浅析海水源热泵技术的研发和应用——以大连港大窑湾港区为例

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1、城市建设U●■___r_栏_b■●_a●目■■n●■编●■●C■■■辑■o●■_n／__刘_s__t__海_r_u_■玮_■c■■t■●●i■o■■■一n浅析海水源热泵技术的研发和应用以大连港大窑湾港区为例一王大方苗润卿许水陆小婕海水源热泵技术是沿海地带减少淡水消耗的一种开源节系统、热泵机组系统和空调冷(热)水系统。采用钛板换热器，流探索。虽然海水热泵技术难度较大，涉猎专业较多，但发展组成一个取排海水的热量交换系统；通过换热后的淡水与机组前途广阔，节能环保效果显著。2005年11月，大连市被国家选交换热量，组成一个水源水的热量交换系统；热

2、泵机组的空调为全国唯一的水源热泵技术规模化应用示范城市。2004~连系统；通过热泵机组将空调水系统排入末端设备，组成一个空冰轮科技公司正式对大窑湾港区30万吨矿石码头2万平方米建调水的热量交换系统。如图。筑实施海水热泵制冷、供暖，其后相继开工了矿石码头业务楼、散粮码头业务楼、集装箱二期码头业务楼、集装箱三期码头辅建区单体、集装箱三期码头业务楼、长兴岛公共港区办公楼海水热泵制冷、供暖项目，供暖建筑面积近8万平方米，每年减少各种有害物质的排放量：二氧化碳63o吨；二氧化硫5．儿吨；氮氧化合物3．2吨；粉尘2．56吨。一二、海水热量的提取、海水

3、源热泵技术(一)海水源热泵技术的工作原理(一)在海底直接敷设盘管方式海水源热泵技术是水源热泵技术的发展，其原理部分与水采用非金属盘管直接与海水换热，管内的不冻液从管外源热泵技术原理基本相同，不同之处主要在于海水的水温，海的海水中取热，不存在海水腐蚀问题，无杂质处理问题。缺点水的腐蚀及海水当中顽强的生物衍生等。因此，加大了技术难是：埋管面积大，影响地上建筑；效率低、造价高；材料传热度及工程成本。水源热泵技术是利用少量的电能，将海水低位能力差，换热面积及占地面积相应增大。一般用于无条件打热能通过热泵机组向高位热能转移的一种技术，其工作原理就井

4、的小型建筑。是热力学上的“逆卡诺”循环原理。水源热泵机组就是利用这(二)在临海区域打海水井的开采方式一循环原理设计而成。利用临海地层海水回灌的条件，在岸边打井取水，一则制冷时，从取水井取出的海水经钛板换热器与水源水发生海水经过地层的过滤除祛了各种海洋衍生物及杂质，二则通热交换后，水源水经冷凝器带走热量，海水温度升高后排至大过地层的升温，使井内海水在冬季高于海水8℃，夏季低于海海。空调系统循环水流经蒸发器，温度降低后，流向空调末端系水16~(2，有利于节能运行，提高效率。缺点是：用水量受到一统。取暖时，从取水井取出的海水经钛板换热器与水源水

5、发生定限制；对水文地质条件要求较高。一般用于沿海散布的大中热交换后，水源水经蒸发器释放热量，海水温度降低后排至大小型建筑。海。空调系统循环水流经冷凝器，温度升高后，流向空调末端系(三)直接抽取海水方式统。水源热泵制热的能效比COP值可以达到4，即消耗1KW的将水泵放置深海处，使海水直接抽入换热器，此方式设计电能可以产生4KW的热量。制冷时能效比值则更高。简便，水量不受限制。缺点是：取水技术和工艺难度大，造价(二)海水源热泵技术的工作系统高；水温随环境温度变化而变化，不利节能；寒冷地区(含大海水源热泵系统由四部分组成：即海水系统、水源水循环

6、连地区)冬季无法利用；海洋生物处理成本大；维护成本高。48『城乡建设』2010—5■栏目编辑／刘海玮城市建设一般适于温热带地区超大型项目选用。熟，但由于海水的强腐蚀作用，井壁锈蚀将严重影响水井的经过多年工程实践，采用打海水井的海水开采方式较为使用寿命，一般情况下钢管只能使用5年。同时，脱落的铁锈科学合理，它有效地解决了寒冷地区制约海水应用的瓶颈，从进入取水系统，对水泵、钛板换热器等设备均造成损害，影响而成为目前在大连地区采用海水源热泵技术提取海水的唯一系统的正常运行。基于节省投资的考虑，采用多孔水泥管作井方式。理想的取水井位置是，距离热泵

7、系统机房较近，可减少壁，既解决了钢管井壁不耐海水腐蚀的问题，又解决了水泥管管网热损耗。在回填区内获取浅表层海水，水量丰富。在吹填井壁海水渗透的难题。区内需在围堰上凿井。一般井位距海岸约500-1000米左右为(二)取水水泵的优化宜，井深大约在100米上下。取水井一般采用潜水泵。由于潜水泵始终处于海水浸泡的作业环境，所以耐腐蚀尤为重要，但国产泵耐腐蚀时间短，三、海水三项关键指标的确立进口泵造价又太昂贵。目前没有更好的解决方案。如果选用廉(一)水量价的淡水泵，每年更换一次，也是可以考虑的。取水泵类型的一般临海建筑是建立在回填开山石，并通过地基

8、处理，形选择还应视项目的具体情况而定，如大窑湾集装箱二期业务成满足建设条件的复合地基。该地基透水}生好，可以保证从岸楼项目，取水井与机房距离近(14m)，同时机房在地下室，井边前沿透析到后方建