海水源熱泵在港口發(fā)展中的應(yīng)用

　　摘要：隨著熱泵技術(shù)的發(fā)展，以海水為源泉的海水源熱泵技術(shù)廣泛的應(yīng)用在建筑中。海水作為可再生能源，結(jié)合熱泵系統(tǒng)在制冷，制熱方面有重要的作用。海水熱泵技術(shù)的出現(xiàn)，不僅降低了制冷，制熱成本，還提高了其設(shè)備效率。將海水源熱泵技術(shù)用在港口發(fā)展中，不僅能節(jié)約資本，還能節(jié)約大量的淡水資源，以促進港口建設(shè)。
　　關(guān)鍵詞：海水源熱泵　港口發(fā)展　應(yīng)用
　　中圖分類號：U653　文獻標識碼：A　文章編號：1 672--3791(2012)01(b)-0002-01
　　海水源熱泵技術(shù)作為一種新型的供熱、制冷設(shè)備有著獨特的優(yōu)勢，其不僅有節(jié)約成本、節(jié)省用地面積優(yōu)勢，還有環(huán)保節(jié)能優(yōu)勢，在港口發(fā)展中有重要作用。本文主要從海水源熱泵概念及原理、海水源熱泵特點、海水源熱泵在港口中應(yīng)用海水熱量提取方式的選擇、海水源熱泵在港口中應(yīng)用應(yīng)該注意的問題、海水資源在港口發(fā)展中的有效利用等方面對海水源熱泵在港口發(fā)展中的應(yīng)用進行論述。
　　1　海水源熱泵概念及原理
　　1.1　海水熱源泵概念
　　海水熱源泵技術(shù)主要是利用海水吸收太陽能和地?zé)崮芏纬傻牡蜏氐臀粺崮苜Y源，并采用熱泵原理用少量的高位電能輸入，進而實現(xiàn)地位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)變的技術(shù)。
　　1.2　海水熱源泵原理
　　海水吸收了太陽輻射一部分能量以后會使水溫保持在平穩(wěn)的狀態(tài)，在這種情況下，可以利用熱源泵提取和儲存海水中的熱能，通過壓縮機系統(tǒng)消耗少量的電能。冬季利用熱源泵將海水中的低品位熱能取出來，為建筑物供熱。在夏季的時候，將建筑中的熱能釋放到海水中，使室內(nèi)溫度達處于平衡的狀態(tài)。海水熱源泵有著的獨特優(yōu)勢，其源體是海水，但卻不消耗海水，也不會污染海水。其熱能效率高，每消耗一千瓦的電能就能獲得三千瓦或四千瓦的熱量或是冷涼，優(yōu)于傳統(tǒng)的能源利用方式。
　　2　海水源熱泵特點
　　海水熱源泵技術(shù)的熱源是從海水中提煉出來YxJJZzD148apdu8CsOYoTkC+TTdWb0b52nUijpDvQf0=的，這種能源是可再生資源，對節(jié)能和環(huán)保的有重大意義，同時也是符合建筑能源使用原則的。海水熱泵技術(shù)高效節(jié)能，運行成本相對較低。再加上冬季海水比其他環(huán)境空氣的溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，海水水量大等特點，能加快熱泵蒸發(fā)速度，提高其能效，同時也能提高熱泵系統(tǒng)效率；海水源熱泵技術(shù)穩(wěn)定性和可靠性比較高。海水的溫度是比較穩(wěn)定的，其波動的范圍遠小于空氣。海水恒溫這一特性，能使海水熱源泵機組的運行更加穩(wěn)定，同時也能保證系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。海水溫度季節(jié)性不強，冬季室內(nèi)溫度較低的狀況下，海水的溫度卻不是太低，可以提取海水中的熱能，以保證系統(tǒng)可靠運行。
　　3　海水源熱泵在港口中應(yīng)用海水熱量提取方式的選擇
　　海水熱量提取主要有三種方式，可以用直接敷設(shè)盤管理方式，這種管理方式是利用非金屬管直接與海水進行交換熱量的。盤管內(nèi)有不凍液，可以從管外海水中取熱，沒有海水腐蝕問題。但是這種方式占地面積比較大，對地上建筑的影響較大，不利于雜質(zhì)的處理，傳熱能力也比較差且效率低，造價高，不利于大型建筑，只適合小型的建筑；可以采取在相鄰海域打水井的方式進行開采。這種方式是以海水回灌為基礎(chǔ)進行的，可以在左岸進行取水。可以利用地層除去海水中相應(yīng)的雜質(zhì)，也可以通過底層升溫，提高冬季海水的溫度，降低夏季海水溫度，以保證海水熱源泵系統(tǒng)有效的運行。但是這種方式用水量有限制，對水文和地質(zhì)的要求相對也比較高。因此，只適合沿海港口中小城市使用；直接抽取海水方式主要是利用海水直接抽入換熱器進行的。
　　4　海水源熱泵在港口中應(yīng)用應(yīng)該注意的問題
　　4.1　對取水井井壁進行優(yōu)化
　　海水取水是以水井的方式進行取水的，傳統(tǒng)的水井井壁主要是由鋼管構(gòu)成的，這種工藝結(jié)構(gòu)已經(jīng)達到工藝成熟的地步，但是海水對鋼管的腐蝕性比較強，影響水井的使用壽命。在使用的過程中，水井壁鐵銹一旦進入取水系統(tǒng)中，會給水壁及鈦板換熱器等線管設(shè)備帶來一定的影響，甚是會導(dǎo)致整個系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。為了解決這一問題，相應(yīng)的技術(shù)人員研究出布透水孔的水泥管，利用這種透水性好的水泥管作井壁，能有效的解決海水侵蝕井壁問題。
　　4.2　對取水水泵進行優(yōu)化
　　一般的污水井采用的都是潛水泵，但是這種潛水泵在海水浸泡的環(huán)境下運行，常會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。就目前來看，我國國產(chǎn)的取水泵耐腐蝕性比較差，加之進口水泵價格昂貴，取水成本高，在取水的過程中，盡量不用潛水泵。如，大連港口區(qū)對新碼頭項目，其機房在地下室，井水位高于自吸泵的位置。在這種情況下，用自吸泵代替了潛水泵來取海水。這種方式不僅能降低工程造價，也能降低維修難度。
　　4.3　對海水除砂器進行優(yōu)化
　　海水井在抽水時，常會有大量的砂石進入抽水系統(tǒng)中，這些砂石會使鈦板換熱器磨損、堵塞。要想保證海水源熱泵系統(tǒng)更好的工作，就應(yīng)該安裝除砂器進行過濾。但是并不是多用的除砂器的都能應(yīng)用在其中的，之前必須考慮海水腐蝕性問題。經(jīng)過多年的研究，對除砂器進行了改進，在除砂器上安裝了相應(yīng)的反沖裝置和過濾網(wǎng)，這樣不僅減少了清洗的次數(shù)，同時也減少砂石的侵入。改進后的除砂器不僅延長了其使用壽命，也保護了鈦板換熱器。
　　5　海水資源在港口發(fā)展中的有效利用
　　由于冬季的地?zé)豳Y源是有限的，供熱初期海水水溫較高，而冬末的海水水溫則較低。在這種情況下，就應(yīng)該根據(jù)海水水溫的狀況進行相應(yīng)的調(diào)整，要降低或逐步提升海水的流量，以保證淺層水溫場的地?zé)豳Y源有效利用。可以采取海水截流回灌方法，來保護地?zé)豳Y源。在供暖的初始階段，就應(yīng)將十度以上的海水通過回灌的方式放入另一個水井中，在供暖的中后期，應(yīng)將溫度低于十度的海水會放到海水中，使地?zé)豳Y源得到合理利用；利用變頻技術(shù)對海水泵進行控制，以保證地?zé)豳Y源的有效利用。海水水溫高時，減少海水流量。海水水溫低時，增加海水流量，以保證供熱系統(tǒng)處于良好的狀態(tài)。
　　6　結(jié)語
　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展，建筑耗能問題被越來越多的人所注意。節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為時代的主體，港口建設(shè)也不例外。新的海水源熱泵的出現(xiàn)，為港口建設(shè)能耗問題帶來了新的解決方法。海水資源是一種可再生資源，不僅節(jié)能、環(huán)保，還能節(jié)約建筑資本，以保證港口建設(shè)順利進