海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)形式探討.doc

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1、海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)形式探討摘要：海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)由于其能夠利用蘊藏在海水中的巨大熱能資源，近年來在許多沿海城市，正逐漸受到人們越來越多地關注。本文主要針對可同時為多棟建筑供冷/熱的海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的具體應用形式進行討論，提出按熱泵機組的設置地點不同而分為集中、分散和雙級耦合式三種方式，并同時討論了各種方式在冬、夏季的可能運行方式，總結(jié)各自的優(yōu)缺點，為海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的具體實施及更深入地研究提供參考。關鍵詞：海水源熱泵熱泵空調(diào)集中供冷供熱1引言目前，能源問題已成為舉世關注的焦點。我國是能源消費大國，建筑能耗占到全國總能耗的近四分之一；因此，節(jié)

2、能以及可再生能源的利用就成為研究重點。我國海岸線較長，一些沿海城市已開始計劃利用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)為建筑提供冷、熱源，以節(jié)約能源，減小污染，服務于生態(tài)城市的建設。本文將主要針對海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的具體應用形式及特點進行討論，旨在為有關工程的具體實施方案和運行管理提供參考。2海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)概述海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是利用海水做為熱源或熱匯，并通過熱泵機組，加熱熱媒或冷卻冷媒，最終為建筑提供熱量或冷量的系統(tǒng)。海水中所蘊含的熱能是典型的可再生能源，因此，海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)也是可再生能源的一種利用方式，是一種具有節(jié)能、環(huán)保意義的綠色供熱空調(diào)系統(tǒng)。巨大的

3、海面時刻接受太陽的輻射，并受大洋環(huán)流，海域周圍具體氣候條件的影響，故海水溫度數(shù)值會因地、因時而異。為盡量提高海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的供熱/冷的效率以及整個系統(tǒng)的經(jīng)濟性，有必要研究在不同的海水資源條件下，為滿足熱用戶的需求，可供選擇的各種海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)形式及其運行模式。3海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)形式本文所討論的海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是指能夠同時為多棟建筑提供冷/熱源的系統(tǒng)。海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)可以從多個角度進行分類，這里只討論按海水熱泵機組的設置地點不同而進行的分類，可以分成三大類：3.1集中式海水熱泵空調(diào)系統(tǒng)所謂集中式海水熱泵空調(diào)系統(tǒng)，就是將所有的海水熱泵機

4、組集中起來設置于統(tǒng)一的熱泵機房內(nèi)（熱泵機房根據(jù)需要可設置于海邊或用戶區(qū)域附近），制備的冷/熱水通過小區(qū)外網(wǎng)輸送至各用戶，如圖1所示，故也可稱之為海水熱泵集中供冷供熱系統(tǒng)。53.1.1冬季系統(tǒng)運行模式分析（1）集中熱泵站將網(wǎng)路回水直接加熱至用戶所需的溫度后（如60/50℃的供回水溫度），依次輸送給各熱用戶，用戶與外網(wǎng)采用無混合裝置的直接連接方式。（2）集中熱泵站將網(wǎng)路回水加熱至比用戶實際所需的供水溫度略高后送出（如65/50℃的供回水溫度），用戶與網(wǎng)路可采用有混合水泵的直接連接方式（如圖2所示）。與前一種方式相比，它雖然因網(wǎng)路供水溫度略有升高而使得

5、熱泵機組的COP值略低，但此時網(wǎng)路的循環(huán)水泵因不必考慮最不利環(huán)路的末端用戶阻力損失，揚程有所下降；同時，由于網(wǎng)路供回水溫差的增大，還使得輸送同樣能量的網(wǎng)路循環(huán)水量減少，從而節(jié)約水泵的輸送能耗；另外，還可減少熱源近端用戶因節(jié)流而帶來的能量損耗。還有一點值得注意的是，此種網(wǎng)路運行方式，還允許用戶根據(jù)自身需要在一定范圍內(nèi)調(diào)整自己的供水溫度，比前一種方式具有更大的靈活性?！　　　　　　　　D1集中式海水熱泵空調(diào)系統(tǒng)　　　　　　　　　　　圖2有混合水泵的直接連接3.1.2夏季系統(tǒng)運行模式分析（1）集中熱泵站直接制備各用戶夏季實際所需的冷凍水（如7/12℃的

6、冷凍水）后，依次輸送給各用戶，用戶與外網(wǎng)采用無混合裝置的直接連接方式。（2）集中熱泵站制備比用戶實際所需略低的冷凍水（如5/12℃的冷凍水），再輸送給各用戶，同樣，此時用戶與網(wǎng)路可采用裝有混合水泵的直接連接方式。此種運行方式所具有的特點與前面冬季時對應的情況相同，不再重復。3.1.3集中式海水熱泵空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢分析與目前通常采用的各建筑單獨設置電制冷機組制冷和鍋爐房熱水供暖的方式相比，此種系統(tǒng)主要有如下方面的優(yōu)勢：（1）可以充分利用各用戶負荷分布多樣性特點（即并非所有的用戶都在同一時刻達到峰值負荷），減少設備的總裝機容量，也有利于降低自身的初投資

7、。（2）大型熱泵機組的COP值比小型機組的要高（一些具體數(shù)值可參見[1]），提高了能量利用效率。（3）雖然熱泵機組通常仍需要用電實現(xiàn)制冷/熱，但由于它在一年的大部分時間里都在較高的COP值下運行，仍然具有節(jié)能優(yōu)勢（類似的計算分析參見[2]），這也是海水熱泵空調(diào)系統(tǒng)之所以受到關注的一個重要原因。5（4）各用戶內(nèi)的冷熱源機房，以及位于室外的冷卻塔都可以取消，這樣既節(jié)省了許多寶貴的建筑面積，增加了業(yè)主的收益，又可以減輕由設備的布置而給結(jié)構專業(yè)帶來的設計負擔，和降低結(jié)構施工的成本；同時，也消除了由這些設備所產(chǎn)生的噪聲；另外，取消了通常置于樓頂?shù)睦鋮s塔后，

8、美化了建筑的外觀，使屋頂綠化的方案更容易實現(xiàn)。（5）由于大量使用海水，故可節(jié)約有限的淡水資源。淡水資源的缺乏是世界性難題，我國許多沿海城