海水源节能技术在港口的应用与经济性分析

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摘要：海水源利用技术作为一种高耗能比的集中冷热源技术，目前在国内具有较为广阔的市场前景，也是国家鼓励推广的新能源技术之一。它具有经济、高效节能、环保、运行稳定、安全可靠、应用范围广和自动化程度高等特点。

随着该技术的不断改进与成熟，相应产品也随之趋于完善、可靠，并越来越普及。日照港作为临海港口企业，本着建设节约型港口原则，响应国家节能减排政策，以及得天独厚的海水资源，具有发展海水源热泵这一先进技术的重要基础。

关键词：港口；节能：海水源热泵。

1．海水源节能技术现状

海水温度是海水节能技术应用成败的关键，是实现海水资源利用的核心问题。海水温度条件主要涉及到海水最冷月和最热月海水各层的温度，在这方面我国黄、渤海地区有很好的水温条件。海水温度最低的2月份，黄、渤海地区海水表面温度大部分区域在5摄氏度以上，可以满足热泵的运行条件。夏季在水深35米处，海水温度多在13摄氏度左右，山东半岛附近还可以取得温度更低的海水。

我国在海水利用方面具备了一定的技术和理论基础。我国海水管道及大型热泵机组生产水平较成熟。我国对于海水管道的设计、过滤、防腐、灭藻能力和换热器的防结垢问题上已经具备了一定的经验，为海水空调的应用做好了技术上的储备。

2．海水源节能主要以海水源热泵技术实现

海水源热泵机组是以海水作为载体，冬季把海水中的低品位热能利用热泵原理，通过消耗部分电能，将提取出来的热量供房间取暖利用，而夏季把房间内的热量释放到海水中，以达到夏季制冷的目的，它具有以下特点：

2．1经济

海水源热泵系统集制冷、采暖和制取生活热水于一体，避免了制冷系统和供暖系统的重复投资，也节省了大面积的锅炉房，在初投资方面要比传统的中央空调系统要低，而在运行费用方面，由于海水源热泵系统的制冷系数和制热系数比空气源热泵高很多，一般空气源热泵的制冷EER值在3.8左右，制热COP值在1.8左右，而海水源热泵的制冷EER值能达到6.5以上，制热COP值能高达4.6以上，所以其运行费用只有其他形式空调的1/3到1/2。

2．2高效节能

海水源热泵系统是以海水作为冷热源，由于冬季海水的温度比环境温度要高，所以热泵机组的蒸发温度提高，制热系数高，一般可达3.8-5；夏季海水温度比环境空气温度要低，所以热泵机组的冷凝温度降低，制冷系数提高，可达6-6.5，就一次能源利用率来说，一般燃煤锅炉的效率为80%-90%，而以发电效率为30%计算，海水源热泵制热系数为4.5时，一次能源利用率为30%×4.5=1.35，都高于燃煤锅炉。

2．3环保

海水源热泵使用的是电能，电能是一种清洁能源，供热时省去了锅炉房，没有燃烧过程，不向大气和环境排放任何污染物，制冷时省去了冷却塔，避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗。同时海水采取全部回灌和密闭循环，不消耗海水资源，也不污染海水资源。海水源热泵机组的运行没有任何污染，没有燃烧，没有排烟，不产生任何废渣，废水、废气和烟尘，使环境更优美。可以建造在居民区内，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。

2．4运行稳定、维护方便

水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，是很好的热泵热源和空调冷源。水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、更稳定，也保证了系统的高效性和经济性，不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。由于系统简单，机组部件较少，运行简单、稳定，相对来说维护费用要低得多，使用寿命可长过20年以上。

2．5应用范围广

可广泛的应用于宾馆、办公楼、学校、商场、别墅区、住宅小区的集中供热制冷，以及其它商业和工业建筑空调，并可用于游泳池、乳制器加工、啤酒酿造、冷轧锻造、冷库及室内种植和恒温养殖等行业上。

3．海水源节能技术的特点

该技术的最大特点是可以直接将海水引入热泵机组进行换热，取消了传统的、在海水与机组之间加装钛合金板式换热器的技术路线。与传统的技术方案相比，其新发明的海水源热泵技术具有非常明显的优势：由于取消了中间换热装置，从而消除了中间换热温差，大大提高了系统的运行效率，最大限度地发挥出了海水源热泵技术的优势；同时由于取消了昂贵的钛合金板式换热器，从而大大降低了海水源热泵系统的投资费用，使其在环保的基础上更具有非常优秀的性价比。

4．海水源节能技术的实例及节能分析

4．1工程概况：

本工程为港口某项目海水源热泵中央空调项目。项目总建筑面积86000。需要实现夏季制冷和冬季采暖。本方案考虑利用海水作为水源热泵的冷热源。位于日照，濒临黄海，我们考虑取海水的方式为在沙滩打井的方式，根据经验数据当地夏季取水温度在20左右，冬季取水温度在8℃左右。

4．2项目设计方案

根据《地源热泵系统工程技术规范》、《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》、《实用供热空调设计手册》等国家现行规范、规定及业主的要求本方案机组负荷确定为：

建筑用途 建筑面积(m2) 冷指标

(W/m2) 冷负荷

(KW) 热指标

(W/m2) 热负荷

(KW)

建筑项目 86000 90 7740 70 6020

根据设计负荷，选用2台LSBLGR-4300S海水源热泵机组作为空调机组，夏季，2台机组处于制冷工况，同时为空调系统末端提供7度冷水；冬季，2台机组处于制冷工况，同时为空调系统末端提供50度热水。机组为全智能化自动控制，可设定温度、时间，并根据设定的参数自动加载或卸载(25%，50%，75%，100%变频运行)。同时，系统故障自动保护，自动报警，自动记录，自动停机，能够很好的保护机组，又方便故障排除。

4.4经济对比分析

项目 海水源热泵机组 冷水机组集中热网 溴化锂机组

系统投资 890.56万元 1316.42万元 925.39万元

夏季空调运行费用 74.96万元 106.73万元 125.36万元

夏季运行费用指标 8.72元/ 12.41元/ 14.58元/

冬季空调运行费用 135.26万元 326.80万元 179.94万元

冬季运行费用指标 15.73元/ 38元/ 20.92元/

全年空调运行费用 210.21万元 433.53万元 305.30万元

全年运行费用指标 24.45元/ 50.41元/ 35.50元/

上表所述，海水源热泵其运行费用每年可以节省95-200万，节约率达到30%，-60%，已达到节能减排的目的，符合国家十二五规划要求。

5．结论

海水源节能技术的运用，没有锅炉和冷却塔，除使用少量的电能以外，其运行不产生任何污染。其海水源热泵属于水冷式空调系统，运行费用仅为普通中央空调的50～60％。与传统供热方式相比，海水源热泵供热要比电锅炉供热节省三分之二以上的电能，比燃煤锅炉节省二分之一以上的能量。因此海水源热泵技术在港口的推广使用势必带来良好的经济和社会效益。

参考文献

(1)单奕.海水源热泵技术在天津港工程中的应用.水运工程.2009，12.

(2)赵明婷.浅谈水源热泵机组质量控制.科技致富向导.2010，24.

(3)吴君华，由世俊，余知，李海山.渗滤取水技术在海水源热泵系统中的应用.暖通空调.2010，03.