海水源热泵在港口发展中的应用

　　摘要：随着热泵技术的发展，以海水为源泉的海水源热泵技术广泛的应用在建筑中。海水作为可再生能源，结合热泵系统在制冷，制热方面有重要的作用。海水热泵技术的出现，不仅降低了制冷，制热成本，还提高了其设备效率。将海水源热泵技术用在港口发展中，不仅能节约资本，还能节约大量的淡水资源，以促进港口建设。
　　关键词：海水源热泵　港口发展　应用
　　中图分类号：U653　文献标识码：A　文章编号：1 672--3791(2012)01(b)-0002-01
　　海水源热泵技术作为一种新型的供热、制冷设备有着独特的优势，其不仅有节约成本、节省用地面积优势，还有环保节能优势，在港口发展中有重要作用。本文主要从海水源热泵概念及原理、海水源热泵特点、海水源热泵在港口中应用海水热量提取方式的选择、海水源热泵在港口中应用应该注意的问题、海水资源在港口发展中的有效利用等方面对海水源热泵在港口发展中的应用进行论述。
　　1　海水源热泵概念及原理
　　1.1　海水热源泵概念
　　海水热源泵技术主要是利用海水吸收太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理用少量的高位电能输入，进而实现地位热能向高位热能转变的技术。
　　1.2　海水热源泵原理
　　海水吸收了太阳辐射一部分能量以后会使水温保持在平稳的状态，在这种情况下，可以利用热源泵提取和储存海水中的热能，通过压缩机系统消耗少量的电能。冬季利用热源泵将海水中的低品位热能取出来，为建筑物供热。在夏季的时候，将建筑中的热能释放到海水中，使室内温度达处于平衡的状态。海水热源泵有着的独特优势，其源体是海水，但却不消耗海水，也不会污染海水。其热能效率高，每消耗一千瓦的电能就能获得三千瓦或四千瓦的热量或是冷凉，优于传统的能源利用方式。
　　2　海水源热泵特点
　　海水热源泵技术的热源是从海水中提炼出来YxJJZzD148apdu8CsOYoTkC+TTdWb0b52nUijpDvQf0=的，这种能源是可再生资源，对节能和环保的有重大意义，同时也是符合建筑能源使用原则的。海水热泵技术高效节能，运行成本相对较低。再加上冬季海水比其他环境空气的温度高，夏季比环境空气温度低，海水水量大等特点，能加快热泵蒸发速度，提高其能效，同时也能提高热泵系统效率；海水源热泵技术稳定性和可靠性比较高。海水的温度是比较稳定的，其波动的范围远小于空气。海水恒温这一特性，能使海水热源泵机组的运行更加稳定，同时也能保证系统的高效性和经济性。海水温度季节性不强，冬季室内温度较低的状况下，海水的温度却不是太低，可以提取海水中的热能，以保证系统可靠运行。
　　3　海水源热泵在港口中应用海水热量提取方式的选择
　　海水热量提取主要有三种方式，可以用直接敷设盘管理方式，这种管理方式是利用非金属管直接与海水进行交换热量的。盘管内有不冻液，可以从管外海水中取热，没有海水腐蚀问题。但是这种方式占地面积比较大，对地上建筑的影响较大，不利于杂质的处理，传热能力也比较差且效率低，造价高，不利于大型建筑，只适合小型的建筑；可以采取在相邻海域打水井的方式进行开采。这种方式是以海水回灌为基础进行的，可以在左岸进行取水。可以利用地层除去海水中相应的杂质，也可以通过底层升温，提高冬季海水的温度，降低夏季海水温度，以保证海水热源泵系统有效的运行。但是这种方式用水量有限制，对水文和地质的要求相对也比较高。因此，只适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换热器进行的。
　　4　海水源热泵在港口中应用应该注意的问题
　　4.1　对取水井井壁进行优化
　　海水取水是以水井的方式进行取水的，传统的水井井壁主要是由钢管构成的，这种工艺结构已经达到工艺成熟的地步，但是海水对钢管的腐蚀性比较强，影响水井的使用寿命。在使用的过程中，水井壁铁锈一旦进入取水系统中，会给水壁及钛板换热器等线管设备带来一定的影响，甚是会导致整个系统处于瘫痪状态。为了解决这一问题，相应的技术人员研究出布透水孔的水泥管，利用这种透水性好的水泥管作井壁，能有效的解决海水侵蚀井壁问题。
　　4.2　对取水水泵进行优化
　　一般的污水井采用的都是潜水泵，但是这种潜水泵在海水浸泡的环境下运行，常会出现腐蚀现象。就目前来看，我国国产的取水泵耐腐蚀性比较差，加之进口水泵价格昂贵，取水成本高，在取水的过程中，尽量不用潜水泵。如，大连港口区对新码头项目，其机房在地下室，井水位高于自吸泵的位置。在这种情况下，用自吸泵代替了潜水泵来取海水。这种方式不仅能降低工程造价，也能降低维修难度。
　　4.3　对海水除砂器进行优化
　　海水井在抽水时，常会有大量的砂石进入抽水系统中，这些砂石会使钛板换热器磨损、堵塞。要想保证海水源热泵系统更好的工作，就应该安装除砂器进行过滤。但是并不是多用的除砂器的都能应用在其中的，之前必须考虑海水腐蚀性问题。经过多年的研究，对除砂器进行了改进，在除砂器上安装了相应的反冲装置和过滤网，这样不仅减少了清洗的次数，同时也减少砂石的侵入。改进后的除砂器不仅延长了其使用寿命，也保护了钛板换热器。
　　5　海水资源在港口发展中的有效利用
　　由于冬季的地热资源是有限的，供热初期海水水温较高，而冬末的海水水温则较低。在这种情况下，就应该根据海水水温的状况进行相应的调整，要降低或逐步提升海水的流量，以保证浅层水温场的地热资源有效利用。可以采取海水截流回灌方法，来保护地热资源。在供暖的初始阶段，就应将十度以上的海水通过回灌的方式放入另一个水井中，在供暖的中后期，应将温度低于十度的海水会放到海水中，使地热资源得到合理利用；利用变频技术对海水泵进行控制，以保证地热资源的有效利用。海水水温高时，减少海水流量。海水水温低时，增加海水流量，以保证供热系统处于良好的状态。
　　6　结语
　　随着经济的发展，建筑耗能问题被越来越多的人所注意。节能环保已经成为时代的主体，港口建设也不例外。新的海水源热泵的出现，为港口建设能耗问题带来了新的解决方法。海水资源是一种可再生资源，不仅节能、环保，还能节约建筑资本，以保证港口建设顺利进