的温度上,再进入养殖池。

  如:夏季新鲜海水的温度为30℃,养殖需要的新鲜海水温度为20 ℃,养殖池排放废海水的温度为21 ℃.

具体流程:

  30℃的新鲜海水进入冷热回收恒温系统,系统从中提出10℃温差的热能,20℃新鲜海水进入养殖池;于此同时,21 ℃废水进入冷热回收系统,系统将新鲜海水的10 ℃温差的热能传递给等量的废水,使废水的温度提升到31℃,然后排放掉。

img23.冷热能循环系统构成的主要部件:

砂缸过滤器;板式换热器;新水、废水水泵;高效冷热回收热泵;电控系统。

 4. 冷热能循环系统的特点:
1)二氧化碳零排放,没有任何废气、废渣、废水的排放,也没有废热排放;
2)全自动化控制,节省人工,可以实现无人值守;
3)升温或降温的控制精度高,偏差只有+-1℃,避免了水温忽冷忽热的现象,是燃煤、燃气锅炉无法实现的。

4)与水源热泵相比,无需打井抽取地下水,只利用养殖排出的废热即可工作,冬季海水温度在2 ℃以上时,系统即可正常工作;

5)与其他加温设备相比,加温费用与新鲜海水(淡水)升温幅度无关。如,新鲜海水从4 ℃提升到14 ℃,与从4 ℃提升到24 ℃的运行费用是一致的,都是每吨水耗电0.7kwh;

6)夏季降温运行费用与降温幅度无关,如,新鲜海水从30 ℃下降到23 ℃,与30 ℃下降到13 ℃的运行费用一致,都是每吨水耗电0.7kwh;

7)废水与新鲜水不接触、不混淆,没有循环水细菌繁殖带来的养殖风险。

二、海水(淡水)养殖冷热能循环系统的用途与作用

1、用途:
1)辽东半岛、山东半岛、渤海湾、黄海海岸沿线海水养殖企业冬季海水加温,夏季海水降温,或四季恒温;
2)东海、南海、海南岛海岸沿线海水养殖企业的夏季海水降温,或四季恒温;

3)内陆养殖企业冬季养殖水加温,夏季养殖水降温,或四季恒温;

4)适合养殖种类:养鱼、养虾、海参、育卵、育苗。

2、作用:
  1)增加养殖企业在养殖周期内的产量;
  2)增加养殖企业全年的养殖时间,增加全年的养殖产量;
  3)降低养殖企业的运行成本;
  4)避免养殖企业夏季高温带来的养殖风险。

三、海水(淡水)养殖冷热能循环系统的运行费用

    每产1吨养殖水的运行费用:

     高效养殖热泵消耗的电能为:3x1.163/5=0.7kwh=602千卡(不含水泵耗电);
     如,电价0.6元/kwh,运行费用是0.42元。

1)冬季与燃气锅炉相比:

 有板换热回收系统:车间损失1 ℃,板换损失6 ℃,
   需要的耗气量为:7000/(8600x0.8)=1.02立方米,
   如,天然气的价格为4.2元/立方米 ,则燃气锅炉的运行费用为:4.3元。

 没有板换热回收系统:新鲜海水从4 ℃,提升到20 ℃,

   需要的耗气量为:16000/(8600x0.8)=2.33立方米,运行费用:9.8元。

   因此,养殖冷热能循环系统冬季加温的运行费用是燃气锅炉的1/23——1/10。

2)冬季与燃煤锅炉相比:

    有板换热回收系统:车间损失1 ℃,板换损失6 ℃,

    需要的标准煤量为7000/(7000x0.6)=1.67kg,

    如,标准煤价格1000元/吨,则运行费用是1.67元。

    没有板换热回收系统:新鲜海水从4 ℃提升到20 ℃,

    需要的标准煤量:16000/(7000x0.6)=3.81kg.则运行费用3.81元。

   因此,养殖冷热能循环系统冬季加温的运行费用是燃煤锅炉1/9——1/4.

3)与水源热泵相比:

   水源热泵需要打井提取地下水,现假定地下水的水量能满足水源热泵的 需求量,并地下水温为15 ℃,

  4 ℃的新鲜海水提升到20 ℃.水源热泵耗电(20-4)x1.163/5=3.7kwh.

  因此,养殖冷热能循环系统运行费用是水源热泵的1/5.

5)夏季与制冷机相比:

  新鲜海水温度从30 ℃下降到14 ℃,

  制冷机耗电16x1.163/4=4.7kwh.

  因此,养殖冷热能循环系统夏季制冷的运行费用是制冷机的1/7——1/5.

四、海水(淡水)养殖冷热能循环系统在环境保护方面的作用

1. 冷热能循环系统与燃煤锅炉相比,冬季每产1吨养殖水减少使用标准煤3.81kg.

   燃煤锅炉每燃烧1吨标准煤二氧化碳排放量是2.67吨,二氧化硫8.5kg,氮氧化物7.4kg

即:冷热能循环系统冬季每产1000吨养殖水减少二氧化碳排放量10吨、二氧化硫32.4kg、氮氧化物28.2kg.

2. 冷热能循环系统与燃气锅炉相比,冬季每产1吨养殖水减少使用天然气2.33立方米。

    1立方米天然气完全燃烧产生二氧化碳1.885kg.

即:冷热能循环系统冬季每产1吨养殖水减少二氧化碳排放量4.4kg.

3. 冷热能循环系统与水源热泵相比,每产1吨养殖水减少使用地下水2-3吨。

五、工程案例

 

1、威海圣鲲水产公司:

   地点:威海成山镇朝阳港大桥北侧;

   养殖温度:23 ℃;

   养殖品种:育鱼苗;

   冬季最大产水量:500吨/小时,每天的最大产水量:12000吨;

   加温周期:210天;

   2018年加温平均流量300t/h,每天耗电:5040kwh,每天的费用:3024元

   210 天总费用:63.5万元。

节能效果:

    以往燃煤锅炉每年的燃煤费用240万,

   与燃煤锅炉相比,每年节省费用240-63.5=176.5万元。

减排效果:

    每年减少使用标准煤2400吨,减少二氧化碳排放量6408吨,减 少二氧化 硫排放量20.4吨,减少氮氧化物排放量17.76吨。

   2、威海中孚水产公司:

   地点:威海成山镇朝阳港大桥北侧;

   养殖温度:13-14 ℃;

   养殖品种:育卵;

   冬季最大产水量:50吨/小时,每天的最大产水量:1200吨;

   恒温周期:360天;

   2018年恒温平均流量30t/h,每天耗电:504kwh,每天的费用:300元

   360天总费用:11万元。

节能效果:

    以往燃煤锅炉冬季燃煤费用24万,夏季制冷机电费30万,

   与往年相比,每年节省费用24+30-11=43万元。

减排效果:

    每年减少使用标准煤240吨,减少二氧化碳排放量640.8吨,减 少二氧化 硫排放量2.04吨,减少氮氧化物排放量1.776吨。

   3、荣成中宝水产公司:

   地点:威海成山镇朝阳港大桥南侧;

   养殖温度:23 ℃;

   养殖品种:育鱼苗;

   冬季最大产水量:70吨/小时,每天的最大产水量:1680吨;

   加温周期:210天;

   2018年加温平均流量60t/h,每天耗电:1008kwh,每天的费用:605元

   210 天总费用:12.7万元。

节能效果:

    以往燃气锅炉每年的费用140万左右,

   与燃气锅炉相比,每年节省费用140-12.7=127.3万元。

减排效果:

    每年减少使用天然气30.8万立方米,减少二氧化碳排放量581吨。

4、文登大鲮鲆(连昌)水产公司:

   地点:文登 ;

   养殖温度:23 ℃;

   养殖品种:育鱼苗;

   冬季最大产水量:70吨/小时,每天的最大产水量:1680吨;

   加温周期:210天;

   2018年加温平均流量60t/h,每天耗电:1008kwh,每天的费用:605元

   210 天总费用:12.7万元。

节能效果:

    以往燃煤锅炉每年的费用52万,

   与燃煤锅炉相比,每年节省费用52-12.7=39.3万元。

减排效果:

每年减少使用标准煤520吨,减少二氧化碳排放量1388吨,减 少二氧化硫排放量4.4吨,减少氮氧化物排放量3.85吨。

5、荣成(王书记)水产公司:

   地点:荣成 ;

   养殖温度:15-17 ℃;

   养殖品种:河豚鱼;

   冬季最大产水量:50吨/小时,每天的最大产水量:1200吨;

   加温周期:210天;

   2018年加温平均流量40t/h,每天耗电:672kwh,每天的费用:403元

   210天总费用:8.46万元。

节能效果:

    以往燃气锅炉每年的燃气费用120万,

   与燃气锅炉相比,每年节省费用120-8.46=111.5万元。

减排效果:

    每年减少使用天然气29万立方米,减少二氧化碳排放量546.7吨。

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