海水源热泵的应用
一、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“取”出来，给建筑物供热；夏季则把建筑物内的能量“取”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。如图所示。
 海水源热泵系统工程组成图 |
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。此外，大连市星海假日酒店海水源热泵中央空调工程也已正式启动，此次海水源热泵中央空调将为4万平方米的建筑提供制冷和采暖，这在国内尚属首例。
日前，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，这标志着大连市今后将有望以海水为能源，进行室内空气的冷热调节。
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、水源系统方面
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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