海水热泵技术进行区域供冷供热的初步探讨.ppt

软件园二期应用海水热泵技术 进行区域供冷和供热的初步探讨,主要内容,研究背景和意义 海水热泵技术区域供冷、供热系统介绍 国外的应用现状和经济性分析 大连和瑞典的气候对比 软件园二期应用海水空调的优势 目前已经初步完成的工作 正在进行的和以后需要做的工作 附录：经济性分析软件成果展示,一、研究背景和意义,1.1研究背景世界背景：二十一世纪，能源和环境是人类面临的两大问题在过去的十几年中，越来越多的工程师和科学家开始关心全球的气候变化问题这种气候变化与人们使用煤、石油等矿物燃料有关并且这些燃料在数量上是有限的，最近的石油和煤价格的上涨对经济发展已经造成了严重的破坏国内背景：可持续发展和绿色建筑是中国应对这两大问题提出的措施在中国，能源产量和消耗量增长的很快，从1980～1999年间平均的增长率从3.2％～4.3％间波动这其中主要是依靠煤，而相关的排放物增长占世界CO2的排放量增长率的28％，在2020年后中国将会取代美国成为最大的CO2排放国家而这其中三分之二的能源最终是利用热能，其中非常大的比例是低温热能（家庭热水，居住区和商业区的空调加热）刚刚结束的八国会议已经提出对中国CO2排放量要求。

中国没法回避这个问题，不久的将来中国会正视这个问题大连市的情况：具体到大连，除了上述问题以外，大连还存在缺少淡水的问题，人均淡水占有量是全国的四分之一，而传统空调使用冷却塔进行冷却，每年的空调的补水量巨大 以上问题驱使人们不断探求新的可更新，环境友好的能源海水热资源的利用是人们在这过程中找到的切实可行的方法之一1.2海洋热资源利用的意义据国外资料介绍，海水是一种很好的热资源，主要应用在大中型热泵系统在深度25～50米的深处，冬季海水的温度一般是(5-8℃)，结冰问题通常不是个问题（冰点通常是 -1℃~ -2℃)海洋热资源在各方面有很多的优势，世界各国也不断重视这方面的开发利用二、海水热泵技术区域供热、供冷系统介绍,2.1海水热泵的工作原理海水水源热泵系统是以海水为提取和储存能量的冷、热源，借助压缩机系统消耗少量电能，在冬季把存于水中的低位热能提取出来为用户供热；夏季则把室内的热量提取出来释放到水中，从而降低室温，达到制冷的效果海水空调是利用海水资源的一个很好的途经现在的海水空调在技术上和经济上都是可行的一旦安装后，能源供应是取之不尽的，可以大大减少对于燃料的依赖另外海洋热资源是可更新的、对环境没有危害的。

再次使用海水空调可以大量节省淡水资源对开发商来说建筑物内没有单独的冷冻机房，可以提供更大的有效面积海水水源热泵原理图,2.2海水空调系统的构成 几公里长的大管径海水供水管道 抗腐蚀的热泵 把冷、热水从机房送到各建筑的管网系统 海水回水管道 2.3影响海水空调系统经济性的因素 融资方法(包括产权类型和利率) 当地的海水和地形状况 海水空调的区域特点 电价分类 海水空调系统的利用率,三、国外应用现状和国内研究状况,世界各国都在研究海水在暖通方面的应用北欧的瑞典、挪威，美洲的美国、加拿大，亚洲的日本和香港都已经有成熟的应用3.1瑞典的使用情况斯德哥尔摩26℅的集中供热系统热量来自污水和海水，热泵机组的总装机容量达到了420MW海水取自海平面以下15m处，冬季的温度大约+3 ℃ 目前最大的热泵系统在斯德哥尔摩，共有六台热泵系统组成（每台30MW）具体的参数如下：,单台/总供热能力：30MW/180MW 单台耗电：8MW 蒸发温度：-3℃ 冷凝温度：+82 ℃ 海水进出口温度：+2.5/+0.5 ℃ 供水、回水温度： +80 ℃/ +57 ℃ 调节能力：10–100% 1988年所有大型的热泵的COP平均值为3.1 （经过理论计算COP值大于2，就比燃煤节能）,斯德哥尔摩Värtan热泵站参数,2000年瑞典区域供冷情况,*1995年，瑞典斯德哥尔摩首次大规模地使用海水区域供冷系统,斯德哥尔摩,斯德哥尔摩,热 泵 机 组,热泵机组,取水口,排水口,3.2挪威的使用情况,1994年特隆赫姆港一个大型的热泵系统在STATOIL研究中心投入使用。

利用海水做为热源供热面积为28000平方，海水温度为5－6℃，选用两台450kW的热泵机组设计状态的下COP值是4.0，预计的回收年限为4.5年3.3加拿大 哈里法克海港1986年建立了系统利用海水冷却两个商业建筑全部面积是30000平方米，采用的管材是聚丙烯材料，取水深度大约是25米，夏天配合冷冻机联合使用3.4日本 大阪 最大海水用量13,100 m3/h，供热供冷的面积750,000 平方米，系统采用吸收式制冷、冰蓄冷和热泵系统，海水用于冷却和热源3.5其他国家的研究情况美国的夏威夷、荷兰的安的列斯群岛、关岛的Tumon海湾、新西兰的奥克兰市都在做海水空调的研究，但他们考虑主要是从深海取水夏天直接与热交换器进行换热输出冷冻水日本大阪,3.6海水热泵系统的经济性分析1994年特隆赫姆港STATOIL 研究中心（28000平方）热泵以海水作为热源，在设计条件下性能系数为4.0与以石油为燃料的传统供热系统和传统的空调系统相比，此海水源热泵系统每年的节能量是显著的：供热节约电2.3 GWh（百万度），制冷节电0.4 GWh回收期为4.5年 国内青岛建筑工程学院进行过这方面的工作，对青岛开发区140000平方的地区进行了两种不同方案的经济性对比。

一种是采用海水热泵进行供热和供冷，另一种方案是冬天采用锅炉供热，夏天采用冷冻机供冷经过对比得到第一种方案的回收年限是2.803年，第二种是3.85年第一种比第二种有明显的优势四、瑞典和大连的气候对比,海水热泵能不能在大连使用，首要的条件是气候条件是否达到要求，为此我们把瑞典和大连的气候条件进行对比从中可以看出大连和瑞典的气候比较接近，甚至更利用热泵的使用,瑞典和大连的位置对比,,五、软件园二期利用海水空调的优势,5.1.地理优势,软件园二期海深分布图,,软件园二区是一个新的开发区，没有相应的供热和供冷的配套设施，可以考虑整体的规划，特别适合新系统新技术的应用开发区靠近海洋，附近海水深度适宜，大约深度在20－35米间，离海岸线也不是特别远（由中国人民解放军司令部航海保证部提供的图纸）开发区在初步规划中已经基本否定了建火力发电站可能性拟采用BHKW燃气罐装置国内没有先例，而且还要使用矿物燃料（详见规划说明） 利用当地资源优势，不受外来因素的影响应该是在系统方案选择中要考虑的重要因素之一5.2政策优势国外新技术、新能源的应用都可以取得政府的优惠政策，包括从贷款，利息，税率，排污和环保费用的收取。

开发区如果采用这项技术应该同样可以争取到政府各方面的支持 5.3人力优势大连理工大学人力方面的优势可以和亿达公司丰富的工程经验相结合大工有一个由教授、博士、硕士组成的一个梯队，针对出现的问题可以提供可操作性的建议或者意见五、目前已经开始做的工作,1.查阅国外的相关文献和并对大连气温、海水温度、物性进行了调查，对二者进行了比较得到结论是现有的条件基本可以满足这项技术要求的条件 2.以大连市利用污水水源热泵供热为背景，开发了水源热泵供热经济性分析软件，可以方便地预测热泵站投资的经济性，已通过大连市科技局鉴定 3.调研了大连石化公司的海水冷却系统，对取水设施、管线布置，海水管线的防腐和有机物的结垢等问题进行了特别的调研在工业的海水冷却方面大连已经有比较成熟的经验4.和瑞典的Axima 公司取得联系，就有关热泵的使用条件和技术参数进行了咨询 5.对热泵系统和燃煤系统、冰蓄冷系统进行了经济性分析比较，并编制了相关的软件六、目前正在做的和以后需要做的工作,1.经济性分析报告正在做海水热泵区域供冷、供热系统的经济性分析报告借鉴国外一些成熟的算法接合大连的实际情况进行工程的造价评估和经济性分析 2.海水温度的确定海水温度是热泵能否正常运行的关键参数，热泵要求的冬季合适温度应在+3℃左右，取水深度为多少可以达到这个温度，大连市还没有相关的资料，需要在当地进行实测。

3.海水热泵的结垢和处理措施由于海水中存在的有机物和各种盐类，结垢机理更加复杂，还需要在抗腐蚀和结垢方面做工作目前我们一个博士在做相关方面的课题 4.海水管线防腐、藻类生长问题现有技术基本可以满足要求，但是还存在一些问题，如管道材质、寿命问题，如何更有效抑止藻类生长等问题附录：经济性分析软件成果的展示,,,谢 谢！,。