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福建宁德石斑鱼养殖恒温系统设计方案
发布日期:2016/3/15 9:31:13


  摘 要:该项目为福建宁德三都澳岛石斑鱼养殖场恒温系统项目,为石斑鱼提供恒温养殖环境,一期工程有12个30m3、6个24m3的养殖水池,共500m3水体。依照甲方的设计要求,将养殖用水每天需要10%左右换水量,由13℃加热到25℃;养殖水池加热设计水温为25℃。

 

  关键词:石斑鱼、恒温养殖、海水源热泵

 

1、项目概况

 

  石斑鱼(Epinephelussp.)属鲈形目,体长椭圆形稍侧扁。口大,具辅上颌骨,牙细尖,有的扩大成犬牙。体被小栉鳞,有时常埋于皮下。石斑鱼又是一种低脂肪、高蛋白的上等食用鱼,被港澳地区推为我国四大名鱼之一,是高档筵席必备之佳肴。石斑鱼烧芋艿,原本是嵊泗渔区一道家常菜,如今却成为享誉海内外的珍贵菜。分布于福建沿海的石斑鱼有12种,其中经济价值较高且较为常见的种类有赤点石斑鱼、鲑点石斑鱼、云纹石斑鱼和网纹石斑鱼等。项目名称为福建宁德三都澳岛石斑鱼养殖场恒温系统项目。为石斑鱼提供恒温养殖环境,一期工程有12个30m³、6个24m³的养殖水池,共500m³水体。设计要求:将养殖用水每天需要10%左右换水量,由13℃加热到25℃;养殖水池加热设计水温为25℃,要求养殖水池是24小时恒温。

 

 

2、设计依据

 

  《建筑给排水设计规范》 GB50015-2003

 

  《建筑给水排水与采暖工程施工质量验收规范》 GB50019-2003

 

  《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003

 

  《采暖与卫生工程施工及验收规范》 GBJ-242-82

 

  《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》GB/T21362-2008

 

  《冷热水聚丙烯管道系统》GB/T 18742-1~3-2002

 

  《设备及管道绝热技术通则》GB 4272-2008

 

  《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-2008

 

3、石斑鱼生长分析

 

  据试验显示,石斑鱼在水温22~30℃之间时,鱼活跃,摄食量大,生长快;当水温下降到22℃以下19℃以上时次之;水温下降到19℃以下时,摄食量明显减少,生长速度减慢,活动情况随着水温的下降而减弱;在室内水池越冬时还观察到,水温降到10℃以下再不捕食死饵,但对活的甲壳类仍能选食;当水温下降到7.5℃以下时,停止摄食,鱼处于静止不动状态;水温低于5.5℃时,出现死亡。对盐度的适应范围较广,在11‰~41‰之间都能生存,最适在30‰左右。

 

4、养殖场概况:

  (1)养殖形式:车间式(搭保温板全封闭车间);

 

  (2)养殖水方式:循环水+部分新水;

 

  (3)养殖池规格:一期工程①类池6m*10m*1m(共12口池),②类池4m*8m*1m(共6口池),二期工程③类池5m*5m*1m(共54口池)(二期工程仍旧在建设中);

 

  (4)养殖池石斑鱼密度:①类池5000-8000条/口池,②类池3000-6000条/口池,③类池1500-2000条/口池;

 

  (5)冬季池水水温:25℃;

 

  (6)每天换水量:10%;

 

  (7)换水时间:10h(根据潮期8-10h);

 

  (8)循环水量:100m³/h;

 

  (9)冬季海水温度:13-16℃;

 

  (10)过滤方式:滚筒过滤机+蛋白分离器+沉淀过滤池;

 

  (11)杀毒方式:紫外线杀毒(紫外线杀毒-100W/根,共20根)。

 

5、气象参数

 

  宁德市地处东南沿海,属中亚热带湿润季风气候。春夏雨热同期,秋冬光温互利,光能充足,热量丰富,雨水充沛,四季分明,海洋性季风气候显著。年平均气温20℃左右:

 

 

6、负荷计算

 

6.1补充水加热所需要的热量计算

 

  将养殖用水10%约50m³/h由13℃加热到25℃加热量:

  Qb=a*v*qb*(ts-tb)/t (kJ/h)

  qb——补充水水量(l)

  ts——池水温度(℃)

  tb——补充水水温(℃)

  t——加热时间(h)

  v——水的容重(kg/m³)

  a——水的比热容(a=4.1868kJ/kg.℃)

  Qb=4.187*1*50000*(25-13)/24/3600=29kW。

 

6.2水表面散热计算

 

  Qz=4.187*v*(0.0229+0.0174vf)*(Pb-Pq)*F*760/B/3600

  Qz——池水面蒸发损失的热量(kW)

  v——与池水温度相等时,水的蒸发汽化潜热(kcal/kg)

  vf——池水面上的风速(m/s),室内vf采用0.2-0.5m/s

  Pb——与池水温度相等时的饱和空气的水蒸气分压力(mmHg)

  Pq——空气的水蒸汽分压(mmHg)

  F——养殖水池面积(㎡)

  B——当地的大气压力(mmHg)

  Qz=4.187×583.1×(0.0299+0.0174×0.2)×(23.7-12.9)×600×760/765/3600=145.8kW;

 

6.3养殖水池的水面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量,应按水表面蒸发损失热量的20%计算

 

  Qs1=29.2kW;总负荷为:29+145.8+29.2=204kW/h。

 

7、方案说明

 

7.1设备选型

 

  养殖池一般设立在海边,在福建沿海地区的海水冬季温度在13-16℃,考虑到水源取之不尽,在循环大水量情况下,能效比COP值在4以上,采用水源热泵是最佳选择。

 

  水源热泵的循环水进出水温差在0.5-1℃,以1℃温差计算,每台水源热泵的循环水流量20m³/h,大水量的情况下是为了能够提高COP。

 

  水源热泵循环水进出水温差5℃,水源温度在20℃左右的情况下,COP值4.5。水源热泵感应池水温度低于设定值2℃时自动启动加热,始终保持养殖池温度恒定。

 

  冬季日均最低海水温度为13℃,海水源恒温热泵的衰减率基本可以忽略,以最大满足需求的负荷来选择机组数量及型号,根据204kW的负荷计算,选择5台SH400S I养殖专用-海水源恒温热泵机组加热养殖水池,每台KX510S YI制热量为41kW,总制热量为205kW。

 

7.2水泵选型

 

  配备潜水泵,罩壳,叶轮材质FC-200,流量100m³/h,功率3KW,2台。

 

7.3 养殖形式:车间式(搭保温板全封闭车间)

 

  搭建保温车间式养殖,是为了冬季池水的保温,减少散热量及降低系统投入成本,实际使用证明,以这种形式进行养殖每天晚上水池降温2℃,白天有阳光照射的时候,温度基本不降。

 

7.4养殖水方式:循环水+部分新水

 

  每口池都有连通管自动排水,流到排水沟再用水泵抽水进到滚筒过滤机进行过滤,过滤之后的水进入蛋白分离器,经过蛋白分离器提高溶氧之后再排放到缓冲池进行沉淀,缓冲池进过紫外线杀菌之后自动排放蓄水池,蓄水池的用连通管方式排放到每口池,每口池的进水口都有阀门调节流量,已达到每口池的流量一致,蓄水池的水一直经过水源热泵的循环加热,从而达到恒温每口池子的温度。

 

  每口池都有刻度标示,每天更换20%的新水,从海底抽过来的水直接排放到缓冲池里面,经过紫外线杀菌之后到了蓄水池,水源热泵对蓄水池的新水进行升温加热,以达到养殖所需水温。

 

  高密度养殖的水处理是整个冬季养石斑鱼最需要注重的环节,高密度养殖意味着氨氮增加,溶氧量减少,如果溶氧量少于5毫克/升,会导致青石斑鱼窒息,整口池的鱼都会死亡,死亡率比较高。每天换水量:20%

 

  根据养不同类型的鱼及密度,不换水的循环水无法满足盐度及病菌的控制,考虑到药物投放及疾病预防的各种原因,养殖场每天换20%的水在养石斑鱼的循环水系统中,鱼的成长比较稳定。

 

8、各种能源费用对比

 

 

9、系统安装示意图

(戎马传媒·《热泵市场》杂志社 订阅热线:0755-26781737)
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