一、热泵技术简介

热泵技术是以土壤、地表水或空气能为低温热源，运用逆卡诺循环原理，利用少量的电量输入，达到低位热量向高位热量转移，进行能量转换的制冷、供热节能设备。

热泵的节能原理是：利用输入20-30%电量，吸取土壤、地表水或空气中70-80%的热量，输出较高的热量，也就是每耗费1度电能就可以生3-6度电的热量。

热泵技术在建筑供暖空调领域运用早已十分广泛，运用到水产养殖中更具有优势，主要是热泵在建筑供暖温度要达到45℃以上才具有效果，制冷水温要求降到7℃，而水产养殖水温控制在10-30℃就可以了。

制热温度对热泵的制热系数（COP）影响非常大，制热温度越低，热泵的制热系数越大。如海水源热泵机组，在采暖空调工作状况下，热源海水温度6/1℃，制热水温度40/45℃，制热性能系数COP是380；在海水养殖工作状况下，热源海水温度6/1℃，制热水温度13/18℃，制热性能系数COP是6.91，效果大幅提高；在热源海水温度6/1℃，制热水温度22/27℃，制热性能系数COP是6.21；由此可见海水养殖中运用热泵效果更好。

二、热泵的分类

从热源方式分热泵形式有：地表水源热泵、土壤源热泵和空气能热泵。

2.1地表水源热泵

从水源形式上分为：海水源热泵，湖、河水源热泵，地下水源热泵。

选用地表水源热泵制热需要注意冬天地表水的换热温度不可以太低，温度越低机组效果越低，还会发生蒸发器结冰问题，不宜北方地区使用。

地下水源热泵地下水温稳定，但应在地下水源丰富和水位较高的南方地区运用，北方地区需要选用回灌技术，非常容易导致回灌困难和水源浪费，缺水地区不建议选用。

2.2土壤源热泵

在地下土壤内安装密闭换热路，利用中介防冻液在换热管内环，吸取土壤中的热量达到热量获取。依据需求负荷和地下换热量，计算出地下埋管长度和钻井数量，地源井深度一般选用100米，口径130mm，换热管选用直径32的PE管，选用双∪布局。

地源热泵适合用在地下土质的地质，岩石的地质钻井费用会成本增加，如土壤地质钻井费用一般在15-20元／m，岩石钻井费用为80-120元m。土壤源热泵选用密闭管道循环换热，不获取地下水源，不会对环境导致破坏，但需要做冬天提热和夏天排热平衡计算，不宜只制热不制冷的项目。

2.3空气能热泵

空气能热泵机组是以很少的电量借助传热工质把空气中的低温热量吸取过来，通过压缩机压缩后变成高温热量，传到水里加热水，在不同的运行工况下空气源热泵每耗费1度电能就可以从空气中吸取2-6度电的热量，节能效果特别明显。

空气能热泵可分为普通型和低温型，普通型空气能热泵适用温度范围是-7~-35℃，低温型空气能热泵适用温度范围是-25-35℃。这个温度范围是依据采暖温度划分的，采暖热水较低温度为45℃，用在海水养殖上温度控制在12-30℃即可，制热温度越低，空气能热泵蒸发温度过高，引起蒸发量较大，压缩机回气量多，其制热效率越低，适用温度范围越低

。

如制作30℃热水，普通空气能热泵可在-15℃气温下使用；制作20℃热水，普通空气能热泵可在-20℃气温下使用；制作15℃热水，普通空气能热泵可在-25℃气温下使用。这边还需要考虑空气湿度，湿度过大空气能热泵蒸发器结霜比较严重，除霜会造成空气能热泵制热衰减。

低温型空气源热泵相比较于普通空气能热泵，增加了一条联通压缩机的喷射增焓支路，当压缩机回气不够时，喷射增焓支路会给压缩机补气，这样冷凝器的放热量就会提升，因此低温空气能热泵用在水产养殖使用环境温度更低，效率更高。

空气源热泵从压缩机形式分主要有：涡旋式、螺杆式和离心式。

涡旋式压缩机的制热范围为8-150kW，制热性能系数2-5，适合小型空气源热泵；螺杆式压缩机的制热范围为100-2600kW，制热性能系数3-6，适合中型空气源热泵；离心式压缩机的制热范围为3000-20000kW，制热性能系数4-8，适合大型空气源热泵。

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