海水源热泵工程案例

海水源热泵的现状及工程案例

1、国内外研究现状和发展趋势

国外有很多应用海水做热泵冷热源的实例。如20世纪70年代初建成的悉尼歌剧院，日本20世纪90年代初建成的大阪南港宇宙广场区域供热供冷工程，利用海水为23300kW的热泵提供冷热源。北欧诸国在利用海水热源方面具有丰富的实践经验，其中瑞典就是一个典型应用海水源热泵集中供冷/暖的国家。瑞典首都斯德哥尔摩建设了总能力为180MW的世界上最大的海水热泵站，用于区域供热，占城市中心网输送总量的60%。热泵站由6台供热能力为30MW／台热泵机组组成，1984-1986年调试完成，投入运行。

我国第一个海水源热泵项目于2004年在青岛发电厂建成使用。该厂总面积达1871平方米的职工食堂，成为我国第一个供热不需要煤炭、油料，只使用海水提供采暖的建筑。此外，大连市星海假日酒店海水源热泵中央空调工程也已正式启动，此次海水源热泵中央空调将为4万平方米的建筑提供制冷和采暖。

日前，经过申报和专家评审等程序，大连市被国家选为全国唯一的水源热泵技术规模化应用示范城市，这标志着大连市今后将有望以海水为能源，进行室内空气的冷热调节。

日照港青岛千禧龙花园居民小区7.2万平米，冬夏收费标准22元/平方米，青岛的采暖标准30.4元/平方米；青岛海天大酒店周围海水源热泵区域供热供冷站。和瑞典AF公司合作，承担山东路以西约100万平方米的区域供热供冷站作更深一步的可研。小港湾和记黄埔93万平方米已确定用海水源热泵。

2、政策支持

按照国家《建筑节能实施方案》要求，“十一五”期间，示范城市的水源热泵供热、制冷面积要达到500万平方米以上。示范内容包括水源热泵供热、供冷和相关的技术研发集成及产业化。对示范城市的示范项目，国家将提供专项资金，用于补贴70％的增量成本。目前，大连市正积极推进小平岛新区、星海湾商务区、软件产业带等区域实施海水热泵技术的前期工作。以水源热泵技术供热（制冷）主要是利用大型热泵对事先抽取的海水进行处理，将其中的热量提取出来，用于供热和制冷，并将能量通过城市原有的供热（制冷）系统输送到户，这就完

成了原先需要用煤作为燃料才能完成的供热过程。冬天，大型热泵可以被用来进行区域内的集中供热；夏天，大型热泵依靠类似的原理又可完成以海水为能源的制冷供冷过程。水源热泵由电力驱动，由于其发热效率为电力消耗的4倍，加上它同时可以制冷，能源转换效率会进一步提高。

青岛由建设主管部门牵头，会同环保、能源、规划、公共事业、物价等有关职能部门，制订针对企业和用户的相关的引导、扶持和优惠政策，积极推广以海水、土壤、太阳能等清洁能源的大面积使用。同时借助实验基地的建设，国外大型海水源热泵设备的引进，消化吸收大型海水源热泵设备的生产技术。

3. 目前海水源热泵系统工程应用中存在的问题

海水源热泵作为一种新型的制冷供暖方式，从技术的角度，尤其是热泵机组的角度上看是相当成熟的。但考虑到中国的国情，以及将海水源热泵制冷供暖作为一个整体的系统工程来推广应用时，还存在一些问题：

3.1 水源系统方面

水源系统的取水量、取水温度、水质和供水稳定性是影响水源热泵系统运行效果的重要因素。就水源取水这方面来说: 供回水口位置的优化选择问题亟待研究，以指导实际工程上敷设供回水管道。

3.2 投资的经济性

由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响，水源的基本条件不同；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同。虽然总体来说，海水源热泵的运行效率较高。但与传统的空调制冷取暖方式相比，在不同地区不同需求的条件下，海水源热泵的投资经济性会有所不同。尤其是在前端的水源系统方面，海水供回水管道的敷设位置（距海岸距离及距海底深度）及敷设方式(垂直于海流方向及与海流同向)与其在工程投资方面的实际造价之间的经济性问题值得深入研究。

3.3 整体系统的设计

海水源热泵的节能作为一个系统，必须从各个方面考虑，如果水源热泵机组可以做到利用较小的水流量提供更多的能量，但系统设计对水泵等耗能设备选型不当或控制不当，也会降低系统的节能效果。同样，若机组提供了高水温，

但设计的空调系统的末端未加以相应的考虑，也可能会使整个系统的效果降低，或者使得整个系统的初投资增加。所以，水源热泵的推广应用，需要更多的各个专业各个领域的人来共同努力共同配合，从政府政策、机组的设计制造、系统的设计和运行管理等各个方面来共同考虑。

3.4 海水源热泵系统形式

3.4.1 分散式海水热泵空调系统

此种海水热泵空调系统的形式如图3所示：所有的海水热泵机组都分散至各用户，室外管网系统只为各用户机组提供所需的海水。

与集中式海水热泵空调系统相比，该系统的热泵机组分散，容量相对较小，初投资会相应增加，机组的COP值也会比集中放置的大型机组的略低，并且各用户仍然要有冷热源机房；但该系统中各用户的热泵机组相对独立，增大了用户的灵活性，如各用户可根据自身的特定需要来调节热泵的进出水温度的高低，或如稍后将提到的可用作水环热泵空调系统的辅助冷热源。

图3 分散式海水热泵空调系统图4 带冷却塔的用户与海

水外网的连接

3.4.1.1 冬季系统运行模式分析