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海水源热泵

来源:http://szkzzs.com/ 时间:2013-2-21

 

 一、 绿特海水源热泵的概念和工作原理

  海水源热泵技术是利用地球表面浅层水源(海水)吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,并采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。

  海水吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量,并且海水的温度一般都十分稳定。海水源热泵机组工作原理就是以海水作为提取和储存能量的基本源体,它借助压缩机系统,消耗少量电能,在冬季把存于海水中的低品位能量出来,给建筑物供热;夏季则把建筑物内的能量出来释放到海水中,以达到调节室内温度的目的。这种机组的最大优势在于对资源的高效利用,首先它虽然以海水为源体,但不消耗海水,也不对海水造成污染;其次它的热效率高,消耗1千瓦的电能,可以获得3千瓦至4千瓦的热量或冷量,从根本上改变了传统的能源利用方式。

  二、国内外研究现状和发展趋势

  国外有很多应用海水做热泵冷热源的实例。如20世纪70年代初建成的悉尼歌剧院,日本20世纪90年代初建成的大阪南港宇宙广场区域供热供冷工程,利用海水为23300kW的热泵提供冷热源。北欧诸国在利用海水热源方面具有丰富的实践经验,其中瑞典就是一个典型应用海水源热泵集中供冷/暖的国家。瑞典首都斯德哥尔摩建设了总能力为180MW的世界上最大的海水热泵站,用于区域供热,占城市中心网输送总量的60%.热泵站由6台供热能力为30MW/台热泵机组组成,1984-1986年调试完成,投入运行。

  我国第一个海水源热泵项目于2004年在青岛发电厂建成使用。该厂总面积达1871平方米的职工食堂,成为我国第一个供热不需要煤炭、油料,只使用海水提供采暖的建筑。经过申报和专家评审等程序,大连市被国家选为全国唯一的水源热泵技术规模化应用示范城市。200777日,国家建设部第一批可再生能源示范项目——大连星海湾商务区海水源热泵工程宣告竣工,2007年夏天大连首次实现用海水大面积供冷。

  按照国家《建筑节能实施方案》要 求,十一五期间,示范城市的水源热泵供热、制冷面积要达到500万平方米以上。示范内容包括水源热泵供热、供冷和相关的技术研发集成及产业化。对示范城市的示范项目,国家将提供专项资金,用于补贴70%的增量成本。目前,大连市正积极推进小平岛新区、星海湾商务区、软件产业带等区域实施海水热泵技术的前期工作。以水源热泵技术供热(制冷)主要是利用大型热泵对事先抽取的海水进行处理,将其中的热量提取出来,用于供热和制冷,并将能量通过城市原有的供热(制冷)系统输送到户,这就完成了原先需要用煤作为燃料才能完成的供热过程。冬天,大型热泵可以被用来进行区域内的集中供热;夏天,大型热泵依靠类似的原理又可完成以海水为能源的制冷供冷过程。水源热泵由电力驱动,由于其发热效率为电力消耗的4倍,加上它同时可以制冷,能源转换效率会进一步提高。

  三、目前海水源热泵系统工程应用中存在的问题

  海水源热泵作为一种新型的制冷供暖方式,从技术的角度,尤其是热泵机组的角度上看是相当成熟的。但考虑到中国的国情,以及将海水源热泵制冷供暖作为一个整体的系统工程来推广应用时,还存在一些问题:

  1、源系统方面

  水源系统的取水量、取水温度、水质和供水稳定性是影响水源热泵系统运行效果的重要因素。就水源取水这方面来说: 供回水口位置的优化选择问题亟待研究,以指导实际工程上敷设供回水管道。

  2、投资的经济性

  由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响,水源的基本条件不同;一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同。虽然总体来说,海水源热泵的运行效率较高。但与传统的空调制冷取暖方式相比,在不同地区不同需求的条件下,海水源热泵的投资经济性会有所不同。尤其是在前端的水源系统方面,海水供回水管道的敷设位置(距海岸距离及距海底深度)及敷设方式(垂直于海流方向及与海流同向)与其在工程投资方面的实际造价之间的经济性问题值得深入研究。

  3、 整体系统的设计

  海水源热泵的节能作为一个系统,必须从各个方面考虑,如果水源热泵机组可以做到利用较小的水流量提供更多的能量,但系统设计对水泵等耗能设备选型不当或控制不当,也会降低系统的节能效果。同样,若机组提供了高水温,但设计的空调系统的末端未加以相应的考虑,也可能会使整个系统的效果降低,或者使得整个系统的初投资增加。所以,水源热泵的推广应用,需要更多的各个专业各个领域的人来共同努力共同配合,从政府政策、机组的设计制造、系统的设计和运行管理等各个方面来共同考虑。

  四、结束语

  海水源热泵是适应创建资源节约型、环境友好型社会的要求而发展的一种新兴集供暖/制冷于一体的空调系统。在未来的几年中,中国面临着巨大的能源压力。一方面,中国的经济要保持较高速度的增长,另一方面,又必须考虑环保和可持续发展问题。所以加快中国品牌的海水源热泵的产业化研究开发势在必行。

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