熱能資源分布及海水養(yǎng)殖研究論文范文

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1太陽(yáng)能分布

遼寧省各地太陽(yáng)總輻射年平均值為4195MJ/m2，其中最大值出現(xiàn)在大連，為5232MJ/m2;最小值出現(xiàn)在本溪的草河口，為4538MJ/m2［11］。太陽(yáng)總輻射的分布主要受氣候和地形影響，分布形勢(shì)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(qū)太陽(yáng)輻射量最大，遼北次之，東部山區(qū)為最小，即表現(xiàn)為西多東寡、南北高于中部的特征。分析顯示，遼寧省太陽(yáng)總輻射的逐月分布特征為5月最強(qiáng)，12月最弱。季節(jié)分布為夏季最大，春季次之，冬季最小，春、夏、秋、冬4季太陽(yáng)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(yǎng)殖常用水體調(diào)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(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制和遠(yuǎn)距離控制，產(chǎn)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(huán)境，因此，廣泛用于科研和試驗(yàn)等領(lǐng)域;但是，電加熱的運(yùn)行成本相對(duì)較高，能源熱值為3．6MJ/℃，熱轉(zhuǎn)化效率在95%左右，因此在大型海水養(yǎng)殖生產(chǎn)系統(tǒng)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(yè)鍋爐日益廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代生產(chǎn)和人們生活的各個(gè)領(lǐng)域。按燃料和能源不同，工業(yè)鍋爐可分為燃煤鍋爐、燃?xì)忮仩t、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(yùn)行成本都相對(duì)較低，在海水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的使用還是比較普遍的。但是，其缺點(diǎn)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(guó)人口眾多，人均資源占有量低于世界平均水平，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活消費(fèi)的需求相比，能源供應(yīng)的缺口很大。其次，石化能源的不完全燃燒會(huì)造成大量污染物排放，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

2．3熱泵加熱熱泵技術(shù)是近年來在全世界倍受關(guān)注的新能源技術(shù)，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(huán)系統(tǒng)。ASHP需要依據(jù)給定的氣候條件來設(shè)計(jì)，使其容量及效率在較寬的環(huán)境溫度范圍內(nèi)達(dá)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?zé)嵩?。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(wěn)定。井水特別是深井水，是熱泵系統(tǒng)比較理想的低溫?zé)嵩矗诠こ讨胁捎幂^多。土壤熱源熱泵(soilheatpump，SHP)以大地作為其低溫?zé)嵩?。通常是將制冷盤管埋入地下，盤管與土壤進(jìn)行熱量交換，熱泵系統(tǒng)自成封閉式系統(tǒng)。其缺點(diǎn)就是造價(jià)昂貴，施工條件苛刻。

2．4太陽(yáng)能加熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是通過集熱器吸收太陽(yáng)輻射來制取人們?cè)谏?、生產(chǎn)中所需要熱水的節(jié)能設(shè)備，由集熱器、保溫水箱、連接管道及控制系統(tǒng)組成。作為一種潔凈的能源，太陽(yáng)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(yōu)越性。經(jīng)測(cè)算，太陽(yáng)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(dāng)于全世界目前發(fā)電總量的8萬倍。因此，太陽(yáng)能資源十分豐富，是可再生能源中最引人注目、開發(fā)研究最多、應(yīng)用最廣的清潔能源。目前，在海水養(yǎng)殖中使用太陽(yáng)能加熱的案例不多，主要是由于投資和管理成本相對(duì)偏高。

3模式比較與經(jīng)濟(jì)性分析

以一棟占地面積1500m2的典型海水大菱鲆工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖車間為例，總水面約800m2，總水體量大約在500m3左右。日補(bǔ)充水量以15%計(jì)，約75m3/d。根據(jù)池水表面蒸發(fā)熱損失、管路及設(shè)備熱傳導(dǎo)以及補(bǔ)充水加熱等計(jì)算，冬季維持池系統(tǒng)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(tǒng)調(diào)溫的運(yùn)行費(fèi)用理論計(jì)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(duì)較高，但是，受到燃燒效率、鍋爐效率等的影響，其實(shí)際產(chǎn)生的熱能相對(duì)偏低，運(yùn)行費(fèi)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(shí)際運(yùn)行費(fèi)用最高。熱泵和太陽(yáng)能2種加熱方式都是以電力作為輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)組做功轉(zhuǎn)換熱能，從運(yùn)行成本角度來說，是比較經(jīng)濟(jì)的2種調(diào)溫手段。從投資成本角度考慮，鍋爐的投資成本還是相對(duì)便宜，一臺(tái)0．2t(供熱量約5040MJ)的燃煤鍋爐僅在2萬元左右，燃?xì)忮仩t和電鍋爐的價(jià)格類似。采用太陽(yáng)能加熱方式所需要的投資成本相對(duì)來說是最高的。以目前現(xiàn)有的技術(shù)水平，1m2太陽(yáng)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(yáng)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(jià)格相對(duì)較低;地源熱泵需要埋設(shè)采暖設(shè)備，因此價(jià)格較高，一臺(tái)制熱量80kW的地源熱泵造價(jià)成本在20萬元左右。

4建議

為了給魚類提供一個(gè)健康、良好的快速生長(zhǎng)環(huán)境，調(diào)溫是一個(gè)必不可少的重要環(huán)節(jié)。在調(diào)溫模式方面，加強(qiáng)對(duì)地?zé)嵋约疤?yáng)能等可再生資源的合理開發(fā)和利用，對(duì)于產(chǎn)業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展是具有積極的意義的。因此，提出以下發(fā)展建議。

4．1合理規(guī)劃養(yǎng)殖區(qū)域國(guó)內(nèi)的養(yǎng)殖企業(yè)以中小型散戶為主，分布較為零散。環(huán)渤海地區(qū)由于良好的資源條件，為海水鲆鰈魚類的養(yǎng)殖提供了優(yōu)越的基礎(chǔ)條件，吸引了不少企業(yè)，但是，其分布還是不夠集中。合理規(guī)劃養(yǎng)殖區(qū)域，將中小型企業(yè)集中在一起，既便于集中供暖調(diào)溫，也方便管理。

4．2加強(qiáng)監(jiān)管和懲罰措施雖然，國(guó)家近幾年已經(jīng)出臺(tái)了一些關(guān)于禁止使用燃煤、燃?xì)忮仩t以及濫用地下水資源的政策，但是，其監(jiān)管力度相對(duì)薄弱，導(dǎo)致部分企業(yè)在利益的驅(qū)使下仍然“鋌而走險(xiǎn)”。這方面歐美國(guó)家的監(jiān)管力度要強(qiáng)得多，一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)，就有相應(yīng)的懲罰措施。因此，建議加強(qiáng)這方面的監(jiān)管和懲罰措施。

4．3加強(qiáng)宣傳和推廣一是對(duì)于熱泵和太陽(yáng)能供熱技術(shù)的宣傳。國(guó)內(nèi)養(yǎng)殖從業(yè)人員的文化水平相對(duì)較低，只有明確地感受到技術(shù)的優(yōu)良性能，他們才會(huì)愿意進(jìn)行投資。二是對(duì)于補(bǔ)貼政策的宣傳。國(guó)內(nèi)各地方都相繼出臺(tái)了一些關(guān)于使用熱泵和太陽(yáng)能設(shè)備的補(bǔ)貼政策，以山東煙臺(tái)為例，采用地源熱泵供熱制冷的項(xiàng)目，按應(yīng)用建筑面積20元/m2的標(biāo)準(zhǔn)給予補(bǔ)助。太陽(yáng)能一體化與地源熱泵結(jié)合項(xiàng)目按應(yīng)用建筑面積25元/m2標(biāo)準(zhǔn)給予補(bǔ)助。加強(qiáng)這方面的宣傳也能夠有利于新技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

作者：張宇雷吳凡管崇武陳翔單位：農(nóng)業(yè)部漁業(yè)裝備與工程技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究