地源熱泵海水源熱泵系統分類(lèi)

  海洋是一個(gè)巨大的可再生能源庫，進(jìn)人海洋中的太陽(yáng)輻射能除一部分轉變?yōu)楹Ａ鞯膭?dòng)能外，更多的是以熱能的形式儲存在海水中，而且海水的熱容量又比較大，為3996kj/( m·℃)，而空氣只有1.28kj/( m·℃)，非常適合作為熱源使用。另外雖然海水在一定深度溫度是隨季節變化的，但是在深度大約700m以下海水的溫度就基本保持不變了，溫度大約常年維持在6 -7℃左右，特別是在受到冷海流影響，在較淺的深度就可以得到低溫海水，因此在特定的條件下海水又很適合做天然冷源使用。

  把海洋作為一種冷、熱資源，能量是取之不盡的，可再生的。我國海岸線(xiàn)較長(cháng)，一些沿海城市具有很好地利用海水源熱泵系統的條件。利用海水源熱泵為建筑提供冷、熱源，以節約能源，減小污染，既具有高科技成果應用的現實(shí)經(jīng)濟意義，更具有長(cháng)遠的節約型社會(huì )發(fā)展進(jìn)步意義。

  海水源熱泵因其自身具有特殊性，區別于常規冷熱源系統，為更好地應用海水源熱泵系統，盡量提高海水源熱泵空調系統的供熱／冷的效率以及整個(gè)系統的經(jīng)濟性，需要從勘查、設計、施工等環(huán)節進(jìn)行質(zhì)量控制。

  目前海水資源在暖通空調上的應用主要有兩種形式，一種叫海水源熱泵系統，Sea-watersource heat pump，SWHP。一種叫深水冷源系統，Deep water source cooling，DWSC。

  兩種方式在工作原理、系統組成和需要海水條件等方面都存在一定的差異，但在某些條件下可以聯(lián)合使用。

  SWHP通常是與區域供熱、供冷相對應的。工作原理是夏季熱泵用作冷凍機，海水作為冷卻水使用，冷卻系統不再需要冷卻塔，這樣會(huì )大大提高機組的COP值，據測算冷卻水溫度每降低10C，可以提高機組制冷系數2%-3%左右。冬季，通過(guò)熱泵的運行，提取海水中的熱量供給建筑物使用。供熱和供冷的時(shí)候使用一套分配管網(wǎng)系統。系統主要組成部分包括：海水取、泄放系統、熱泵、冷凍水（供熱）分配管網(wǎng)和熱交換器（根據海水是否直接進(jìn)入熱泵確定有無(wú)）。這種系統把海水作為冷、熱源使用，可以部分甚至全部取代傳統空調和供熱系統中的冷凍機和鍋爐，是瑞典、挪威等歐洲國家應用比較多的形式。

  DWSC是與Free cooling（天然冷源）相對應的。工作原理是利用一定深度海水常年保持低溫的特性，夏季把這部分海水取上來(lái)在熱交換器中與冷凍水回水進(jìn)行熱交換，制備溫度足夠低的冷凍水供建筑物使用。系統主要由海水取、泄放系統．熱交換器和冷凍水分配管網(wǎng)構成。這種系統僅把海洋作為冷源來(lái)使用，可以部分或者全部取代傳統空調系統中的冷凍機，是美國、加拿大等美洲國家應用比較多的形式。

  以上兩種方式，不論是通過(guò)熱交換利用海水的冷量，還是通過(guò)熱泵將海水的熱量進(jìn)行轉換，得到的熱水或冷凍水均可以通過(guò)建筑內部的管道系統輸送到空調器內，建筑的冷、熱負荷最終將轉移到海水中，排人大海，因此這兩種形式可以統稱(chēng)為海水空調( Seawaterairconditioning, SWAC).

  海水溫度是海水空調技術(shù)應用成敗的關(guān)鍵，是實(shí)現海水資源利用的核心問(wèn)題，對熱泵系統能否正常運行起決定性作用。利用海水作為Free cooling要求海水溫度在12℃以下。

  目前國外的熱泵技術(shù)供熱運行時(shí)要求海水溫度不得低于2℃（少數熱泵產(chǎn)品可在-4℃以上運行），而且海水溫度越高，熱泵機組的制熱系數越大，供熱效率越高。不同的海水溫度在供熱系統設計形式上也會(huì )存在差異，直接影響到工程投資和運行費用。

  海水溫度條件主要涉及海水最冷月和最熱月海水各層的溫度，在這方面我國黃海、渤海地區有很好的水溫條件。

  據調查，在海水溫度最低的月份2月份，在黃海、渤海地區海水表面溫度大部分區域在2℃以上，這個(gè)溫度可以滿(mǎn)足熱泵的運行條件，在瑞典同樣的水溫狀況下熱泵的COP值可以達到3左右，有資料表明COP達到2以上就比燃煤節能。在夏季，在水深35m處，海水溫度多在12一14℃左右。尤其在山東半島附近，受冷水團影響不同等溫線(xiàn)之間間距更小，因此較近距離內就可以取得溫度更低的海水，從而減少海水管線(xiàn)的敷設長(cháng)度，降低工程造價(jià)。

  因此海水空調設計首先要考慮SWHP和DWSC的結合形式。在過(guò)渡季和夏季部分負荷時(shí)可以利用海水直接供冷，在峰值負荷的時(shí)候運行熱泵。冬季切換部分閥門(mén)，熱泵按照制熱模式進(jìn)行區域供熱。夏季聯(lián)合運行系統設計形式在熱泵供冷運行時(shí)海水作為冷卻水使用，充分利用海水的自然溫度條件，是節能運行的最佳模式。因此在設計時(shí)要充分調查當地水溫和水深條件找到最佳的取水深度。

  我國海岸線(xiàn)長(cháng)，有眾多的島嶼和半島，目前沿海城市是發(fā)展最快的地區，有很多地區正在考慮大規模的整體開(kāi)發(fā)，同時(shí)沿海城市又是冷、熱負荷最集中的地區。如果當地地理優(yōu)勢和這項技術(shù)充分結合就能大大緩解空調用電的壓力，并且對環(huán)境保護有很大幫助，同  時(shí)可以帶來(lái)巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。國外應用工程的經(jīng)驗也是系統規模越大，整體的經(jīng)濟效益也就越好。同時(shí)海水熱泵取消了空調系統的冷卻設備，可以節約大量的淡水資源，這一點(diǎn)對于淡水匱乏的中國而言意義也很大

  湖北地大熱能科技有限公司，依托中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地熱開(kāi)發(fā)研究所，已成為國內一家專(zhuān)業(yè)從事地熱資源勘查、開(kāi)發(fā)、利用的高新技術(shù)企業(yè)；免費為廣大客戶(hù)提供全國地熱資源查詢(xún)和專(zhuān)業(yè)技術(shù)咨詢(xún)。 公司主要經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)領(lǐng)域為：地熱勘查，地熱應用，溫泉開(kāi)發(fā)，節能減排，地質(zhì)旅游。 主要業(yè)務(wù)方向：地熱資源的勘查、設計與施工、地熱能的開(kāi)發(fā)利用以及溫泉資源的管理和規劃提供專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)。 地大熱能坐落于國內地學(xué)最高學(xué)府的中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）校園內，從20世紀60年代成立水文地質(zhì)組開(kāi)始，經(jīng)歷了70年代的國內最活躍、最具影響力的地熱領(lǐng)域權威機構階段，再到80-90年代參與國內大量地熱資源勘查與開(kāi)發(fā)項目，最終在新世紀正式成立中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地熱開(kāi)發(fā)研究所，進(jìn)行學(xué)科集成，實(shí)現產(chǎn)、學(xué)、研一體化發(fā)展，提高地熱勘查、開(kāi)發(fā)與應用的技術(shù)水平。電話(huà)：027—87580888 網(wǎng)址http://keyinmall.com