В статье описано применение теплонасосных установок в системе водоподготовки для искусственного разведения и выращивания рыб. Приведен пример с результатами выполнения сравнительного технико-экономического анализа применения подогрева воды теплоносителем от существующей котельной и в теплонасосной установке.
В настоящее время, увеличение числа предприятий по выращиванию товарной рыбы на территории Российской федерации является одним из приоритетных направлений развития аквакультуры.
Выращивание рыбы в индустриальных рыбоводных системах является затратным мероприятием с позиции стоимости сооружений и эксплуатационных расходов. Реальным путем снижения себестоимости выращиваемой рыбы являются уменьшение затрат на водоподготовку и увеличение выхода рыбной продукции с единицы площади (объема) рыбоводных бассейнов.
Практика показала, что увеличение выхода продукции при применении традиционных подходов выращивания рыбы (схематичный подход или линейные технологии) не всегда оправдан в связи с тем, что приемная емкость искусственных экосистем по выращиваемой рыбе имеет ограничения, а с учетом сезонного характера получения потомства рыб, может иметь место неполное использование выростных и нагульных бассейнов в течение года. Этих недостатков можно избежать, если перейти на полицикличные технологии выращивания рыбы. Для их освоения в большей степени подходят установки с замкнутым циклом водообеспечения (УЗВ), где удается на протяжении всего года поддерживать оптимальные условия выращивания рыбы. Определяющими полицикличный характер технологии факторами являются: обоснованное структурирование фонда выростных и нагульных бассейнов, получение потомства рыбы в заданные сроки в течение года, учет алгоритма роста рыбы, согласующийся с особенностями применяемых биотехнических приемов.
Для поддержания температурного режима воды в бассейнах на протяжении всего года необходимо подпитывающую воду подвергать термообработке, а именно нагревать или охлаждать, в зависимости от сезона и температуры воды в источнике. Эти процессы требуют достаточно больших материальных затрат, что в условиях постоянно растущих тарифов на энергетические ресурсы приводит к снижению рентабельности предприятия и увеличению себестоимости продукции, что снижает ее конкурентоспособность на рынке.
Одним из вариантов технологического решения, позволяющим снизить данный вид издержек, является применение теплонасосных установок в системе водоподготовки для искусственного разведения и выращивания рыб. Система водоподготовки является наиболее энергоемким объектом на рыбоводных предприятиях, поскольку на созревание производителей, инкубацию икры и выращивание рыбы, определяющее влияние оказывает температура воды. А это требует постоянного регулирования температурного режима в течение года. В функционирующих хозяйствах для нагрева воды применяется теплоноситель котельных, работающих на традиционных видах топлива, и устанавливаются холодильные машины для ее охлаждения. Поэтому представляется более эффективной установка теплового насоса, который объединяет в себе функции, как нагревателя, так и охладителя воды.
Для одного из предприятий Калининградской области, на котором проектируется система УЗВ, был выполнен сравнительный технико-экономический анализ применения подогрева воды теплоносителем от существующей котельной и в теплонасосной установке. Вода на подпитку системы УЗВ поступает с температурой от +4 °С до +20 °С в зависимости от месяца года, объем подпитки и сброса воды из системы - 70 м3 в сутки, подогрев воды осуществляется до 25 °С. Источником низкопотенциальной теплоты для теплового насоса является
вода, сбрасываемая из установки УЗВ. Стоимость 1 Гкал тепловой энергии 628 руб., стоимость 1 кВт·ч электроэнергии 2,3 руб. Результаты расчетов представлены на рис.1.
Рис.1. Затраты на термоподготовку подпитывающей воды
Для уменьшения мощности электродвигателя теплонасосной установки в схеме для термоподготовки воды предлагается установка пластинчатого теплообменника, который позволит стабилизировать температурный режим работы теплонасосной установки и наиболее полно использовать теплоту отработанной воды.
Нами был рассмотрен вариант применения полицикличности и внедрения теплонасосной установки на примере системы замкнутого водообеспечения, однако, следует отметить, что данные технологии могут применяться и в прямоточных рыбоводных системах в комбинированной с другими технологиями форме. Независимо от различий в подборе необходимого оборудования для обеспечения соответствующих режимов разведения и выращивания рыбы в УЗВ и в прямоточных установках, в каждой из этих систем возможно применение теплонасосной установки для поддержания необходимой температуры воды в инкубационных, выростных и нагульных установках.
Различие в схеме установки теплового насоса в систему водоподготовки будет лишь в том, что в замкнутой системе используется теплота, отводимая из самой установки, а прямоточных установках следует использовать теплоту водоёма, вблизи которого располагается предприятие [1].
Следует отметить, что при развитии производства, в настоящее время необходимо уделять большое внимание вопросам экологии, применению новых технологий, которые позволяют снизить использование традиционных энергоресурсов и более активно внедрять энергосберегающие технологии с использованием вторичных энергоресурсов и нетрадиционных источников теплоты.
Развитие предприятий аквакультуры, базирующееся на принципе полицикличности с применением термотрансформаторов в системах водоподготовки, будет способствовать повышению эффективности рыбоводного процесса и получения конкурентоспособной продукции на внутреннем и внешнем потребительских рынках.
Использованная литература:
1. Хрусталев Е.И. О повышении рентабельности предприятия аквакультуры / Е.И. Хрусталев, А.Э. Суслов, Ю.А. Фатыхов, А.И. Маковская // Рыбпром. 2010. №3.
