海水热泵系统在斯德哥尔摩应用及其在中国的发展前景

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1、海水热泵系统在斯德哥尔摩应用及其在中国的发展前景大连理工大学土木水利学院蒋爽李震端木琳摘要：本文以当前中国的能源及环境状况为背景，介绍了节能及环保意义非常重大的以海水热泵为基础的区域供热/供冷系统在瑞典斯德哥尔摩的应用实例。通过对我国和瑞典的情况的相比较，指出了利用海水资源及热泵系统进行区域供冷在我国的发展前途。关键词：海水热泵，瑞典，区域供冷ApplicationofSeawaterHeatPumpSystemsinStockholmanditsPerspectiveinChinaSchoolofCivilandHydraulicEngineering，DalianUniversi

2、tyofTechnologyJiangShuangLiZhenDuanmuLinAbstract:Districtcooling/heatingwithseawaterheatpumpsystems，anuntappedresourceinChina,hasagreatbenefitsonenergyconservationandenvironmentprotection.Thispapermainlyintroducesthedistrictcooling/heatingsystemsbasedonseawaterheatpumpinStockholm,Sweden.Through

3、theanalysisandcompareontheclimateandgeographicalfeaturesbetweenSwedenandChina，itisconcludedthattheperspectiveofapplicationinChinaiswide.Keywords:seawaterheatpump，Sweden，districtcooling1背景二十一世纪，能源和环境是人类面临的两大问题。能源危机和温室效应造成的全球气候变暖已经广泛引起了人们的广泛关注。在屮国，以煤为主的能源产量和消耗量增长得很快，从1990-2001年，我国二氧化碳排放量净增8.23亿吨，

4、占世界同期增加量的27%。煤是污染指数极高的燃料，是导致空气质量下降的主要原因。1995年这方面造成的城市居民的健康损害占国内生产总位的5%,2020年据推测将达到13%。根据国际能源机构估算，2001年我国化石(煤)燃料燃烧产生的二氧化碳排放总量约为8.4亿吨碳，约占全球化石燃料二氧化碳排放总量的13%，已成为继美国之后世界第二大排放国。预测表明，到2025年前后，我国的二氧化碳排放总量很可能超过美国，居世界第一1u。2002年全国建筑能耗已占全国能源消耗总量的27.8%左右，而在建筑能耗中，空调用电又占到了30%-40%左右，每年夏天都由于空调用电量的大量增加造成供电紧张，供需矛

5、盾十分突出

6、2］。面对这种严峻形式，国内学者从能源结构和面向地球环境多个角度探讨如何减少空调设计屮的环境负荷M题，指出加快可再生能源在空调技术上面的应用是一条很值得探索的道路［341。海洋是一个巨大的可再生能源库，进入海洋中的太阳辐射能一部分转变为海流的动能，更多的是以热能的形式储存在海水中，而且海水的热容量又比较大，为3996kJ/(nrVC),而空气只有1.28kJ/(m3.°C)o随着热泵技术的发展，把海水用作冷源和热源代替传统的锅炉房和冷冻机进行区域供热和供冷在技术上已经成为可能，是可再生能源利用达到实用的技术之一。在我国黄渤海的大部分区域，冬季海水温度一般在+2°C以上，冰

7、点温度通常在-2°C左右，利用这个条件，热泵技术可以通过消耗少量电能把海水的低位热能转换为高热位能用做区域供热，可以部分其至全部取代锅炉房。S季，海水温度一般在20-30°C左右，是非常好的冷却用水。在适当的季节、适当的海域及深处取得i5r以下的海水，可以直接用作冷冻水为建筑进行空调，是最为节能的空调方式。海水热泵取消了以海水作为冷却源，可以节约大量的淡水资源，这一点对于淡水匮乏的中国而言意义也很大。2海水热泵热泵是一种利用岛位能使热:W:从低位热源流位热源的节能装置，可以把不能直接利用的低位热源（如空气、土壤、水中所含的热能、太阳能、工业废热等）转换为可以利用的高位热能，从而达到节

8、约部分高位能（如煤、燃气、汕、电等）的n的［51。作为一种高效的节能装置，热泵具有广泛的应用途径和前景。其系统能量组成如图1所示70%-80%外部热源冷凝器20%-30%电能压缩机能景输入蒸发器能量输出节流阀图1热泵系统能量组成Figure1Theenergyconstructionoftheheatpumpsystem海水热泵就是以海水为热源的热泵系统。夏季，以海水作为冷却水使用，冷却系统不再需要冷却塔，这样会大大提高机组的COP值，据测算冷却水温度每降