熱能資源分布及海水養殖研究論文范文

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1太陽能分布

遼寧省各地太陽總輻射年平均值為4195MJ/m2，其中最大值出現在大連，為5232MJ/m2;最小值出現在本溪的草河口，為4538MJ/m2［11］。太陽總輻射的分布主要受氣候和地形影響，分布形勢為由西至東減弱，與降水量分布相反。遼西和渤海灣東岸沿海地區太陽輻射量最大，遼北次之，東部山區為最小，即表現為西多東寡、南北高于中部的特征。分析顯示，遼寧省太陽總輻射的逐月分布特征為5月最強，12月最弱。季節分布為夏季最大，春季次之，冬季最小，春、夏、秋、冬4季太陽總輻射量分別占全年總輻射量的31．2%、33.4%、21.3%和14．1%。

2海水養殖常用水體調溫模式

2．1電加熱與一般燃料加熱相比，電加熱可獲得較高溫度，易于實現溫度的自動控制和遠距離控制，產生的廢氣、殘余物和煙塵少，可保持被加熱物體的潔凈，不污染環境，因此，廣泛用于科研和試驗等領域;但是，電加熱的運行成本相對較高，能源熱值為3．6MJ/℃，熱轉化效率在95%左右，因此在大型海水養殖生產系統中一般僅作為輔助加熱手段。

2．2鍋爐加熱作為供熱之源，工業鍋爐日益廣泛地應用于現代生產和人們生活的各個領域。按燃料和能源不同，工業鍋爐可分為燃煤鍋爐、燃氣鍋爐、燃油鍋爐、原子能鍋爐、垃圾鍋爐和余熱鍋爐等［13］。其中，燃煤鍋爐投資和運行成本都相對較低，在海水養殖系統中的使用還是比較普遍的。但是，其缺點也很明顯。首先，以煤炭、石油、天然氣等為主的這些石化能源，資源是有限的，不可再生，終究要枯竭。我國人口眾多，人均資源占有量低于世界平均水平，與經濟發展和人們生活消費的需求相比，能源供應的缺口很大。其次，石化能源的不完全燃燒會造成大量污染物排放，對環境造成嚴重的污染。

2．3熱泵加熱熱泵技術是近年來在全世界倍受關注的新能源技術，利用少許的電力做功，就能夠從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，提供可被人們所用的高品位熱能。以空氣作為熱源的熱泵稱為空氣源熱泵或氣源熱泵(airsourceheatpump，ASHP)。通常制作成能夠供冷、供熱的兩用循環系統。ASHP需要依據給定的氣候條件來設計，使其容量及效率在較寬的環境溫度范圍內達到保證。水源熱泵(watersourceheatpump，WSHP)。通常以海水、河水、湖水及井水作為低溫熱源。由于水的溫度變化較小，水源熱泵的性能通常要比ASHP的性能好而且穩定。井水特別是深井水，是熱泵系統比較理想的低溫熱源，在工程中采用較多。土壤熱源熱泵(soilheatpump，SHP)以大地作為其低溫熱源。通常是將制冷盤管埋入地下，盤管與土壤進行熱量交換，熱泵系統自成封閉式系統。其缺點就是造價昂貴，施工條件苛刻。

2．4太陽能加熱太陽能熱水系統是通過集熱器吸收太陽輻射來制取人們在生活、生產中所需要熱水的節能設備，由集熱器、保溫水箱、連接管道及控制系統組成。作為一種潔凈的能源，太陽能既是一次能源，又是可再生能源，有著礦物能源不可比擬的優越性。經測算，太陽每秒能夠釋放出391×1023kW的能量，而輻射到地球表面的能量雖然只有它1/(22億)，但也相當于全世界目前發電總量的8萬倍。因此，太陽能資源十分豐富，是可再生能源中最引人注目、開發研究最多、應用最廣的清潔能源。目前，在海水養殖中使用太陽能加熱的案例不多，主要是由于投資和管理成本相對偏高。

3模式比較與經濟性分析

以一棟占地面積1500m2的典型海水大菱鲆工廠化循環水養殖車間為例，總水面約800m2，總水體量大約在500m3左右。日補充水量以15%計，約75m3/d。根據池水表面蒸發熱損失、管路及設備熱傳導以及補充水加熱等計算，冬季維持池系統水體溫度16℃所需熱量約285MJ/h，折算成耗能約為80kW•h/h。表1給出了幾種不同加熱方式給該系統調溫的運行費用理論計算值，從中可以看到，使用燃煤、天然氣鍋爐雖然燃料熱值相對較高，但是，受到燃燒效率、鍋爐效率等的影響，其實際產生的熱能相對偏低，運行費反而較高。采用電熱鍋爐，其效率雖然較高，但是燃料熱值有限，實際運行費用最高。熱泵和太陽能2種加熱方式都是以電力作為輔助動力驅動機組做功轉換熱能，從運行成本角度來說，是比較經濟的2種調溫手段。從投資成本角度考慮，鍋爐的投資成本還是相對便宜，一臺0．2t(供熱量約5040MJ)的燃煤鍋爐僅在2萬元左右，燃氣鍋爐和電鍋爐的價格類似。采用太陽能加熱方式所需要的投資成本相對來說是最高的。以目前現有的技術水平，1m2太陽能板所能提供的功率大約為100～150W。要提供80kW的功率，需要太陽能板將近600m2。光這部分的投資就要100萬元。熱泵方面，差別較大，空氣源和水源熱泵的價格相對較低;地源熱泵需要埋設采暖設備，因此價格較高，一臺制熱量80kW的地源熱泵造價成本在20萬元左右。

4建議

為了給魚類提供一個健康、良好的快速生長環境，調溫是一個必不可少的重要環節。在調溫模式方面，加強對地熱以及太陽能等可再生資源的合理開發和利用，對于產業的健康和可持續發展是具有積極的意義的。因此，提出以下發展建議。

4．1合理規劃養殖區域國內的養殖企業以中小型散戶為主，分布較為零散。環渤海地區由于良好的資源條件，為海水鲆鰈魚類的養殖提供了優越的基礎條件，吸引了不少企業，但是，其分布還是不夠集中。合理規劃養殖區域，將中小型企業集中在一起，既便于集中供暖調溫，也方便管理。

4．2加強監管和懲罰措施雖然，國家近幾年已經出臺了一些關于禁止使用燃煤、燃氣鍋爐以及濫用地下水資源的政策，但是，其監管力度相對薄弱，導致部分企業在利益的驅使下仍然“鋌而走險”。這方面歐美國家的監管力度要強得多，一旦發現違規，就有相應的懲罰措施。因此，建議加強這方面的監管和懲罰措施。

4．3加強宣傳和推廣一是對于熱泵和太陽能供熱技術的宣傳。國內養殖從業人員的文化水平相對較低，只有明確地感受到技術的優良性能，他們才會愿意進行投資。二是對于補貼政策的宣傳。國內各地方都相繼出臺了一些關于使用熱泵和太陽能設備的補貼政策，以山東煙臺為例，采用地源熱泵供熱制冷的項目，按應用建筑面積20元/m2的標準給予補助。太陽能一體化與地源熱泵結合項目按應用建筑面積25元/m2標準給予補助。加強這方面的宣傳也能夠有利于新技術的推廣和應用。

作者：張宇雷吳凡管崇武陳翔單位：農業部漁業裝備與工程技術重點實驗室/中國水產科學研究院漁業機械儀器研究