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                  海水源熱泵

                  時間:2013-2-21

                   

                   一、 綠特海水源熱泵的概念和工作原理

                    海水源熱泵技術是利用地球表面淺層水源(海水)吸收的太陽能和地熱能而形成的低溫低位熱能資源,并采用熱泵原理,通過少量的高位電能輸入,實現低位熱能向高位熱能轉移的一種技術。

                    海水吸收了太陽進入地球的相當的輻射能量,并且海水的溫度一般都十分穩定。海水源熱泵機組工作原理就是以海水作為提取和儲存能量的基本源體,它借助壓縮機系統,消耗少量電能,在冬季把存于海水中的低品位能量出來,給建筑物供熱;夏季則把建筑物內的能量出來釋放到海水中,以達到調節室內溫度的目的。這種機組的最大優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的能源利用方式。如圖一所示。

                    

                   

                    二、國內外研究現狀和發展趨勢

                    國外有很多應用海水做熱泵冷熱源的實例。如20世紀70年代初建成的悉尼歌劇院,日本20世紀90年代初建成的大阪南港宇宙廣場區域供熱供冷工程,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驗,其中瑞典就是一個典型應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了總能力為180MW的世界上最大的海水熱泵站,用于區域供熱,占城市中心網輸送總量的60%.熱泵站由6臺供熱能力為30MW/臺熱泵機組組成,1984-1986年調試完成,投入運行。

                    我國第一個海水源熱泵項目于2004年在青島發電廠建成使用。該廠總面積達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。經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規模化應用示范城市。200777日,國家建設部第一批可再生能源示范項目——大連星海灣商務區海水源熱泵工程宣告竣工,2007年夏天大連首次實現用海水大面積供冷。

                    按照國家《建筑節能實施方案》要 求,十一五期間,示范城市的水源熱泵供熱、制冷面積要達到500萬平方米以上。示范內容包括水源熱泵供熱、供冷和相關的技術研發集成及產業化。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,大連市正積極推進小平島新區、星海灣商務區、軟件產業帶等區域實施海水熱泵技術的前期工作。以水源熱泵技術供熱(制冷)主要是利用大型熱泵對事先抽取的海水進行處理,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行區域內的集中供熱;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。水源熱泵由電力驅動,由于其發熱效率為電力消耗的4倍,加上它同時可以制冷,能源轉換效率會進一步提高。

                    三、目前海水源熱泵系統工程應用中存在的問題

                    海水源熱泵作為一種新型的制冷供暖方式,從技術的角度,尤其是熱泵機組的角度上看是相當成熟的。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工程來推廣應用時,還存在一些問題:

                    1、源系統方面

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

                    2、投資的經濟性

                    由于受到不同地區、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。但與傳統的空調制冷取暖方式相比,在不同地區不同需求的條件下,海水源熱泵的投資經濟性會有所不同。尤其是在前端的水源系統方面,海水供回水管道的敷設位置(距海岸距離及距海底深度)及敷設方式(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濟性問題值得深入研究。

                    3、 整體系統的設計

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

                    四、結束語

                    海水源熱泵是適應創建資源節約型、環境友好型社會的要求而發展的一種新興集供暖/制冷于一體的空調系統。在未來的幾年中,中國面臨著巨大的能源壓力。一方面,中國的經濟要保持較高速度的增長,另一方面,又必須考慮環保和可持續發展問題。所以加快中國品牌的海水源熱泵的產業化研究開發勢在必行。

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