热泵机组在海产品、水产养殖中的应用
地热是清洁的能源, 利用地源热泵技术进行工厂化循环养殖系统的温度调控是一项全新的课题, 一方面可以降低养殖的成本, 另一方面达到了节能减排的目的。利用燃煤锅炉产生热水的加热方法如今已经禁用,燃油锅炉和电锅炉的运行费用都比较高,不是很经济,对于一些养殖户来讲锅炉运行费用高,环境污染严重,更经济更节能的新方式才是他们所需要的,而电加热的方式不仅运行费用高,一次能源利用率低,能源浪费严重,也不是最佳的方法。
为什么利用地源热泵就可以呢?地源热泵是用地热能进行冷热交换的,它可以在冬季将热量提取出来,夏季将热量存储,作为养殖冷热源时地源热泵机组的吸热端和放热端采用闭环水系统。
目前, 我国水产养殖耗水量约占地热水总用水量的5.7%左右, 主要养殖罗非鱼、鳗鱼、甲鱼、青虾、牛蛙、观赏鱼等以及鱼苗越冬。但是, 利用地热资源进行海水工厂化养殖系统的温度调控还未见研究报道, 因此, 利用地源热泵技术在我国低温地热地区进行水产养殖系统的研究对新能源的开发利用和节能减排具有重大意义。

一、燃煤、燃气或电锅炉缺点
1、传统的养殖水体加热方案主要是采用燃煤、燃气或电锅炉加热,但这些做法存在如下问题:
1)采用燃煤锅炉造价虽然较低,但存在严重的大气污染,燃煤锅炉已不符合国家节能减排的基本国策,不符合蓝色海洋经济的政策,属于国家限制取缔的能源方式。
2) 采用燃气锅炉运行费用较高,还存在气源稳定和安全问题。燃气属于不可再生能源,越大的用量只会造成越紧张的供应问题,在高气价的时代采用燃气锅炉加热对海水养殖成本太高,不经济而且不可持续。
3) 采用直接用电加热不仅运行费用高,而且一次能源利用率低,造成能源的浪费,是不可取的。
二、热泵控温在养殖中的形式介绍
通过和大量养殖客户交流发现,每当提到养殖水体用热泵控温时,许多客户想到的都是打井从地下取水换热。针对这种情况,我们从热泵技术原理及低位能源方式上介绍一下水产养殖中热泵的几种常用应用形式。
1、空气源热泵
空气源热泵是一种以室外空气为热源的热泵,设备通过和室外空气进行热交换,将室外的低温空气能量回收,供养殖水体升温的一种热泵形式。
优点:由于这种空气源热泵换热的媒介是空气,随处可得,所以其应用不会受到地区的限制,而且系统工艺简单,安装简单,一机两用,自动控制。
缺点:空气源热泵与空气的换热效率较低,随着空气温度逐步降低,效率也会发生衰减,易受到环境温度的影响。
2、地源热泵
地源热泵是从土壤中提取能量的热泵设备。通常在地下进行垂直或水平方向埋管,通过管中载热介质从地下收集热量,再通过热泵系统把热量带给养殖水体;夏季降温时,系统逆向运行,通过热泵系统把养殖水体中的热量运送到土壤中,实现热量转移,一机两用,自动控制。
优点:由于地表一定深度以下全年土壤温度稳定,可以分别在夏、冬两季提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。其次,由于不直接抽取地下水,可以有效避免对地下水资源的破坏。是一种合理开发利用地热资源的冷热源方式。
缺点:由于地下埋管内流体与土壤的热交换速率低,需要大量的管材和面积才能满足热泵应用的要求,使初投资成本较高。并且埋管施工麻烦一些。
地源热泵水产养殖系统运行原理
地源热泵水产养殖恒温系统就是利用地源热泵系统,给养殖池提供恒定温度的一套新型技术系统.。
浅谈地源热泵在水产养殖中的应用
(1)地源热泵系统,通过地埋管换热系统,将土壤中的热量收集起来并通过地埋管管循环泵输送到地源热泵主机,完成能量的采集过程。
(2)通过地源热泵主机内部的压缩机做功,提高能量的品位,消耗1单元的能量,获得3~4单元的能量;进而由保温循环泵②将获得能量输送到养殖池恒温散热系统。
(3)由水产养殖池中的热敏水温探头来判断,当温度低于养殖适宜温度时,开启保温循环泵以及地源热泵主机,完成池水的加热保温;当池水达到适宜温度时,则关闭保温循环泵以及地源热泵主机,停止供热。
(4)整个系统通过膨胀补水箱以及软化水处理设备,完成水路的不断循环与补充。
水产养殖用地源热泵,从已有的例子来看,效果较好,养殖死亡率低,生长速度快,而且无需专人看守,使用起来更方便,经过无数例应用证明,地源热泵在水产养殖中表现出色。

三、设计配置方案时考虑的因素
充分考虑养殖工艺,详细了解养殖流程中各项指标是做好控温方案的前提,要充分考虑水体大小、循环流量、补水量及补水温度、厂房保温情况等因素,根据现有条件和各参考指标设计出最合理的方案。
1、养殖模式
养殖所需温度是我们想要达到的控温目标,而养殖模式直接决定了养殖水体的冷热负荷和控温形式,如采用流水方式,就要充分考虑采用余热回收形式,避免高温废水排走浪费,如采用循环水方式,则控温的冷热负荷需要考虑循环流量及补水量等因素。
2、养殖水体情况
养殖水体情况包括养殖水体的体积、循环周期、循环流量以及补水的流量。养殖水体的大小直接影响冷热负荷从而影响机组的多少,进而就影响着整个初期投资;循环周期和循环流量和加热或降温的时间是呼应的,运行中随意改变补充新水流量,会改变加热和降温的时间,因此在设计之初应根据养殖品种特性,应明确或充分考虑循环次数及补水流量,从而从根本上解决养殖户觉得效果不行的问题;还有就是池子的表面积,在没有很好的经验知道单位时间内的回水温度,通过池子散热量计算会给控温系统所需冷热负荷提供理论基础。
3、温度
养殖品种所需温度和能够采用的水源、土壤源温度或空气源温度,以及补水温度。因为整个循环水控温系统冷热负荷来源为两部分,一部分是维持循环水体散失或吸取的热量,另一部分是给补充的新鲜水升温或降温到所需温度所需要的负荷。因此,全方面了解各个工艺环节中的温度至关重要。
4、保温形式及厂区配电情况
有了水体及流量温度的充分考虑,合理的配置一套控温方案,还要注意保温的重要性,尤其对热泵控温,做好保温至关重要,做好保温才能使该控温系统最大化节能和效果稳定和显著;在配置机组时要考虑厂区电力情况,冷热负荷高的机组的电功率也就随之增加,因此,要考虑电力增容的费用和实施性。
对传统锅炉改造项目,还要考虑它原有的系统管路形式,充分利用原有设施设备及管路,将投资最低化,节能效果最大化。详细的工艺确定好后,才能完成一项合格的控温系统。机组实现自动控制,系统运行维护方便,设定温度范围,当温度偏离此设定温度,系统机组会自行启动,并有报警功能。
随着在环保方面的管控越来越严,燃煤锅炉逐渐被淘汰,而燃气运行成本费用高,用以热泵技术为依托的控温机组进行养殖水体控温很好的解决了养殖户的水体升温降温的问题,为养殖户提供了很好的能源应用形式,并可结合养殖废水余热回收技术,降低运行成本。虽然初期投资高一些,但在一定时间内通过节省运行成本可实现投资回收,能很好的代替其它的能源形式。
恒星集团创建于1992年,从事空调、供热及工业设备,集研发、生产、工程于一体。专注于冷冻机、制冷机组、螺杆冷水机、空调设备、工业制冷设备、空气处理设备以及各类定制设备(防爆、防腐、净化、超低温、高温热水、热回收、冷回收、节能设备)等,产品多应用于食品加工、化工、制药、冷藏及各种特殊低温要求的工商业冷却系统。

【@在杭州的小伙伴,走这条路快到“起飞”!“绿波带”了解一下】这两天,有读者给钱江晚报·小时新闻留言说最近发现从西湖大道走建国南路,再到浙大二院,感觉顺畅多了,基本上都是绿灯,开车的心情也不一样了。小时新闻记者了解到,从西湖大道向东再到建国路、解放路、中河路,一条U型的绿波带已经“上线”。

绿波带是啥?都有啥用?杭州哪些路段设置了绿波带?绿波带是不是意味着一路通通都是绿灯?关于绿波带,小时新闻的后台经常会接到各种问题。今天(4月15日),钱江晚报小时新闻记者帮联合杭州交警部门推出“每日一个路况小解答”,解答大家对杭州交通路况等方面的疑问和困惑。我们就来讲一讲“绿波带”。

1】首条环形绿波带亮相,开车去“浙二”更快了

大家所熟知的绿波带以往一般是直线道路。而读者报料出现在西湖大道这一条,是杭州第一条环形绿波带。这条环形绿波带位于上城区繁华路段,从西湖大道中河路口开始,直行后左转经过建国路,再左转到解放路直到中河路,形成一个U字形的环。

具体操作中,交警部门会及时调整“绿波带”时长,以此调节整个路网车流。这条环形绿波带已经上线一周多的时间,和之前相比,这一路段的通行效率提升12%。4月14日上午,小时新闻进行了体验,发现不管是直线道路还是两个左转路口都挺顺畅,从西湖大道前往浙大二院解放路院,走这段U型路线,只用了几分钟。

2】“绿波带”什么
驶入绿波带是不是就意味着一路都绿灯

“绿波带”究竟是什么?是不是开到了“绿波带”上就意味着一路都绿灯,一路都畅行?杭州交警部门表示,“绿波带”一般设置在交通秩序较好的城市干线道路上,是将所有信号交叉口看作一个系统,通过调整相邻交叉口间的信号配时周期,规定车队在“绿波”路段上的通行速度,使车队通过下游交叉口时刚好遇绿灯不停顿通行,形成干线道路的连续交通流,从而减少干线通行车队的车均延误和停车次数,提高干线道路通行能力。

设置绿波带的好处都有哪些?大家回想一下,开车过程中有没有遇到的这样的情况:刚到一个路口就是红灯,继续开又遇到红灯,要是总遇到红灯,想必再好的脾气也会忍不住暴躁。而设置绿波带,就是为了尽可能避免出现这种情况。但并不意味着永远也不会遇到一个红灯。绿波带可以有效提高通行效率。

行驶在绿波带上的车流,可以不遇红灯或者少遇红灯通过交叉路口。一旦通过路口顺畅了,势必会提升驾驶体验。一路绿灯畅通行驶,舒爽的驾驶体验,会减少驾驶员的烦躁情绪。绿波带的有效运行,也让司机们能更好地把握从出发地到目的地的时间,方便大家对出行时间的估计。

3】为啥有时绿波带开车也觉得不畅快
“存在主要流向和次要流向的区别”

杭州市公安局交通警察局道路秩序处秩序科于力敏介绍:“杭州主城区的交通具有潮汐性,早晚高峰主要流量方向不同,比如早高峰城西车流主要前往市区,晚高峰则是市区返回城西,在设置绿波带的时候,交警部门会根据流量情况,对主要流量方向设置绿波带,确保主要流向通畅,同时对次要流向也不会造成过大影响,提升整体的道路通行效率。”目前杭州的绿波带主要有3种类型,简单来讲为单向、双向和转向绿波带。其中,单向绿波带用得比较多。

单向绿波带举个例子,比如东西向的一条道路,只有西向东设置了绿波带,而东向西没有设置,“单向绿波带,一般是三到四个路口为一组进行设置。但是为了保障连续通行,信号灯调整上,方便了绿波带的一侧,那反方向车流的司机感受就会变差。如果设置绿波带的路口过多,对反方向车流的影响就会加大。所以有的市民会感受到,在有单向绿波带的道路上,自己行驶的方向,不如有绿波带设置的方向行驶得畅快。”

以新塘路为例,艮山西路-庆春路路段建立了绿波协调,全长约2.2公里,北向南车流量大,设计了北向南单向绿波协调。在设计绿波后,路段车辆排队长度明显缩短。双向绿波带的设置相较于单向绿波带,对道路间距条件的要求比较高,“要考虑开过去需要多少时间,在设置时受到路口间距等因素影响,所以我 们一般在间距短的路口或者T字路口,会设置双向绿波。”

此外,还有通勤线路定制的转向绿波带,比如本文开头提到的环形绿波带,主要是为了便捷主城区通勤路段的转向车辆通行,增加转向车流的通行效率。

4】机场城市大道为何不能设绿波带?
杭州今年要打造300公里绿波带

哪些道路可以设置绿波带?杭州目前有多少绿波带?于力敏介绍,设置绿波带比较复杂,需要考虑道路条件的因素、车辆的因素、还有安全的因素等,也要考虑一些安全隐患,可能会出现驾驶员抢灯等情况:“市民曾经反映过机场城市大道是否可以设置绿波带。我们经过调研发现不太适合。机场城市大道跨滨江、萧山两区,是一条货运通道,黄牌货车、工程车等较多。由于桥梁柱子遮挡视距,存在安全隐患。如果设置绿波带,驾驶人注意力会集中在信号灯上等因素,一路绿灯车速过快,抢灯会过于危险。”

一般核心区道路、通勤线路优先考虑设置绿色波带。而一些城区外围道路,有的速度已经较快,或者路口间距比较大,车辆离散性比较大,出于安全的考虑,不适合设绿波带。

已经设置绿波带的道路,配备的绿波方案有四套以上,针对不同时段和流量情况进行调整。夜间10点以后,会把周期降下来,使得单路口通行效率提升,司机等待信号灯的时间进一步缩短。

目前,杭州已建设绿波带230公里,涉及116条主次干道。今年,主城区的绿波带设置将达到300公里。钱江晚报·小时新闻记者 杨一凡

【国内首个多车互动仿真系统加速自动驾驶商业化落地】自动驾驶被称为“现代科技皇冠上的明珠”,融合了人工智能、5G、物联网、云计算、自动控制、传感器等多领域的技术成果,是目前最先进数字信息技术的综合体。

近年来,随着技术不断取得突破,自动驾驶仿真测试能力已经成为助力自动驾驶从测试验证转向多场景示范应用阶段的刚需。

51WORLD以市场和客户需求为导向,基于51SimOne自动驾驶SaaS仿真平台,接入多种交通参与者,实现复杂交通场景的仿真和交互,为上海机动车检测认证技术研究中心(以下简称“上汽检”)搭建了国内首个多车互动仿真系统,助力仿真测试能力建设。

在“十四五”规划和双碳战略的推动下,智慧交通迎来了巨大的发展机遇。交通运输部多次强调要在“十四五”期间形成一批自动驾驶的典型项目,开展自动驾驶先导应用示范工程。

上汽检联合51WORLD等5家企事业单位共同打造了自动驾驶仿真测试实验室,作为工信部重点智能网联汽车平台建设项目。

51WORLD凭借过硬的技术实力及丰富的落地经验,在该项目中承担了V2X硬件在环测试系统、多驾驶模拟器互动测试系统、域控制器硬件在环测试系统、关键传感器硬件在环测试系统、实车在环测试系统等多个子项目解决方案的构建。

三大优势、四大典型应用场景

近年来,随着技术的不断突破与发展,自动驾驶行业已经开始迈入商业化阶段,仿真测试能力的提升将进一步推动自动驾驶商业飞轮的转动。

51WORLD为上汽检自动驾驶仿真测试实验室搭建的多车互动仿真系统,是国内第一套类似案例的落地,为上汽检形成市场独有的测试服务构建了基础能力。

多车互动仿真系统基于51SimOne自动驾驶SaaS仿真平台搭建,具备真实性、扩展性、应用性三大优势。

精度高、实时性强
提供较强沉浸感,为相关测试提供高真实性仿真环境。

可扩展性强接入的驾驶模拟器数量、非机动车数量、行人数量可以按需扩展。

应用领域丰富包含单车智能、多车智能、V2X测试、智慧交通规划。

此外,51WORLD还落地了真实边缘场景生成、驾驶员在环研究、多算法接入、智驾座舱四大场景应用。

真实边缘场景生成
通过多车驾驶模拟器配合,在仿真软件中生成接近真实的自然驾驶交通流,更加高效验证被测算法;
通过多驾驶模拟器配合,生成接近真实的边缘案例,为解决自动驾驶测试长尾问题提供高效途径。

驾驶员在环研究
研究、测试、分析和重现“人-车-路-交通”在实际车辆驾驶中的相互作用,为相关法规制定与开发测试提供有力支持;
通过配置人机交互设备,结合场景仿真,研究包含危险工况在内的各种场景下,驾驶员应急反应等DMS应用;
通过真实驾驶员的实际驾驶行为以及主观感受,对整车舒适性、转向性、操控性、换挡平顺性等做出主观评价。

多算法接入
多车接入同一个测试场景,在同一仿真场景内接入多个 自动驾驶算法,用于测试算法与算法之间的交互;
V2X多车通讯测试场景,需要覆盖车与多车之间的通讯交互,需要接入至少两辆车测算实现两车之间的通讯闭环。

智驾座舱
智驾座舱HMI交互验证、虚拟仿真评审,提升HMI的研发效率;
智驾座舱内饰虚拟评审,实现座舱内饰的快速验证、迭代,提升研发效率。

搭建软硬件仿真环境
取得四大能力建设成果

多车互动仿真系统以51SimOne自动驾驶SaaS仿真平台为基础,汽车智能化、网联化、感知、计算(算力、算法)为核心,建立车载智能计算系统模拟仿真测试验证服务平台,搭建软硬件仿真环境,测试验证环境和多场景实地测试环境,开发相应模拟仿真测试验证工具和系统,具备功能、性能及模拟仿真测试验证能力。

自动驾驶模拟系统整体分为软件和硬件两大部分,其中:

软件系统包括:虚拟仿真平台、高精度仿真地图以及动态场景、多车互动插件、非机动车互动插件、行人VR互动插件。

硬件系统包括:多自由度驾驶模拟器、标准静态驾驶模拟器、非机动车驾驶模拟器、行人VR全视景模拟器、仿真运行平台和监控与控制系统硬件。

51WORLD为上汽检打造的自动驾驶仿真测试系统包含各类交通元素,包括机动车、非机动车、行人等等,这些场景中的各个交通参与者均由真人驱动,以确保场景采集数据的合理可靠,真实可信。

目前,该系统已取得以下四大能力建设成果:

01
形成一主四副机动车驾驶模拟器,其中主车为6轴动态驾驶模拟器+智能驾驶座舱,包含自研方向盘、油门刹车踏板、多后视镜、仪表盘、中控HMI等。

02
一套行人VR路径采集设备,两套非机动车驾驶模拟器,用于驱动城市复杂道路环境对手非机动车、行人使用。

03
实时机搭配,完成实时车车、人车信息交互,误差在30毫秒以内。

04
场景仿真软件,将实时仿真的复杂交通场景以可视化的方式投射到主车、副车、行人的视景系统中,实现各个交通参与者之间的真实交互。仿真系统会对整个测试场景的数据进行存储记录,并能够提取有价值的场景用于后续的自动驾驶算法测试验证。

该项目建设过程中,51WORLD与上汽检通力配合,不断打磨技术和产品,为响应国家促进道路交通自动驾驶技术发展和应用,推动《智能汽车创新发展战略》深入实施提供底层技术支撑。

推动智能网联汽车发展
完善行业应用生态

2020年,交通运输部在《关于促进道路交通、自动驾驶技术发展和应用的指导意见》中提到,加快推动自动驾驶技术在我国道路交通运输中发展应用,全面提升交通运输现代化水平,更好满足人民群众多元化、高品质出行需求,为加快建设交通强国提供支撑。

经历了前期的技术积累与研发,自动驾驶行业正式进入了商业化探索元年,多方技术的融合带动了产业生态的建设。51WORLD将持续发力“数字化、平台化、多元化、国际化”战略发展路线,不断加快关键技术攻关,推动智能网联汽车产业的蓬勃发展。

未来,51WORLD将持续提升场景构建、传感器仿真、用户定制化等方面能力,为加速自动驾驶落地贡献力量。提升自身产品能力的同时,51WORLD也将为客户提供更灵活、更丰富的工具链及平台产品,打造更加完善的行业应用生态。


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