海水源熱泵的探討

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

　1. 海水源熱泵的概念和工作原理

　　海水源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺層水源（海水）吸收的太陽能和地?zé)崮芏纬傻牡蜏氐臀粺崮苜Y源，并采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。

　　海水吸收了太陽進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰浚⑶液Ｋ臏囟纫话愣际址€(wěn)定。海水源熱泵機(jī)組工作原理就是以海水作為提取和儲存能量的基本“源體”，它借助壓縮機(jī)系統(tǒng)，消耗少量電能，在冬季把存于海水中的低品位能量“取”出來，給建筑物供熱；夏季則把建筑物內(nèi)的能量“取”出來釋放到海水中，以達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的目的。這種機(jī)組的最大優(yōu)勢在于對資源的高效利用，首先它雖然以海水為“源體”，但不消耗海水，也不對海水造成污染；其次它的熱效率高，消耗1千瓦的電能， 可以獲得3千瓦至4千瓦的熱量或冷量，從根本上改變了傳統(tǒng)的能源利用方式。如圖一所示。

　　2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

　　國外有很多應(yīng)用海水做熱泵冷熱源的實例。如20世紀(jì)70年代初建成的悉尼歌劇院，日本20世紀(jì)90年代初建成的大阪南港宇宙廣場區(qū)域供熱供冷工程，利用海水為23300kW的熱泵提供冷熱源。北歐諸國在利用海水熱源方面具有豐富的實踐經(jīng)驗，其中瑞典就是一個典型應(yīng)用海水源熱泵集中供冷/暖的國家。瑞典首都斯德哥爾摩建設(shè)了總能力為180MW的世界上最大的海水熱泵站，用于區(qū)域供熱，占城市中心網(wǎng)輸送總量的60%.熱泵站由6臺供熱能力為30MW／臺熱泵機(jī)組組成，1984-1986年調(diào)試完成，投入運行。

　　我國第一個海水源熱泵項目于2004年在青島發(fā)電廠建成使用。該廠總面積達(dá)1871平方米的職工食堂，成為我國第一個供熱不需要煤炭、油料，只使用海水提供采暖的建筑。此外，大連市星海假日酒店海水源熱泵中央空調(diào)工程也已正式啟動，此次海水源熱泵中央空調(diào)將為4萬平方米的建筑提供制冷和采暖，這在國內(nèi)尚屬首例。

　　日前，經(jīng)過申報和專家評審等程序，大連市被國家選為全國唯一的水源熱泵技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用示范城市，這標(biāo)志著大連市今后將有望以海水為能源，進(jìn)行室內(nèi)空氣的冷熱調(diào)節(jié)。

　　按照國家《建筑節(jié)能實施方案》要 求，“十一五”期間，示范城市的水源熱泵供熱、制冷面積要達(dá)到500萬平方米以上。示范內(nèi)容包括水源熱泵供熱、供冷和相關(guān)的技術(shù)研發(fā)集成及產(chǎn)業(yè)化。對示范城市的示范項目，國家將提供專項資金，用于補貼70％的增量成本。目前，大連市正積極推進(jìn)小平島新區(qū)、星海灣商務(wù)區(qū)、軟件產(chǎn)業(yè)帶等區(qū)域?qū)嵤┖Ｋ疅岜眉夹g(shù)的前期工作。以水源熱泵技術(shù)供熱（制冷）主要是利用大型熱泵對事先抽取的海水進(jìn)行處理，將其中的熱量提取出來，用于供熱和制冷，并將能量通過城市原有的供熱（制冷）系統(tǒng)輸送到戶，這就完成了原先需要用煤作為燃料才能完成的供熱過程。冬 天，大型熱泵可以被用來進(jìn)行區(qū)域內(nèi)的集中供熱；夏天，大型熱泵依靠類似的原理又可完成以海水為能源的制冷供冷過 程。水源熱泵由電力驅(qū)動，由于其發(fā)熱效率為電力消耗的4倍，加上它同時可以制冷，能源轉(zhuǎn)換效率會進(jìn)一步提高。

　　3. 目前海水源熱泵系統(tǒng)工程應(yīng)用中存在的問題

　　海水源熱泵作為一種新型的制冷供暖方式，從技術(shù)的角度，尤其是熱泵機(jī)組的角度上看是相當(dāng)成熟的。但考慮到中國的國情，以及將海水源熱泵制冷供暖作為一個整體的系統(tǒng)工程來推廣應(yīng)用時，還存在一些問題：

　　3.1 水源系統(tǒng)方面

　　水源系統(tǒng)的取水量、取水溫度、水質(zhì)和供水穩(wěn)定性是影響水源熱泵系統(tǒng)運行效果的重要因素。就水源取水這方面來說： 供回水口位置的優(yōu)化選擇問題亟待研究，以指導(dǎo)實際工程上敷設(shè)供回水管道。

　　3.2 投資的經(jīng)濟(jì)性

　　由于受到不同地區(qū)、不同用戶及國家能源政策、燃料價格的影響，水源的基本條件不同；一次性投資及運行費用會隨著用戶的不同而有所不同。雖然總體來說，海水源熱泵的運行效率較高。但與傳統(tǒng)的空調(diào)制冷取暖方式相比，在不同地區(qū)不同需求的條件下，海水源熱泵的投資經(jīng)濟(jì)性會有所不同。尤其是在前端的水源系統(tǒng)方面，海水供回水管道的敷設(shè)位置（距海岸距離及距海底深度）及敷設(shè)方式（垂直于海流方向及與海流同向）與其在工程投資方面的實際造價之間的經(jīng)濟(jì)性問題值得深入研究。

　　3.3 整體系統(tǒng)的設(shè)計

　　海水源熱泵的節(jié)能作為一個系統(tǒng)，必須從各個方面考慮，如果水源熱泵機(jī)組可以做到利用較小的水流量提供更多的能 量，但系統(tǒng)設(shè)計對水泵等耗能設(shè)備選型不當(dāng)或控制不當(dāng)，也會降低系統(tǒng)的節(jié)能效果。同樣，若機(jī)組提供了高水溫，但設(shè)計的空調(diào)系統(tǒng)的末端未加以相應(yīng)的考慮，也可能會使整個系統(tǒng)的效果降低，或者使得整個系統(tǒng)的初投資增加。所以，水源熱泵的推廣應(yīng)用，需要更多的各個專業(yè)各個領(lǐng)域的人來共同努力共同配合，從政府政策、機(jī)組的設(shè)計制造、系統(tǒng)的設(shè)計和運行管理等各個方面來共同考慮。

　　4. 結(jié)束語

　　海水源熱泵是適應(yīng)創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求而發(fā)展的一種新興集供暖/制冷于一體的空調(diào)系統(tǒng)。在未來的幾年中，中國面臨著巨大的能源壓 力。一方面，中國的經(jīng)濟(jì)要保持較高速度的增長，另一方面，又必須考慮環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展問題。所以加快中國品牌的海水源熱泵的產(chǎn)業(yè)化研究開發(fā)勢在必行。