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专家称海水热泵空调在我国应用前景广阔
 
慧聪网   2005年12月6日9时29分   信息来源:新华网    

    加快可再生能源开发利用是我国实现可持续发展的重大举措,而海洋作为容量巨大的可再生能源尚未得到充分的开发。大连理工大学土木水利学院副教授端木琳日前提出,我国应大力推广海水空调技术,以缓解日趋紧张的能源压力。

    海水空调是指利用少量电能,从海水中提取热量和冷量,从而达到制热和制冷的目的。其工作原理是:在夏季将建筑物中的热量转移到海水中,由于海水温度低,所以可以高效地带走热量;而在冬季,则通过热泵的运行,提取海水中的热量供给建筑物使用。通常海水源空调消耗1千瓦的能量,用户可以得到3至4千瓦以上的热量或冷量。 

    据介绍,海水源空调技术节能、环保,是一种真正的绿色能源。同时,使用海水源取暖和制冷不需要消耗煤炭和燃油,大大减少了不可再生能源的使用量。另外,与建设中央空调相比,建设海水源空调也可节省大量建筑空间。 

    此外,我国有11万多公里的海岸线,有众多的岛屿和半岛,这项技术将大大缓解沿海地区的空调用电压力。同时海水空调可节约大量的淡水资源,这一点对于淡水匮乏的我国而言意义重大。 

    我国利用海水空调优势明显 

    端木琳表示,我国在开发海水空调方面具有很多得天独厚的有利条件:

一是自然条件的优势。海水温度是海水空调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2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。 

    二是我国在海水利用方面具备了一定的技术和理论基础。近20年来,我国北方地区和沿海城市由于水资源短缺,在海水直接利用方面有了长足发展。据不完全统计,我国海水作为工业冷却水的年用量为150亿立方米,在沿海热电厂、化工厂得到规模化的应用。 

    三是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。 

    此外,我国一些热泵生产厂家和国外厂家达成合作协议,可以在国内组装大型热泵,同类型的产品比直接进口要便宜很多,这也有利于海水空调技术在我国的推广。 

    四是我国在区域供冷和供热设计与运行方面也有研究。区域供热我国已有比较成熟的经验,近几年来在机组的优化配置、管线优化设计等多方面进行了较深入的探讨。但是区域供冷在我国还是一个新课题,规模化应用的实例不多。

    海水空调技术推广还需解决两大问题 

    端木琳表示,我国推广海水空调技术还需解决一些基础性和技术性的问题。 

    一是海水基础资料缺乏。我国目前建立的海水资料数据库主要针对海洋渔业和气候研究所构建的,不能满足海水空调系统的设计需要,特别是缺乏近海域不同深度的水温资料。基础资料缺乏会影响到整个海水空调系统的设计形式和前期的经济性分析的准确性,不能为项目的决策提供准确的依据。 

    二是缺乏海洋热污染方面的研究。海水空调在应用过程中会有大量的冷量和热量排入海中,由于海浪、沿岸流和取、泄放系统会造成海水扰动,对特定的区域海水温度场分布产生影响进而可能对系统正常运行和海水的生态环境造成影响。目前这部分内容还没有形成量化的标准。 

    三是海水热泵供热的系统形式和规模。海水空调系统区域供热、供冷面积,在不同使用规模和负荷变化特点时系统应具有不同的设计形式和机组优化配置,这是直接关系到系统的初投资和运行能耗的重要参数,这些方面还需要进一步研究。

    多项措施推广海水空调 

    针对以上问题,端木琳表示,推广海水空调还应从事以下工作: 

    一是建立针对海水空调设计用的海水资料数据库。以黄、渤海沿岸主要城市附近海域为研究背景,对现有的数据进行整理分类,不足的进行实测,建立沿海城市海水空调系统设计所需要的数据库。研究参数包括近海岸海域的海水温度、盐度等物性参数以及其他评价生态环境的指标。 

    二是开展海水热扩散输移问题的研究。对排放一定热(冷)量的热扩散输移问题进行分析,确定扩散范围及程度,并分析造成这种扩散的主要影响因素,进而指导今后海水空调系统的设计,减少对海洋生态环境的影响。 

    三是大型热泵机组的研究与开发。目前我国水源热泵技术方兴未艾,但是满足海水相对较低的温度条件的大型热泵机组还没有,因此在引进国外大型热泵的基础上,首先实现主要部件国内组装,在此基础上,吸收消化其先进技术,完成大型热泵设备国产化开发。 

端木琳也不无忧虑地表示,海水空调技术与传统的燃煤供热方案对比,单纯从经济分析的角度来看此项技术并不占优势,初投资要高,运行费用节省也不明显,投资很难回收。根据对大连市一个128万平方米的建筑区域所做的初步测算,海水空调与传统方式相比可节能40%,但初投资比传统系统高25%以上,运行费用与传统系统基本持平。如果国家在电价、贷款利率等方面给予一定的优惠政策,如执行民用电价,则追加投资的回收年限为8年——10年左右,基本接近国家制定的相关行业的投资回收年标准。

    由此端木琳指出,我国应建立能源与环境两者结合起来的分析框架,从能源合理利用、减排温室气体技术对策以及国家经济发展角度等综合方面进行评价,这种分析可以为国家制定相关扶持政策提供依据,对于海水空调技术的推广也非常重要。

 
作者:王莹 
 
 
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