海水源熱泵的應用
一、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“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。此外，大連市星海假日酒店海水源熱泵中央空調工程也已正式啟動，此次海水源熱泵中央空調將為4萬平方米的建筑提供制冷和采暖，這在國內尚屬首例。
日前，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，這標志著大連市今后將有望以海水為能源，進行室內空氣的冷熱調節。
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
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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