一、熱泵技術簡介

熱泵技術是以土壤、地表水或空氣能為低溫熱源，運用逆卡諾循環原理，利用少量的電量輸入，達到低位熱量向高位熱量轉移，進行能量轉換的制冷、供熱節能設備。

熱泵的節能原理是：利用輸入20-30%電量，吸取土壤、地表水或空氣中70-80%的熱量，輸出較高的熱量，也就是每耗費1度電能就可以生3-6度電的熱量。

熱泵技術在建筑供暖空調領域運用早已十分廣泛，運用到水產養殖中更具有優勢，主要是熱泵在建筑供暖溫度要達到45℃以上才具有效果，制冷水溫要求降到7℃，而水產養殖水溫控制在10-30℃就可以了。

制熱溫度對熱泵的制熱系數（COP）影響非常大，制熱溫度越低，熱泵的制熱系數越大。如海水源熱泵機組，在采暖空調工作狀況下，熱源海水溫度6/1℃，制熱水溫度40/45℃，制熱性能系數COP是380；在海水養殖工作狀況下，熱源海水溫度6/1℃，制熱水溫度13/18℃，制熱性能系數COP是6.91，效果大幅提高；在熱源海水溫度6/1℃，制熱水溫度22/27℃，制熱性能系數COP是6.21；由此可見海水養殖中運用熱泵效果更好。

二、熱泵的分類

從熱源方式分熱泵形式有：地表水源熱泵、土壤源熱泵和空氣能熱泵。

2.1地表水源熱泵

從水源形式上分為：海水源熱泵，湖、河水源熱泵，地下水源熱泵。

選用地表水源熱泵制熱需要注意冬天地表水的換熱溫度不可以太低，溫度越低機組效果越低，還會發生蒸發器結冰問題，不宜北方地區使用。

地下水源熱泵地下水溫穩定，但應在地下水源豐富和水位較高的南方地區運用，北方地區需要選用回灌技術，非常容易導致回灌困難和水源浪費，缺水地區不建議選用。

2.2土壤源熱泵

在地下土壤內安裝密閉換熱路，利用中介防凍液在換熱管內環，吸取土壤中的熱量達到熱量獲取。依據需求負荷和地下換熱量，計算出地下埋管長度和鉆井數量，地源井深度一般選用100米，口徑130mm，換熱管選用直徑32的PE管，選用雙∪布局。

地源熱泵適合用在地下土質的地質，巖石的地質鉆井費用會成本增加，如土壤地質鉆井費用一般在15-20元／m，巖石鉆井費用為80-120元m。土壤源熱泵選用密閉管道循環換熱，不獲取地下水源，不會對環境導致破壞，但需要做冬天提熱和夏天排熱平衡計算，不宜只制熱不制冷的項目。

2.3空氣能熱泵

空氣能熱泵機組是以很少的電量借助傳熱工質把空氣中的低溫熱量吸取過來，通過壓縮機壓縮后變成高溫熱量，傳到水里加熱水，在不同的運行工況下空氣源熱泵每耗費1度電能就可以從空氣中吸取2-6度電的熱量，節能效果特別明顯。

空氣能熱泵可分為普通型和低溫型，普通型空氣能熱泵適用溫度范圍是-7~-35℃，低溫型空氣能熱泵適用溫度范圍是-25-35℃。這個溫度范圍是依據采暖溫度劃分的，采暖熱水較低溫度為45℃，用在海水養殖上溫度控制在12-30℃即可，制熱溫度越低，空氣能熱泵蒸發溫度過高，引起蒸發量較大，壓縮機回氣量多，其制熱效率越低，適用溫度范圍越低

。

如制作30℃熱水，普通空氣能熱泵可在-15℃氣溫下使用；制作20℃熱水，普通空氣能熱泵可在-20℃氣溫下使用；制作15℃熱水，普通空氣能熱泵可在-25℃氣溫下使用。這邊還需要考慮空氣濕度，濕度過大空氣能熱泵蒸發器結霜比較嚴重，除霜會造成空氣能熱泵制熱衰減。

低溫型空氣源熱泵相比較于普通空氣能熱泵，增加了一條聯通壓縮機的噴射增焓支路，當壓縮機回氣不夠時，噴射增焓支路會給壓縮機補氣，這樣冷凝器的放熱量就會提升，因此低溫空氣能熱泵用在水產養殖使用環境溫度更低，效率更高。

空氣源熱泵從壓縮機形式分主要有：渦旋式、螺桿式和離心式。

渦旋式壓縮機的制熱范圍為8-150kW，制熱性能系數2-5，適合小型空氣源熱泵；螺桿式壓縮機的制熱范圍為100-2600kW，制熱性能系數3-6，適合中型空氣源熱泵；離心式壓縮機的制熱范圍為3000-20000kW，制熱性能系數4-8，適合大型空氣源熱泵。

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