海水源热泵简介

海水源热泵以海水作为冷热源，为沿海城市的用户解决供冷、供热问题。热泵用逆卡诺原理，以极少的电能，吸收海水中大量的低温热能。

1824年法国科学家卡诺发表卡诺循环理论，成为热泵技术的起源。1850年英国科学家开尔文提出将逆卡诺循环用于加热的热泵设想。热泵的理论起源于十九世纪早期法国科学家萨迪.卡诺，卡诺在1824年首次以论文提出”卡诺循环”理论，30年后，英国科学家开尔文于1850年初提出：冷冻装置可以用于加热，之后许多科学家和工程师对热泵进行了大量研究，研究持续80年之久。1 912年瑞士的苏黎世成功安装一套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，这是早期的水源热泵系统，也是世界上第一套热泵系统。热泵工业在20世纪40年代到50年代早期得到迅速发展，家用热泵和工业建筑用的热泵开始进入市场，热泵进入了早期发展阶段。 21 世纪，随着”能源危机“出现，燃油价格忽升，经过改进发展成熟的热泵以其高效回收低温环境热能，节能环保的特点，重新登上历史舞台，成为当前最有价值的新能源科技。

作为自然界的现象，正如水由高处流向低处那样，热量也总是从高温区流向低温区。但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置。

海水源热泵是一种利用海水资源的既可供热又可制冷

的高效节能空调系统。海水源热泵通过输入少量的高品位能源 ( 电能) , 实现低温位热能向高温位热能转移。热泵机

组的能量流动是利用其所消耗的能量( 电能) 将吸取的全

部热能 ( 电能+吸取的热能)一起排输至高温热源。

与大气环境相比，海水冬暖夏凉并具有明显的滞后性，即当冬季天气最冷时，海水温度并不是最低，而当夏季天气最热时，海水温度也不是最高。所以海水具有在夏天可作为冷源，冬季作为热源的特点。海水源热泵技术就是利用了海水的这一特点。

海水源热泵技术，被称之为21世纪的绿色空调技术。

其显著特点是“高效，节能，环保”。采用海水源热泵为建

筑物供热可以大大降低一次能源的消耗。通常我们通过直接燃烧矿物燃料 ( 煤、石油、天然气) 产生热量, 并通过若

干个换热环节最终为建筑供热。在锅炉和供热管线没有热损失的理想情况下, 一次能源利用率 ( 即为建筑物供热的热

量与燃料发热量之比) 最高可为 100%。但是, 燃烧矿物燃

料通常可产生 1 500~1 800 ℃的高温, 是高品位的热能,

而建筑供热最终需要的是 20~25 ℃的低品位的热能; 直接

燃烧矿物燃料为建筑供热意味着大量可用能的损失。如果先利用燃烧燃料产生的高温热能发电, 然后利用电能驱动海

水源热泵从海水中吸收低品位的热能, 适当提高温度再向

建筑供热, 就可以充分利用燃料中的高品位能量, 大大降

低用于供热的一次能源消耗。供热用海水源热泵的性能系数, 即供热量与消耗的电能之比, 现在可达到 3~4; 火力发电

站的效率可达 35%~58% ( 高值为燃气联合循环电站) 。采用燃料发电再用热泵供热的方式, 在现有的先进技术条件下一次能源利用率可以达到200%以上。因此, 采用海水源热泵技术为建筑物供热可大大降低供热的燃料消耗, 不仅节能,而且也大大降低了燃烧矿物燃料而引起的 CO2和其他污染物的排放。

热泵的工作原理和家用空调、电冰箱等的工作原理基本相同。在冬季供暖时热泵机组以海水为吸热源，工质(制冷剂)在蒸发器中吸取低温热源水的热量蒸发，经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，然后进入冷凝器内释放热量来加热系统循环水，制取热水送入空调房间达到制热目的。

在夏季制冷时热泵机纽以海水为排热源，工质(制冷剂)在蒸发器中吸取空调房间来的系统循环水的热量而蒸发，制取冷水送入空调房间达到制冷目的，工质再经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，然后进入冷凝器，把热量释放到低温热源水中。

工作原理如图6：

吸收的海水热量3kW(75%) 消耗的电能1kW(25%) 热泵机组性能系数=4 供热量4kW （100%） 图5 能量流动图

1压缩机 2冷凝器 3角阀 4干燥过滤器

5视液镜 6电磁阀 7膨胀阀 8蒸发器

产品介绍

产品结构如图7所示，主要包括1压缩机、2蒸发器、3电控设备、4冷凝器及其他附属设备等五大主要部分。

产品采用的最新技术

（1）涡旋式压缩机替代活塞式压缩机

传统热泵主要采用活塞式压缩机, 而活塞式压缩机由

图7 产品结构图

图 6 工作原理

于其传动机构多, 易损件多, 故其效率低下。然而涡旋式压缩机不但在零部件上比活塞式压缩机少 68% , 而且还改善了热力循环, 消除了吸排气阀损耗, 同时在本身结构上进

行改进, 采用了轴向和径向柔性密封, 并采用了喷液冷却

技术, 提高了容积效率。从而使得空气源热泵机组制冷季节性能系数提高了17%～ 18%, 供热季节性能系数提高了13%～ 19%。

（2）变频调速技术

安装变频调速装置之后, 可以使机组出力和供热(供冷)负荷相匹配, 使机器在全年运行中始终处于较高的效率范

围内。故使得热泵供冷季节性能系数 SEER 达到 14.6～16.0, 供热季节性能系数 HSPF 达到 9.0～ 10.2。

（3）改进换热器的结构与表面性能

由于空气源热泵空调器先天的缺陷, 在寒冷地区运行

时室外换热器经常处于结露、结霜工况下运行, 从而使室外换热器换热性差, 热阻增大, 风阻也增大, 影响了热泵

机组冬季运行状况, 使得热泵供热能力急剧下降, 甚至会

出现保护停机。因此, 通过开发出特殊形状翅片以及翅片表面进行亲水膜处理, 使换热器工作状况得到很大改善, 增

强了换热器的换热性能, 从而提高了热泵供热的 COP, 也

延长了热泵的除霜周期, 节约了能源。

产品未来换代

第一代产品——采用传统的热泵制作工艺与其工作原理，机组主要有压缩机、冷凝器、蒸发器三大部分组成。但