海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)應(yīng)用研究

周家成 彭興輝

摘 要：文章主要介紹了海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)在某市的應(yīng)用，包括設(shè)計(jì)方案的選定、海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)的運(yùn)行原理等等。從客觀的角度來(lái)說(shuō)，海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)的應(yīng)用為國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展提供了較大的保障，并且真正意義上實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。另一方面，我國(guó)海水資源非常豐富，利用海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)可以解決更多的供暖、供冷問(wèn)題，對(duì)沿海城市的發(fā)展具有較大的積極意義。

關(guān)鍵詞：海水；系統(tǒng)；空調(diào)；研究；應(yīng)用

隨著水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)的不斷發(fā)展，地下水、井水等低位熱源作為熱泵冷熱源的工程得到了廣泛的應(yīng)用。從主觀的角度來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段的供熱、供冷措施，都是建立在消耗能源的基礎(chǔ)之上。尤其是空調(diào)的應(yīng)用，對(duì)空氣造成了很?chē)?yán)重的負(fù)面影響。在未來(lái)的工作中，必須通過(guò)海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)的有效應(yīng)用，改變現(xiàn)階段的不良發(fā)展，除了要實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)以外，還要保證在日后的發(fā)展中，擁有一整套環(huán)保循環(huán)系統(tǒng)，促進(jìn)國(guó)家的全面發(fā)展和進(jìn)步。在此，文章就海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

關(guān)于海水作為空調(diào)冷、熱源的問(wèn)題，1966年青島理工大學(xué)的教授針對(duì)青島東部開(kāi)發(fā)區(qū)14萬(wàn)m2建筑的冷、熱源選擇提出了建設(shè)海水冷、熱源大型熱泵站的可行性分析。從目前的發(fā)展來(lái)看，大部分的科研成果都集中在理論上，沒(méi)有特別突出的實(shí)際成就。海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)在目前的研究當(dāng)中，必須結(jié)合地方的實(shí)際需求。比方說(shuō)靠近海岸線的地區(qū)，夏季尤其高溫多雨，供熱、供冷需求時(shí)間不定，應(yīng)用原有的系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)良好的調(diào)節(jié)，而末端系統(tǒng)在理論上可行，以后要加強(qiáng)實(shí)踐研究，逐步建立末端系統(tǒng)的良性循環(huán)體系，對(duì)海岸線的地區(qū)發(fā)展，提供一個(gè)較大的生活保障。

2 海水熱源泵空調(diào)末端系統(tǒng)形式

2.1 集中式海水熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)

隨著海水利用的范圍越來(lái)越廣泛，海水熱源泵空調(diào)末端系統(tǒng)的形式也發(fā)生了較大的變化，隨著時(shí)間的推移，現(xiàn)階段的系統(tǒng)形式已經(jīng)取得了非常大的發(fā)展。比如，集中式海水熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)就得到了廣泛的應(yīng)用，此系統(tǒng)主要是將所有的海水熱泵機(jī)組集中起來(lái)設(shè)置于統(tǒng)一的熱泵機(jī)房?jī)?nèi)，制備的冷/熱水通過(guò)小區(qū)外網(wǎng)輸送到各個(gè)用戶(hù)的家里或者是特定地點(diǎn)。相對(duì)而言，集中式的海水熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)，節(jié)省了很大一部分能源，并且對(duì)沿海城市的發(fā)展做出了較大的貢獻(xiàn)。在日后的發(fā)展中，可以進(jìn)一步推廣應(yīng)用，在提升經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的同時(shí)，促進(jìn)國(guó)家的多方面發(fā)展，為廣大的居民提供一個(gè)更好的生存、生活環(huán)境。

2.2 分散式海水熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)

這種系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，所有的海水熱泵機(jī)組都分散到各個(gè)用戶(hù)，室外管網(wǎng)系統(tǒng)只為各用戶(hù)機(jī)組提供所需要的海水。這種方式的系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于人口密集的地方和人口疏散的地方。現(xiàn)階段的城市建設(shè)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)較高的水平，即便是人口密集，每個(gè)人的活動(dòng)空間也不小；有些地方的人口較少，但是建設(shè)較多，依然需要應(yīng)用分散式的系統(tǒng)來(lái)提升海水利用效率，加強(qiáng)供熱、供冷。無(wú)論是集中式、還是分散式，都是為了更好的生活而存在的，一切又要從實(shí)際的需求出發(fā)。要從客觀上規(guī)避一些不必要的措施和方法，否則會(huì)造成較大的浪費(fèi)，違背系統(tǒng)研究的初衷。

3 海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 實(shí)例分析——沿海城市住宅

為了保證海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)在應(yīng)用的過(guò)程中能夠得到一個(gè)直觀的效果，文章選用某沿海城市住宅工程為例。此工程總建筑用地面積92961m2，總建筑面積240981m2，地上面積165026m2，容積率1.8，該項(xiàng)目面向的海岸是屬于填海造地形成的，無(wú)灘涂，海岸邊直接是較深的海域。從整個(gè)工程來(lái)看，符合海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)的應(yīng)用條件。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究分析，該工程完全能夠應(yīng)用末端系統(tǒng)來(lái)供冷、供熱。在我國(guó)漫長(zhǎng)的海岸線城市當(dāng)中，這類(lèi)工程不在少數(shù)，冬季的供暖和夏季的供冷，一向都是國(guó)家發(fā)展的難點(diǎn)，并且對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦纳詈凸ぷ鳟a(chǎn)生了較大的影響。采用海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)以后，居民只需要花費(fèi)較少的資金，就能夠享受良好的供暖、供冷效果。

3.2 設(shè)計(jì)方案的選定

根據(jù)工程本身的特點(diǎn)以及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，需要在設(shè)計(jì)方案當(dāng)中，重點(diǎn)選定海水利用方式，以及海水的來(lái)源。從技術(shù)的角度來(lái)看，海水利用分為三種：閉式利用方式、開(kāi)式利用方式、開(kāi)式間接利用方式。經(jīng)過(guò)詳細(xì)的比對(duì)分析，加上實(shí)踐得到的數(shù)據(jù)和資料，此工程應(yīng)該選用開(kāi)式間接利用方式，也就是說(shuō)，在實(shí)際工作中應(yīng)用海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)的時(shí)候，采用熱換效率較高的板式換熱器將海水與熱泵系統(tǒng)分開(kāi)，通過(guò)板式換熱器交換系統(tǒng)所需要的冷、熱量。這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于，從根本上實(shí)現(xiàn)了較大的節(jié)約，而且沒(méi)有太大的浪費(fèi)現(xiàn)象，成本也很低。另一方面，在海水來(lái)源的選定當(dāng)中，必須考慮到季節(jié)的因素，為了進(jìn)一步符合海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)的應(yīng)用，決定采用較為保守性的方案。即冬季和夏季都采用廠內(nèi)取水口處的海水作為空調(diào)系統(tǒng)的冷源和熱源。從以上的表述來(lái)看，應(yīng)用海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)并不是一件容易的事情，沿海城市的自然資源較多（海水資源），但是不同地區(qū)的自然條件不同，當(dāng)?shù)鼐用竦脑V求也有所差異，此時(shí)應(yīng)用海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)就要考慮到多方面的因素，從客觀事實(shí)出發(fā)，實(shí)現(xiàn)最好的效果。

3.3 海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)原理

對(duì)于海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)而言，實(shí)際的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比理論上的研究更具說(shuō)服力。為了讓大家對(duì)此系統(tǒng)有一個(gè)更加直觀的理解，文章主要以夏季制冷作為重點(diǎn)闡述對(duì)象?，F(xiàn)階段是三月份，夏季很快就會(huì)到來(lái)，如果能夠在夏季應(yīng)用海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)，勢(shì)必對(duì)沿海城市的居民提供更加涼爽的空調(diào)風(fēng)。

從圖1中可以清晰的看到，在夏季制冷的過(guò)程當(dāng)中，從取水口進(jìn)來(lái)的海水，通過(guò)板式換熱器將冷量傳遞給水環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)工質(zhì)，通過(guò)熱泵循環(huán)，再將冷量輸送給熱泵機(jī)組蒸發(fā)器來(lái)冷卻室內(nèi)送風(fēng)。這種原理的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)：第一，在夏季供冷的時(shí)候，實(shí)現(xiàn)了海水的良性循環(huán)利用，沒(méi)有造成污染和浪費(fèi)，能源的充分利用為廣大市民節(jié)省了大量的資金，反之，冬季也是一樣。第二，整個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有太大的漏洞，雖然存在一定的提升空間，但是應(yīng)對(duì)目前的需求是完全沒(méi)有問(wèn)題的，以后的發(fā)展相信會(huì)更好。第三，海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)的應(yīng)用，主要是圍繞節(jié)能、無(wú)污染、便利、高科技等主題，未來(lái)還能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到內(nèi)陸地區(qū)，逐漸形成全國(guó)的良性循環(huán)。我國(guó)的海域十分廣泛，將海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)應(yīng)用到內(nèi)陸并不是幻想，只要技術(shù)、設(shè)備、系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)，這種設(shè)想完全能夠?qū)崿F(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章對(duì)海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行了一定的研究，綜合多個(gè)方面來(lái)看，海水源熱泵空調(diào)末端系統(tǒng)取得了較大的成功，為我國(guó)的沿海城市取暖、供冷，提供了很大的幫助。日后的工作重點(diǎn)在于，根據(jù)不同地區(qū)的不同要求，制定針對(duì)性的應(yīng)用方案，實(shí)現(xiàn)一個(gè)較大的提升，而不是一味的固守已有成果。

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