海水源热泵

建筑节能论文题目：海水源热泵空调系统研究

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海水源热泵空调系统研究

With the implementation of the strategy of sustainable development of China's ec -onomy energy saving and emission reduction increasingly the attention Sewage sea water source heat pump air conditioning system is a new environmental protection and energy saving technology is gradually extended as a cold source by cold heat exchange and water utilization of seawater thereby achieving the heat pump room air to the building regulation Compared with the traditional air conditioning has high coefficient of performance energy saving green environmental protection utilization of renewable energy and other advantages is widely used in Europe and America has decades of history in our country is in its infancy in recent years has attracted exten -sive attention.

0 摘要

随着我国经济可持续发展战略的实施，节能减排越来越受到各方面高度重视。污水、海水源热泵空调系统作为逐步推广的环保节能新技术，利用海水作为冷源通过与海水进行冷热量交换，进而由热泵实现对建筑物的室内空气调节。与传统的空调相比，具有性能系数高、节能效果好、绿色环保，利用可再生能源等优点，在欧美应用较为广泛，已有几十年的历史，在我国处于起步阶段，近年来日益受到广泛关注。

关键词：海水源热泵节能环保

1 研究背景

我国能源利用存在三个主要问题:1)资源利用效率明显偏低,高能耗的问题十分突出。2)近年来资源需求增长加快,从2002年到现在,能源消费的增长速度大于GD尸的增

长速度。资源约束的矛盾不断加大。3)环境污染严重,我国还没有摆脱先污染、后治理的老路。比较严重的环境污染,造成了高昂的经济成本和环境成本,并对公众健康产生了较明显的伤害[1]。我国目前城镇民用建筑(非工业建筑)运行耗电量占我国总发电量的22%一24%,北方地区城镇供暖消耗的燃煤量占我国非发电用煤量的15%一18%。随着经济的快速发展,建筑能耗的比例将快速上升到33%以上[2]

2 国内外研究情况

2.1 国外研究情况

目前，海水源热泵的研究与应用主要集中在中、北欧各地区，如瑞典、瑞士、奥地利、丹麦等国家，尤其是瑞典，其在利用海水源热泵集中供热供冷方面已有先进而成熟的经验。位于瑞典斯德哥尔摩市苏伦图那的集中供热供冷系统[3]年代中期是目前世界上最大的集中供热供冷系统，其制热制冷能力为200MW，管网延伸距岸边最长达20km。该工程建于八十，位于波罗的海海边，是利用海水制热制冷的典范，近几年瑞典利用海水集中供热供冷发展非常迅速，预计在未来十年中将突破500GWh的能力。

1987年，挪威的Stokmarknes医院[4]，建筑面积14000m2，采用了海水源热泵来解决其漫长冬季的供热问题，同时采用一台燃油锅炉来满足其峰值负荷。该热泵的供热能力为2200MWh/年。自运行以来，每年可节能1235MWh[5]，节约运行费用€31,743，同时可减少CO2排放量800t，SO2排放量5.5t。

1992年Halifax滨海地区的Purdy’s Wharf办公商用综合楼[6]，建筑面积69000m2。该地区每年大约有十个半月需要供冷，而其海水水下23m处全年水温一般在10℃以下，因此该综合楼采用了海水源热泵系统为其供冷。经过运行证明，该热泵系统较传统制冷系统多投资的费用在两年内即可回收[7]，具有明显的节能效果。

此外2000年悉尼奥运会的场馆也使用了海水源热泵技术

2.2 国内研究情况[8]

在国内，海水的利用主要集中在利用海水进行工业冷却上，近几年海水的用途正在逐渐扩大，已发展成为利用海水做溶剂、还原剂、除尘、饮用水、冲渣冲灰、洗涤净化、水淬、试漏以及生活上使用海水冲厕所、冲洗地面、洗涤、消防等。

关于海水作为空调冷热源的问题，1996年青岛理工大学（原青岛建筑工程学院）的于立强教授针对青岛东部开发区14万m2建筑的冷热源选择提出了建设海水冷热源大型热泵站的可行性分析[9]。

2002年天津科技大学陈东博士提出以海水作为冷热源，应用大型的制冷＆热泵系统，为沿海城市集中进行冷暖供应的方案，并进行了一系列的分析说明。

在我国虽然有很多不冻的良港、岛屿、和半岛，但海水源热泵仍处在起步阶段，我国第一个海水源热泵项目——青岛发电厂（2004年竣工投入运行）由美国能源部推荐的WFI中国成功实施的第一个示范性工程，通过两年运行，由于海水供水温度基本恒定，换热温度也基本上维持在一定范围内，经过整个冬季制热和夏季制冷运行监测，机组运行效果非常良好，达到设计预期目标，为海水源热泵在中国大面积推广起到了积极的示范作用。

3 水源热泵空调系统原理

水源热泵技术是利用地球表面浅层水源中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。原理如下；

工作流程为：压缩机吸入蒸发器内产生的低温低压制冷剂蒸气，保持蒸发器内的低压状态，创造了蒸发器内制冷剂液体不断地在低温下吸收载冷剂热量而沸腾的条件；吸入的蒸气经过压缩，其温度、压力升高，创造了制冷剂被液化的条件；高温高压蒸