[發明專利]一種海水熱泵冷熱源的應用方法

無效

• 申請號: 201010283764.8
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN101922825A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 吳榮華;遲芳
• 申請（專利權）人: 青島科創新能源科技有限公司
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用熱泵技術提取海水中的冷熱量為建筑物供熱與空調的方法，屬于能源技術領域。

背景技術

采用熱泵技術提取低品位的、可再生的清潔能源中的冷熱量為建筑物供熱與空調，是建筑節能減排的有效途徑之一。這些冷熱源包括：海水、地下水、土壤、城市污水等等，它們的溫度冬季介于0~20℃之間，將其作為熱泵的冷熱源進行利用時，熱泵系統的一次能源（煤、石油、天然氣）利用效率可達133%甚至更高，節能幅度可在45%以上。但在利用這些冷熱能源時，除只能因地制宜地加以利用以外，還由于它們自身的特點，需要解決一些關鍵問題。

海水熱泵冷熱源的關鍵問題是防腐、防藻、防生物、防垢以及控制水泵的輸送能耗。防腐問題尤其難以解決，在采用特殊防腐材質時不僅有可靠性問題，而且造價很高，不能達到推廣應用的目的，例如海軍銅、鎳白銅、鈦合金、特種不銹鋼等等。防藻、防生物也難以很好解決，通常還使得系統工藝流程復雜，維護量大，維護成本高。

現在探討應用的方式方法主要有三種：

一、利用防海水的熱泵機組，其蒸發器或冷凝器用防腐材質制作，海水直接進入熱泵機組，可在海邊打井取水。該方式主要解決海水的腐蝕問題，其缺點是可靠性差，無法保證機組在無腐蝕情況下運行15年以上，一旦出現沖刷腐蝕或清洗維護破壞等，機組可能報廢，另外還需防生物等措施，初投資也較高。

二、利用鈦板換熱器先進行換熱，將海水冷熱量先傳遞給干凈水，再由干凈水進入普通熱泵機組，可直接抽取海水。該方式主要保護了熱泵機組，將問題集中在鈦板換熱器上，其主要問題是鈦板換熱器的堵塞清洗問題，另外系統效率低，輸送能耗高，初投資更高，達不到推廣應用的目的。

三、利用塑料盤管換熱，將塑料管以螺旋形盤管等方式浸入海面下，管內流動干凈水與海水換熱，干凈水再進入普通熱泵機組。該方式利用塑料管換熱，解決了防腐、防藻、防生物、防垢問題，但將塑料管以盤管的形式集中沉浸在海邊，其缺點為：（1）管與管之間過于緊密，換熱效率低；（2）管環繞量大，管內流動阻力大；（3）影響海域；（4）只能為幾千平方米的建筑物小規模應用。

中國專利“CN1442658A”公開了“一種可利用海水源的熱泵機組”、中國專利“CN101158523A”?公開了“海水地能熱泵系統及提取海水地能的方法”等都屬于第一種或第二種方式。

中國專利“CN201081572Y”?公開了“換熱器及換熱器總成”、中國專利“CN201014844Y”?公開了“海水源熱泵空調裝置”等屬于第三種方式。

還有一些專利文獻和公開發表的學術論文，都涉及到了海水冷熱源的應用問題，但都未有效或很好地解決防腐、防藻、防生物、防垢、控制水泵的輸送能耗以及大規模推廣應用等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種海水熱泵冷熱源的應用方法，它可以有效地解決防腐、防藻、防生物、防垢以及控制水泵的輸送能耗等問題，同時向深海提取遠距離海水冷熱量，以實現海水熱泵冷熱源的大規模推廣應用。

本發明提出的海水熱泵冷熱源的應用方法，如圖1所示，它由如下步驟組成：（一）將多根塑料管沿深海方向往返長直鋪設，塑料管長度為50至600米，其中的數根塑料管以不同的形式形成單位管束，其進出水口通過分、集水管并聯起來，在單位管束上分散加設重物，將單位管束沉于海底，單位管束與單位管束再通過管路并聯起來，管內介質為干凈水或含防凍

液的水溶液，介質在管內往返流動過程中吸收海水冷熱量，再通過介質輸送管線將冷熱量傳遞給熱泵機組；（二）熱泵機組內部蒸發器與冷凝器的冷熱量傳遞與轉換，蒸發器吸收低位熱量，冷凝器釋放較高位熱量；（三）末端冷熱水進入熱泵機組的冷凝器或蒸發器，將蒸發器或冷凝器中的冷熱量帶走，并傳遞至末端散熱設備。

運行原理為：介質為干凈水或含防凍液的水溶液進入長直往返鋪設于海底的換熱塑料管內，在管內往返流動過程中吸收遠距離海水冷熱量，再通過輸送管線將冷熱量傳遞給熱泵機組，熱泵機組內部蒸發器與冷凝器的冷熱量傳遞與轉換，蒸發器吸收低位熱量，冷凝器釋放較高位熱量，末端冷熱水進入熱泵機組的冷凝器或蒸發器，將蒸發器或冷凝器中的冷熱量帶走，并傳遞至末端散熱設備。

本發明的應用方法具有如下特點及其有益效果：

一、利用塑料管形成管束換熱，避免了海水源的防腐、防藻、防生物、防垢等關鍵問題，還提高了系統的可靠性，并最大限度地降低了系統的初投資；

二、將塑料管束長直往返鋪設，可向深海提取遠距離海水冷熱量，可實現沿深海方向大范圍提取海水低位熱能；