海水源熱泵取水技術(shù)初探
劉宏昌1，2 張建利1胡平放2
摘要：鑒于海水水溫、水質(zhì)、海岸地質(zhì)及地勢(shì)，與其它地源熱泵系統(tǒng)相比，海水源熱泵具有其特殊性。其特殊性決定了海水源熱泵的關(guān)鍵技術(shù)為取水。闡述了海水的取水方式。分析了取水方式的適用條件及其優(yōu)缺點(diǎn)。以期推動(dòng)海水源熱泵工程項(xiàng)目的選址科學(xué)化和設(shè)計(jì)合理化發(fā)展。
關(guān)鍵詞：海水源熱泵；取水系統(tǒng)；環(huán)境影響
引言
海水源熱泵屬于地表水源熱泵，廣義上屬于地源熱泵。熱泵機(jī)組方面技術(shù)已是相對(duì)成熟[1]，海水源熱泵技術(shù)關(guān)鍵為：海水的取水問(wèn)題。海水的取水問(wèn)題包括取水方式和供水參數(shù)，其中水溫、水質(zhì)和水量直接影響海水源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行效果，并決定了整個(gè)熱泵系統(tǒng)的初投資及運(yùn)行和維修維護(hù)費(fèi)用。
1、 海水的特殊性
1.1 水溫
海面時(shí)刻接受太陽(yáng)輻射，并受大洋環(huán)流、氣候條件的影響，故近海海水水溫會(huì)因地、因時(shí)而異，同時(shí)海洋水溫在不同季節(jié)隨其深度不同而異。表1給出我國(guó)四大海區(qū)典型月份不同深度的海水溫度[2] [3]。
據(jù)研究，供熱運(yùn)行時(shí)，水溫低于15℃或供冷運(yùn)行時(shí)，水溫高于35℃都將使水源熱泵的初投資、運(yùn)行費(fèi)用大大提高，很難達(dá)到節(jié)能的目的[4]。由于建筑物冬季需較大負(fù)荷供暖，如果不提高海水溫度，則必須考慮增加機(jī)組輸出功率，從而造成投資增加。下文所述的海岸井取水模式有利于冬季海水溫度的提高。
1.2 海水含鹽高
海水中主要有氯化鈉、氯化鎂和少量的硫酸鈉、硫酸鈣，因此海水具有較強(qiáng)的腐蝕性和較高的硬度。與海水接觸的鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕要比淡水環(huán)境高，一般在0.01-0.17mm/a，局部可達(dá)0.4-0.5mm/a[4]。
1.3 海洋生物
海水中附著的生物極其豐富：有海藻、細(xì)菌、微生物等。它們?cè)谶m當(dāng)?shù)臈l件下大量繁殖，附著在取水構(gòu)筑物、管道和設(shè)備上，構(gòu)成對(duì)海水源熱泵安全可靠運(yùn)行的極大威脅。
1.4 潮汐和波浪
潮汐平均每隔12h25min出現(xiàn)一次高潮，在高潮之后6h12min出現(xiàn)一次低潮。潮汐引起的水位變化可在2-3m左右。海浪則是由于風(fēng)力引起，，巨浪具有很大的沖擊力和破壞力。海水取水構(gòu)筑物在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分注意到潮汐和海浪的影響。
1.5 泥沙淤積
海濱地區(qū)，潮汐運(yùn)行往往使泥砂移動(dòng)和淤積，在泥質(zhì)海灘地區(qū)，這種現(xiàn)象更明顯。因此，取水口應(yīng)避開(kāi)泥砂可能淤積的地方，最好設(shè)在巖石海岸、海灣或防波堤內(nèi)。
2、 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀
目前，海水源熱泵的應(yīng)用主要集中在中、北歐各地區(qū)，如瑞典、瑞士、丹麥、奧地利等國(guó)家，尤其是瑞典，在利用海水源熱泵集中供熱供冷方面已經(jīng)有先進(jìn)成熟的經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)雖然有不少不凍良港、島嶼和半島，但是海水源熱泵仍處于起步階段。國(guó)內(nèi)用于海水源熱泵系統(tǒng)地取水方式大部分是直接取海水。
附件：海水源熱泵取水技術(shù)初探
（責(zé)編：zy）
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