广东韶关某南美白对虾养殖场建在大棚室内，养殖水域面积为 1000 平米（ 50×20），水深约3米。南美白对虾的生长最适宜温度为26～28℃，水温低于18℃活动与进食均减弱，反应迟钝，生长缓慢。最低水温下限13℃（冻死），最高水温上线35℃。水温控制在 26℃左右时可常年产卵，孵化温度22～30℃，最适宜温度 24～ 28℃。

1） 韶关气象参数：

室外设计计算参数（见下表）

表 1 室外设计计算参数

表 2 冬季室外设计计算参数

由于夏季池水温度比环境温度低， 不存在或者少量存在蒸发热损失；而冬季池水温度比环境温度高，具有比较大的蒸发热损失，因此，系统仅用于冬季及过渡季节的池水保温。

2 ）计算选型说明

冬季在气温最低 2℃情况下，养殖水池表面蒸发损失的热量计算：
Qx ＝ α· у （ 0.0174vf ＋ 0.0229 ） (Pb － Pq) A(760/B)
式中 Qx—— 泳池表面蒸发损失的热量（ kJ/h ）；
α—— 热量换算系数， α ＝ 4.1868 kJ /kcal ；
у—— 与养殖池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热（ kcal/kg ）；
vf ——水面上的风速（ m/s ），一般按下列规定采用：室内水池 vf ＝ 0.2~0.5 m/s ；露天水池 vf ＝ 2~3 m/s ；
Pb—— 与池水温相等（26℃）的饱和空气的水蒸汽分压力（ mmHg ）；

Pq——与泳池的环境空气温度（24℃）相等的水蒸汽压力（ mmHg ）；

A——养殖池的水表面面积（ m2 ）；
B—— 当地的大气压力（ mmHg ）。
而泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量，占泳池水表面蒸发损失热量的 20% 。

查相关参数表可计算得：

Qx ＝ α· у （ 0.0174vf ＋ 0.0229 ） (Pb － Pq) A(760/B)

=4.1868×582.3×（0.0174×0.3+0.0229）（25.2-18.5）×1000×760÷765

=2437.97×0.02812×6.7×993.46

=456319（ kJ/h ）＝108648（ kcal/h ）

泳池的水表面，池底，池壁，管道和设备等传导所损失的热量，占泳池水表面蒸发损失热量的20%

Qy= Qx*0.2=108648×0.2=21730（ kcal/h ）

经计算得泳池平均每小时经水面蒸发和传导损失的热量、池壁和池底传导损失的热量、管道的净化水设备损失的热量、泳池补水所需的加热量合计为108648+21730= 130378（ kcal/h ）=152KW。所于泳池每小时总的热损失量为152KW。

则选用一台PHNIX地源金刚即可满足要求.机组型号：PWSRW600S-GL,机组标况下的额定制热量为160KW.

3 ）冬夏季地下换热量计算

可由下述公式计算：

Q2＇——冬季从土壤吸收的热量，kW；

Q2——冬季设计总热负荷，kW；

COP2——设计工况下机组的供热系数（4.3）

假设冬季设计总热负荷为 152kW

根据计算可知：Q2＇=152* （ 1-1 ／ 4.3 ） =117KW

4 ）竖井埋管管长的确定

地下热交换器长度的确定除了已确定的系统布置和管材外，还需要有当地的土壤技术资料，如地下温度、传热系数等。这些因素的计算很繁琐，并且部分数据不易获得。在实际工程中，可以利用管材“换热能力”来计算管长。换热能力即单位垂直埋管深度或单位管长的换热量，一般垂直埋管为 70 ～ 110W/m( 井深 ) ，或 30～ 55W/m( 管长 ) ，水平埋管为 20 ～ 40W/m （管长）。 以垂直埋管为例，设计时可取换热能力的下限值，即 30W/m （管长），具体计算公式如下：

L= Q1＇÷30×1000 （3）

其中 L——竖井埋管总长，m

Q1＇ ——冬季向土壤吸收的热量，kW

分母“30”是冬季每m管长换热量，W/m

计算得知： L=117*1000/30=3900 米

5 ）确定竖井的数量及间距

（ 4 ）

其中 N——竖井总数，个

L——竖井埋管总长，m

H——竖井深度，m

分母“2”是考虑到竖井内供回水埋管管长约等于竖井深度的2倍。

计算得知：N=3900/2*100=19.5

然后对计算结果进行圆整，圆整后取20个竖井。竖井间距取4.5米。

五．经济性分析：

养殖池每天 24 小时需要保持恒温，应用峰谷电价，韶关峰时电价 0.55 元 /KWh ，时间段为 7 ： 00 ～ 21 ： 00 ；谷时电价 0.35 元 /KWh ，时间段为 21 ： 00 ～ 7 ： 00 。

其中： M 表示运行费用， Q 表示热负荷， φ 表示燃烧值， μ 表示燃烧效率， c 表示单价。

①采用地源热泵养殖池恒温系统，按照峰电 14 小时，谷电 10 小时计算，冬季每天运作费用为

416.6元；

②采用电锅炉加热系统，按照峰电 14 小时，谷电 10 小时计算，冬季每天运作费用为1702.4元；

③ 采用燃油锅炉加热系统， 燃油燃烧值 9000Kcal/L, 燃烧效率 85% ，单价 4.5 元 /L, 则冬季每天运作费用为1839.2元；

④采用燃气锅炉加热系统，天然气燃烧值 8500Kcal/L, 燃烧效率 80% ，单价 2.8 元 /L, 则冬季每天运作费用为1287.4元；

六．结 论

1. 从理论和实际工程案例上，地源热泵技术在水产养殖恒温系统中完全具有可行性；

2. 采用地源热泵水产养殖技术，比传统的供热技术节能 50% 以上；经济价值巨大。

3. 地源热泵技术属于绿色生态环保技术，符合我国能源可持续发展的战略，值得推广。