海水源熱泵的應用
一、海水源熱泵的概念和工作原理
海水(shui)源熱(re)(re)(re)泵技術是利用(yong)地(di)球表面(mian)淺(qian)層(ceng)水(shui)源（海水(shui)）吸收的(de)(de)太陽(yang)能和地(di)熱(re)(re)(re)能而形成的(de)(de)低溫低位(wei)熱(re)(re)(re)能資源，并(bing)采用(yong)熱(re)(re)(re)泵原理，通(tong)過少量的(de)(de)高位(wei)電能輸入，實現(xian)低位(wei)熱(re)(re)(re)能向高位(wei)熱(re)(re)(re)能轉移的(de)(de)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“取”出來，給建筑物供熱；夏季則把建筑物內的能量“取”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。如圖所示。
 海水源熱泵系統工程組成圖 |
二、國內外研究現狀和發展趨勢
國(guo)外有很多應用海水(shui)做熱(re)(re)泵(beng)冷(leng)(leng)熱(re)(re)源(yuan)的(de)實例。如20世(shi)紀70年代初建成(cheng)的(de)悉(xi)尼(ni)歌劇院，日(ri)本20世(shi)紀90年代初建成(cheng)的(de)大阪南(nan)港宇宙廣場區域(yu)供熱(re)(re)供冷(leng)(leng)工程，利用海水(shui)為(wei)(wei)23300kW的(de)熱(re)(re)泵(beng)提供冷(leng)(leng)熱(re)(re)源(yuan)。北歐諸國(guo)在利用海水(shui)熱(re)(re)源(yuan)方(fang)面具有豐富的(de)實踐經驗，其中瑞典就是一個(ge)典型(xing)應用海水(shui)源(yuan)熱(re)(re)泵(beng)集中供冷(leng)(leng)/暖的(de)國(guo)家。瑞典首都斯德(de)哥爾摩建設(she)了總能(neng)力為(wei)(wei)180MW的(de)世(shi)界上(shang)最(zui)大的(de)海水(shui)熱(re)(re)泵(beng)站，用于區域(yu)供熱(re)(re)，占城市中心網輸送總量的(de)60%。熱(re)(re)泵(beng)站由6臺供熱(re)(re)能(neng)力為(wei)(wei)30MW／臺熱(re)(re)泵(beng)機組(zu)組(zu)成(cheng)，1984-1986年調試完成(cheng)，投(tou)入運行。
我國第一個海(hai)水(shui)源熱(re)泵(beng)(beng)項目于2004年在青島發(fa)電(dian)廠(chang)(chang)建(jian)成使用。該(gai)廠(chang)(chang)總面積達1871平(ping)方米的職工(gong)食堂，成為我國第一個供熱(re)不需(xu)要煤炭、油料，只使用海(hai)水(shui)提供采(cai)暖(nuan)(nuan)的建(jian)筑。此外，大(da)連市星海(hai)假日酒店海(hai)水(shui)源熱(re)泵(beng)(beng)中央空(kong)調工(gong)程(cheng)也已正(zheng)式(shi)啟(qi)動，此次海(hai)水(shui)源熱(re)泵(beng)(beng)中央空(kong)調將為4萬(wan)平(ping)方米的建(jian)筑提供制冷和采(cai)暖(nuan)(nuan)，這(zhe)在國內尚屬首例。
日(ri)前，經(jing)過申報和專家評審等程(cheng)序，大連市(shi)被國家選為全國唯(wei)一(yi)的(de)水(shui)源熱泵技術規模(mo)化應用示(shi)范(fan)城(cheng)市(shi)，這標志著(zhu)大連市(shi)今后將有望以海水(shui)為能源，進行室(shi)內空氣的(de)冷熱調節。
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、水源系統方面(mian)
水(shui)(shui)(shui)(shui)源系統的取(qu)水(shui)(shui)(shui)(shui)量、取(qu)水(shui)(shui)(shui)(shui)溫度、水(shui)(shui)(shui)(shui)質和供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)穩定性是影響水(shui)(shui)(shui)(shui)源熱泵系統運(yun)行效果(guo)的重(zhong)要因素(su)。就水(shui)(shui)(shui)(shui)源取(qu)水(shui)(shui)(shui)(shui)這(zhe)方面來(lai)說(shuo): 供(gong)(gong)回水(shui)(shui)(shui)(shui)口位置(zhi)的優化選擇問題亟待研究，以指導實(shi)際工程(cheng)上(shang)敷設供(gong)(gong)回水(shui)(shui)(shui)(shui)管道(dao)。
2、投資的(de)經濟(ji)性
由于受到不(bu)(bu)(bu)同(tong)地(di)區、不(bu)(bu)(bu)同(tong)用戶及(ji)(ji)國家能源政策、燃料價格的(de)(de)影響，水(shui)(shui)源的(de)(de)基(ji)本條(tiao)件不(bu)(bu)(bu)同(tong)；一次(ci)性投(tou)資及(ji)(ji)運行費(fei)用會隨著(zhu)用戶的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同(tong)而有所(suo)不(bu)(bu)(bu)同(tong)。雖然總體來說(shuo)，海(hai)水(shui)(shui)源熱泵的(de)(de)運行效率(lv)較高。但與(yu)傳統(tong)的(de)(de)空調制(zhi)冷(leng)取暖方式(shi)相比(bi)，在(zai)不(bu)(bu)(bu)同(tong)地(di)區不(bu)(bu)(bu)同(tong)需求的(de)(de)條(tiao)件下，海(hai)水(shui)(shui)源熱泵的(de)(de)投(tou)資經濟性會有所(suo)不(bu)(bu)(bu)同(tong)。尤其是在(zai)前端的(de)(de)水(shui)(shui)源系統(tong)方面(mian)，海(hai)水(shui)(shui)供(gong)回水(shui)(shui)管道的(de)(de)敷設(she)位置（距海(hai)岸距離及(ji)(ji)距海(hai)底深(shen)(shen)度）及(ji)(ji)敷設(she)方式(shi)(垂直于海(hai)流(liu)(liu)方向及(ji)(ji)與(yu)海(hai)流(liu)(liu)同(tong)向)與(yu)其在(zai)工程投(tou)資方面(mian)的(de)(de)實際造價之間的(de)(de)經濟性問題值得(de)深(shen)(shen)入研究(jiu)。
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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