循环水养殖调温系统技术研究

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1、上海海洋大学硕士学位论文学校代码：10264研究生学号：M150650725上海海洋大学硕士学位论文题目：循环水养殖调温系统技术研究TheResearchofRecirculation英文题目：AquacultureThermostatSystemTechnology专业：机械工程研究方向：渔业装备姓名：李竟超指导教师：吴凡二O一八年四月十一日上海海洋大学硕士学位论文I上海海洋大学硕士学位论文上海海洋大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名工作单位职称备注主席委员委员委员委员委员委员秘书答辩地点答辩日期II上海海洋大学硕士学位论文循环水养殖调温系统

2、技术研究摘要循环水养殖（RecirculatingAquacultureSystem，RAS）是指通过生物、化学、物理等方法对养殖用水进行净化处理，使其全部或部分用水循环再利用的一种养殖模式。该模式具有节水、节地、可控性强、低风险、集约化、产品质量安全可靠等优点，是国际公认上的21世纪发展水产养殖业的主导方向。水体温度调控对循环水养殖的生产管理至关重要。一方面，水温是重要的水质参数，它可以直接影响鱼类的生理行为，还可以间接影响其他水质参数（如PH、TAN、DO、TSS等）。另一方面，水温调控耗能较多，增加了运行成本。所以，水温调控系统的设计效果会

3、严重影响RAS的养殖产量、水产品品质和总收益。所以国内对循环水养殖水温调控系统的研究越来越多。本文以中国水产科学研究渔业水体净化技术和系统研究重点开放实验为实验地点，对循环水养殖车间环境进行了连续检测。检测结果表明循环水养殖车间内温度较稳定维持在12-15℃，相对湿度基本维持在85%左右，即养殖车间是室内温度日波动幅度较小的高湿环境。在探明循环水养殖车间环境条件的基础上，本文以热散失量最大的养殖池为对象，展开对调温系统的设计研究。根据循环水养殖系统的工艺特点和其养殖池的流态，利用热平衡原理，构建了循环水养殖池的零维动态温度模型。利用欧拉方程求解该

4、模型，并利用实测数据对所构建温度模型的准确性进行验证。结果表明，升温阶段平均误差为1.22℃，平均相对误差为2.21%；运行阶段，实验系统循环率分别设置为1次数/h、2次/h、4次数/h时，水温模拟值与实测值的最大平均误差分别为0.43℃、0.226℃、0.52℃，最大相对误差分别为2.69%、1.61%、2.76%。模拟值与实测值吻合度较好，该模型可用于实际设计研究。其后利用零维模型和实测数据，本文研究了养殖池水温与室温、进水温度以及循环率的关系和养殖池散热量计算。通过研究发现，改变室温或进水温度可以调节水温稳定状态，而且其关系文中已给出，通过

5、该关系式可以合理设置室内温度和调III上海海洋大学硕士学位论文节池温度。最后，本文以上海地区设计参数为依据，设计一套基于“太阳能+机组”的水温调控系统。详细阐述了调温系统形式的设计、太阳能集热器的设计以及热泵机组、水泵和换热器等主要设备的选型等。并利用调温系统的稳定运行是实测数据，研究该调温系统。结果表明，“太阳能+机组”调温系统，完全满足养殖系统的日常运行需求；该系统稳定性较好，在各种气候条件下（晴、多云、下雨、阴天等等）养殖池水温都比较稳定的维持在22℃；利用“太阳能+机组”调温系统，水温调控的月能耗量减少11.1吨的标准煤，大大降低了对环境

6、污染物的排放。关键词：循环水养殖，温度模型，热负荷计算，调温系统IV上海海洋大学硕士学位论文TheResearchofRecirculationAquacultureThermostatSystemTechnologyABSTRACTRecirculatingAquacultureSystem(RAS)referstoaculturemodeinwhichaquaculturewaterispurifiedthroughbiological,chemicalandphysicalmethodstorecycleallorpartofthewate

7、r.Thismodelhastheadvantagesofwatersaving,landsaving,strongcontrollability,lowrisk,intensification,safeandreliableproductquality,etc.Itisaninternationallyrecognizeddominantdirectioninthedevelopmentofaquacultureinthe21stcentury.Watertemperatureregulationiscrucialtotheproduction

8、andmanagementofcirculatingaquaculture.Ontheonehand,watertemperaturei