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海水热泵杂记(二)
海水不断地从各个方面吸收热量(主要是太阳辐射),同时又以各种形式散发自己的热量(主要是蒸发),这种热量的收支情况就叫海洋的热量平衡。
中国近海海水的温度状况,除取决于热量平衡的分布与变化外,受气象条件、海流、地形等影响也较大。渤海和黄海北部易受大陆气候的影响,水温的季节变化最大;黄海南部和东海的水温与海流、水团的分布关系密切;南海的水温状况显示出若干热带深海的特征——终年高温,地区差异和季节变化都小。</FONT><FONT
根据中国近海水温分布的特点,可把水温归结为冬季型、夏季型和过渡型 3种类型。冬季型出现在11月至翌年3月,为全年水温最低季节。此时表面水温高于气温,陆上气温低于海上气温,故沿岸水温低,外海水温高。表面水温自北向南逐渐递增。等温线密集,水平梯度大,等温线分布大致与海岸平行,高温水舌与水流方向一致。夏季型于6~8月出现,这时太阳辐射增强,使中国近海表层水温普遍升高,成为一年中水温最高的季节。因气温高于水温,沿岸水温高于外海,所以水温分布比较均匀,水平梯度小,等温线分布规律性差,南北温差小(图2)。过渡型发生在4~5月和9~10月季节交替时期,其中春季为增温期,秋季为降温期。过渡型的主要特点是温度状况复杂多变且不稳定,规律性差。
1.水温的水平分布
渤海辽东湾冬季表层水温为 1℃左右,渤海南部为0℃左右,渤海中央水温约2℃,温度自中央向四周递减,东部高、西部低,沿岸浅水区并有冰冻出现。表层以下各层水温分布趋势基本相同。夏季渤海沿岸浅水区及表层水温增温很快,使辽东湾、渤海湾及莱州湾都成为高温区,水温达26~28℃,而渤海中央成为相对的低温区,水温为24~26℃。低温中心在辽东半岛西南及渤海海峡北部,中心值低于24℃。在黄河口附近,黄泛水的高温水舌向渤海中央伸展。跃层以下的水温分布与表层不同,被深层冷水所控制,冷中心出现在辽东湾中部和渤海中央,水温为18℃左右。
黄海冬季各层水温分布都较规则,沿岸低,外海高,黄海中央为一高温水舌由南向北伸展。黄海北岸表层水温— 1~2℃,东岸2~6℃,西岸3~5℃,中央为5~12℃。黄海夏季表层水温升至26~28℃,但在成山角和朝鲜半岛西南部附近,各自出现一个低温区,中心温度低于24℃,这可能由于深层冷水上升的缘故。跃层以下至海底,基本上被黄海冷水团盘踞,使各层水温分布趋势一致,呈现出四周高中央低的低温特性(图3)。整个黄海深处存在几个冷中心:北黄海一个,南黄海东、西侧各一个。前者位置比较稳定,年际变化小,中心值在6℃以下;后者位置各年不一,既有经向摆动,又有纬向移动,中心值低于7℃。
东海冬季表层水温以等温线密集和冷、暖水舌清晰为其主要特征。浙、闽沿岸仅 6~14℃;台湾暖流区水舌伸向西北,直冲杭州湾附近;黑潮区水温最高,达19~23℃,等温线分布与流向一致;对马暖流区水温14~19℃,暖水舌伸向朝鲜海峡;黄海暖流区水温12~16℃,暖水舌指向西北伸入南黄海。与此同时,来自黄海西部的冷水舌南下伸向东南,插入东海北部的中央,与暖水构成明显的锋面,成为东海表层水温水平梯度最大的区域。夏季沿岸水温升至27~28℃;除长江口附近有一弱而极薄的暖水向东北方向伸出外,东海表层水温均在27~29℃,分布极为均匀。但在个别地区出现上升流,形成低温区。如舟山群岛附近,8月表层水温为23~25℃,比周围海域低2~3℃。台湾海峡地区冬季等温线密集,呈东北—西南向分布西部表层水温14~16℃,东部为17~23℃;夏季表层水温达27~28℃。
台湾以东海域终年受黑潮控制,四季高温,冬季表层水温
南海北部浅水区和北部湾,水温易受陆地及气象条件的影响。冬季水温较低,一般在
16~22℃,等温线分布大致与海岸平行,温度由岸向外海递增,到南海中部表层水温达25~26℃。由于受东北季风漂流的影响,南海表层水温的分布并非与纬度平行,而与海岸有一交角,呈东北—西南向。南部距赤道较近,表层水温仍达27℃左右。南海夏季表层水温均达28~29℃,但因西南季风的作用,导致越南中部、南部以及中国海南岛东岸等出现深层冷水涌升现象,造成夏季的低温区,温度分别为25℃和23℃。
中国近海水温的垂直分布受气象因子的影响很大,冬季主要受变性极地大陆气团的控制,海面经常遭到强劲的偏北风吹刮,海面失热,表层水温冷却密度增大,产生上下水层的对流混合。在混合所及的深度内,水温的垂直分布趋于均匀一致。冬季愈严寒,海面失热愈大,垂直对流过程就愈强,其混合所及深度也愈大。因此,使浅海区的水温自海面到海底呈均一状态,具体时间是,渤海自<FONT
lang=EN-US>10月至翌年3月,黄海为11月至翌年4月,东海陆架浅水区为12月至翌年4月,南海北部浅水区为12月至翌年3月。东海、南海深水区也可形成75~150米的均匀层。均匀层形成和持续时间是随海区而异的,北部海域出现早,持续时间长;南部海域出现晚,而持续时间短。</FONT></FONT><FONT
冬季过后,太阳辐射增强,天气变暖,表层水温逐渐升高;加上风力引起的海水混合往往不能到达下层,均匀一致状态渐渐消失,开始出现微弱的温度垂直梯度(跃层)。随着时间的推移,跃层逐渐增强,至 7、8月间温跃层达最强。在跃层的上面,风的混合形成高温的上均匀层;跃层之下,因受跃层的屏障作用,太阳辐射不易往下传递,海水仍保留着冬季的低温特征。这种现象尤以黄海最为显著。深层冷水与跃层之上的暖水形成显明的对照,其温差可达15~20℃之多,人们常把这一深层冷水叫黄海冷水团。夏季黄海的水温垂直分布分为三层:上层为高温暖水,深层为低温冷水,中间为跃层(图3)。跃层的深度主要取决于风的强度,跃层强度主要由前一年冬季的降温以及当年夏季的增温程度而定。若去冬严寒,今夏又很炎热,则会出现很强的温跃层。渤海跃层位于水下5~15米处,黄海位于10~25米处,东海位于20~100米处,南海位于20~150米处。
随着秋季的到来,海面开始降温,密度增大,又出现对流混合,使跃层强度减弱,上均匀层厚度增大,跃层厚度下沉,跃层遭到破坏。至 12月或1月,50米以内海域的跃层几乎完全消失,又恢复到冬季型的垂直均一状态。 在东海和南海的深水区,因海流及混合较强,夏季上均匀层可达50米左右,冬季可达100~150米。在此深度以下,水温的垂直分布几乎终年不变。在近岸岛屿众多和地形复杂的海域,如渤海海峡、成山角、舟山群岛以及朝鲜半岛西南端等,潮混合强,水温的垂直梯度终年很小,夏季也难以形成强跃层。另外,夏季骤然的大风天气,也会使浅水区水温在短时间内重新分布。强劲的大风往往产生强烈的垂直涡动混合,使高温的上层水温迅速降低,下层水温升高,造成上下水层温度几乎趋于均匀一致。
水温除有显著的地区差异外,还有明显的日变化、季节变化和多年变化。影响中国近海水温日变化的因子主要有太阳辐射、天气条件以及内波等。
一般说来,在晴天风平浪静之时,表层水温的日变化与气温的日变化趋势一致。日最高水温出现在午后
13~15时,日最低水温发生在日出前的4~6时。水温极值出现的时间比气温要落后2个小时左右。但在多数情况下并非都是这样。例如天气突然变化时,气温变化较大,但这种短时间的气温突然变化,并不能使保守性较大的水温也发生较大的变化,使水、气温的日变化趋势难以趋于一致;相反,偶然的天气变化如大风引起的垂直涡动,还会破坏水温正常的日变化规律。
通常,沿岸浅水区水温的日变化较大(有的达 3~4℃),海区中央及深水区的水温日变化较小。表层的水温日变化大,深层日变化小,各层水温日变化的幅度随深度的增加而减小。以海区而言,渤、黄海的水温日变化较大,东海次之,台湾以东海域及南海水温日变化最小。增温的春季和降温的秋季是表层水温日变化最大的季节,而日变化最小发生在冬季和夏季。深层水温的日变化最大、最小值出现的时间,将落后于表层。某些温跃层强的海区如黄、渤海和东海西部,夏季受内波及潮流影响,使跃层附近水温的日较差增大。内波可使跃层作上下周期性运动,造成某一固定水层具有很大的日变化,甚至超过表层水温的日变幅,有时5米层水温的日变化竟达8℃之多。这种内波引起的日变化只限于中层。
海水温度的年变化主要取决于太阳辐射、气象要素的年变化以及海流或水团的影响。依其影响因素,中国近海水温年变化可归纳为两类。第一类为太阳辐射和海面—大气间热交换引起的年变化,具有与气温变化相对应的一年周期,水温年变曲线规则,接近正弦曲线,但降温期比增温期短,海面冷却比升温要快。第二类是太阳辐射—平流引起的年变化,它是在第一类的基础上叠加了不同水系(水团)的消长,使正常的水温年变化遭到破坏,水温年变曲线显得不规则,表层以下水温年变化出现两个或两个以上的高峰和低谷。
据资料分析得知,中国近海水温年变化以 8~9月最高,1~3月最低。最高值出现以表层最早,表层以下最高值出现时间随深度增加而推迟,底层最晚。表、底层最高温度出现的时间可相差1~4个月。与最高水温出现的时间不同,最低水温出现的时间从表到底基本上是同时的,相差仅1个月左右(图4)。这是因冬季对流混合向下传递热量较快的缘故。
渤海表层水温以 8月最高,约28℃;1~2月水温最低,约-1~2℃。3~6月增温最快,增温率平均每月4~5℃;10~12月降温最快,降温率平均每月5~6℃。
黄海表层水温与浅水区的水温年变化与渤海相似,但南黄海深水区的中、下层因受黄海冷水团影响,破坏了正常的水温季节变化规律,出现两峰两谷现象。以中层为例,最低值在 3月上、中旬,约7~10℃;4~6月逐渐升高,至7月达次高,约14~18℃;7月以后因冷水团侵入势力最强,水温又下降,到9~10月水温最高,约18~23℃;10月后又转入降温时期,水温急剧下降。
东海水温年变化的地区差异较大。以表层为例,黑潮区最高水温出现在 7月下旬至8月中旬(29~29.7℃),最低水温发生在2月中、下旬(21~23℃)。对马暖流区水温以8月中旬最高(28~29℃),比黑潮区推迟半个多月;最低水温出现在2月中旬至3月中旬(14~20℃)。黄海冷水南伸海域,8月上、中旬水温最高(25~26℃),3月上、中旬最低(9~12℃)。台湾暖流区于8月中旬至9月中旬水温最高(27~29℃),3月中旬最低(14~18℃)。由于降温率与增温率不等,水温年变曲线也就不对称。这种不对称性在黑潮区最小,愈往北不对称现象也愈强。
南海北部和南部的水温年变化有较大的差异,前者仍以年周期为主,最高水温出现在 8月(约29℃),最低值发生在2月(约21℃)。9月至翌年1月为降温期,降温率为每月1~2℃;2~6月为增温期,增温率为每月0.5~3.0℃。后者距赤道较近,水温年变化具有半年周期的特点。一年中有两峰两谷。最低水温仍出现在2月(约27℃),最高水温出现在4~5月(约29℃)和11月(28.5℃)。显然,水温的这种半年周期与太阳辐射量有关。
海水热泵杂记(三)
从海水温度来看,冬天和夏天即使使用浅层海水,也比土壤热泵的工作条件要好。冬季:取水温度 1C;夏季:取水温度25C,回水温度的确定根据经济性来确定板换的选型。 用于海水的板式换热器可以用Alfalaval的钛材料的换热器。
以下是Alfa Laval的介绍
“Alfa Laval’s new MX25M plate heat exchanger features what could well become a new industry standard for titanium plates with a total area that is greater than one square metre: the 0.45 mm-thick plate. New to marine applications this plate not only is 0.05 mm thinner and just as strong as the standard 0.5 mm plate, but delivers optimal thermal performance, too. This 10 percent reduction in titanium thickness is an important step to being able to offer affordable products.
Thinner plates and more compact plate heat exchangers are as much the future of plate heat exchanger technology as they are of the past. In 1955, Alfa Laval introduced the P2 stainless steel plate with a thickness of 0.8 mm and a maximum test pressure of 21 bar. When Alfa Laval introduced the 0.5 mm plate in 1990, other manufacturers said plates that thin could not be manufactured but in the end followed Alfa Laval’s lead. Today, 0.5 mm plates are the standard. By reducing titanium plate thickness to 0.45 mm, Alfa Laval simply continues a long tradition of continuous innovation to deliver highly efficient heat transfer with reliable and competitively priced products.
“Alfa Laval anticipates that the new MX25M plate heat exchanger will provide the platform for the 0.45 mm titanium plate to gain wide acceptance by the marine industry,” says Peter Carlberg, general manager, Alfa Laval Marine & Diesel. ”We introduced the 0.45 mm titanium plate in 2002 for marine applications; more than 11,000 of these plates have been sold. These plates—typically anywhere from 150 to 400 plates per heat exchanger—have already been delivering optimal performance on several vessels. The 0.45 mm titanium plate in our MX25M, which is designed for central cooling applications on board ships, promises to deliver that same optimal performance.”
Solid performance. The 0.45 mm titanium plate handles pressure shocks and vibrations with ease and meets the requirements for marine installations, attaining a test pressure of 12 bar. The titanium quality of the plate is better than or equal to ASME SB-265 Grade 1 or DIN 17860 W.no.3.7025.
Advanced technology. Alfa Laval relies on extensive research and development, taking into account design pressure, compatibility with media and both process and operational conditions. The 0.45 mm titanium plates are a result of superior pressing technology. Completely uniform plates are cold formed in a single step using a 40,000-ton hydraulic press. This enables Alfa Laval to offer superior performance and reliability than any other plate heat exchanger manufacturer and at an affordable price.”
换热方式还可以考虑壳管式、现在还有用塑料管的换热器;具体选型要从经济性来考虑,如何优化呢?谁有这方面的经验,请指教一下!
建议课题:海水热泵系统
建议课题 :海水热泵系
背景:海水热泵在北欧沿海国家已有一定程度的应用,目前中国青岛已有一应用实例,大连市正在与清华同方合作应用海水热泵。海水能源几乎是取之不尽,对于节能及环保有很大的价值, 但是由于应用的还不广泛,面临很多技术上、运行上的挑战,尚需大量的研发工作,从长远上来看,应该是一项符合时代的技术。Topenergy 精英汇萃,有多专业人才的优势,能把这个项目推向一个新的高度,愿大家共同努力。
希望有兴趣的人士加入,初步计划将随后贴出。
愿意加入者,请跟贴:介绍自己的专业领域;能工作的时间(每周); 对课题的建议等。
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2001年学术年会《暖通空调设备》专题讨论综合
2001年学术年会《暖通空调设备》专题讨论综合
涉及本专题组的可以分为4个专题,即风冷热泵和水源热泵,户用空调和家庭采暖,传统空调设备的性能改进和区域供冷供热。
一、 风冷热泵和水源热泵
风冷热泵是当前应用较多的一种空调冷热源,由于可以节省传统水冷机组空调系统中的冷却塔和冷却水系统;不设专门的机房等优点而受到广大设计人员和业主的重视,应用风冷热泵的工程越来越多。但风冷热泵在冬季制热时的性能和效果,如何应用于中国不同的气象区域,如何改进除霜技术和整机配置而少受影响,少影响冬季供热的效果……这些是我们当前所关心的研究课题,其中以黄虎博士后所研究的自调整模糊除霜理论、风侧换热器的设计等等是这一阶段研究成果的代表。作为南京市下达的重点研究软课题——“空气源热泵在南京的应用”一文中提出,尽管南京市地处冬冷夏热、高湿度的地区,年除霜时间在1500h左右,理论上这对南京地区热泵应用有不利的一面,但经调查,实际应用方面发展很快,而且大多数工程的热泵空调系统,还是能基本满足所需的制冷供热要求的,冬季大多数日子也不需要采用辅助加热。这说明了风冷热泵在南京地区完全可以作为空调冷热源之一来应用。对广大设计人员和业主的设计和应用消除了疑虑,增强了信心。当然,风冷热泵在南京的应用中,存在的问题也不少,其中有设计上不尽合理(包括方案、主机选择、布置位置、水泵配置以及水系统配管)、风冷热泵本身的质量和售后服务不佳;安装质量不高、运行管理不妥、业主决策的随意性等。这完全需要进一步的改进和提高。文章在详尽地例举各典型工程的运行情况和运行参数后初步结论为:
1、风冷热泵在南京可以作为空调冷热源之一来推广应用。
2、按夏季负荷来选择热泵,能满足冬季负荷的要求,不必设置辅助加热器。
3、热泵空调系统全年能耗低于水冷机组+锅炉的空调系统,但要作仔细的技术经济比较。
4、对于露天安装的场合,应保证良好通风;对于主机和水泵应采取降噪隔声措施。
小组会上,论文作者东南大学杜垲教授介绍了有关采用人工神经网络这种新型信号、信息处理系统的理论,设计建立了BP(BackPropagation Networks)反向传播神经网络模型,收集了南京地区风冷热泵诸多设计实例的基础上,综合考虑影响热泵选型、位置及台数的种种因素,为不同层次的用户提供了方便快捷的选型决策,解决了传统设计决策方法中计算繁琐、客观性不强的缺点,是为神经网络技术应用到暖通设计决策中开一个“先河”。
作为地源热源的应用,本专题组内仅有一篇文章,即“使用热泵的地热水供热系统”。文章指出,我国四川、华北、松辽、江苏北部都有丰富的地热水资源,但目前多数是直接利用、直接排放;有的甚至降温后再使用,造成地下水资源和地热能量的大量浪费(仅利用了开采水量的34%,开采的地热热量的18%),并且破坏了环境。为之,最佳的利用方式是将所开采的地热水分级利用和在水温降低后用热泵来提取热量再利用的做法。同时为了保护地热水(地下水也是如此)资源,必须采用回灌。为之,作者提出了地热水和热泵联合供热的方案,并提出了高峰负荷热源——热泵的供热量的计算公式、相对热负荷系数以及供暖负荷变化与所需地热水开采水量的调节曲线。文章最后指出,根据当地气象资料和所建立的几个热力计算基本公式,可以建立供暖热负荷、热水供应热负荷和热泵供热量的年变化曲线图,并由此得到各种技术经济指标计算所必要的数据,算出采用热泵作为高峰负荷以及地热水供热新系统每年可以节省的有机燃料数量及消耗的电能。同时能算出采用地热水回灌后每年节省的水量和热量。并例举了一个54000人的居民区,使用该供热系统,一年可节省26000t标煤,节省650万元,而投资回收期小于3年。
二、 户用空调和家庭采暖
随着我国改革、开放的深入发展,经过20多年不懈努力,我国人民摆脱了贫困,很多家庭在温饱的基础上,走上了小康,生活质量大大提高;居住条件明显改善。人们对于家庭室内环境的要求,除了要求有足够的空间和充足的阳光外,还要求达到“冬暖夏凉”,也开始讲究起室内空气品质(IAQ)的好坏。追求舒适的、趋于大自然的环境,向往拥有绿色环保型和节能型的家用采暖、空调设施。目前,小型家庭采暖和空调设备,应运而生,市场上各种品牌,林林总总,目不暇接;以风冷热泵为室外主机的户用空调系统的生产厂家,从外资合资到国产,也不断增加,冲向市场。本届年会论文集中,有关的文章有“浅谈户用中央空调设计”、“房间空调器使用中的几个问题”、“美国某些别墅中央空调简介”、“多联机空调施工工艺探讨”、“地板辐射供冷可行性研究分析”等。目前可以实施的户用中央空调形式主要有下列四种:
1) 风冷热泵冷热水机组或风冷冷水机组+辅助电加热或小型燃气(油)锅炉+室内风机盘管。这是一种全水系统,从介质来看,是空气——氟利昂——冷热水——冷热风。
2) 风冷管道式分体空调机组。这是一种全风系统,室外主机通过管路将氟利昂送至室内的管道机中蒸发制冷或高压的热氟气在室内管道机中的冷凝,产生冷热风供室内用。这种系统也称之为“风冷管道分体式小型中央空调系统”。从介质看,是空气+氟利昂+空气。
3) VRV或超级多联机。利用变频变制冷剂流量的技术,一台室外风冷热泵主机,通过氟利昂管道,带上若干台室内机,通过制冷剂蒸发或冷凝来制备冷热风,达到室内各房间的降温或供热的要求,俗称“一拖多”。
4) 集中的冷却水系统(水环)加上每户的水源热泵机组的方式。在“浅谈户用中央空调设计”一文中,对上述三种方案的特点进行了分析,认为:方案一的空调系统结构紧凑、安装方便,与全空气系统比较占建筑空间较少,也易与建筑装修融为一体。各房间可独立控制、方便使用,便于节电。但无新风供应,风机盘管集水盘内容易滋生细菌,存在漏水可能。方案二可称为冷热风系统。该系统可以设立新风供应,保持室内空气清新,无漏水之忧,相对价格低。但各房间不能独立控制,调节房间送风量较困难,集中回风影响各房间的私密性,风管所占建筑空间较大。方案三具有方案一的优点,更易与装修融为一体。因其为制冷剂直接蒸发,能效比较高,冬季制热效果比热泵好,智能好、自动化程度高,各房间控制方便,也节能。但同样,没有新风供应,安装要求高,一次投资高。而第四种方案,仍需要有集中的冷却水系统,不是严格意义上的户用空调。对于户用空调设计上应注意的问题,作者提出下列几点作为参考:
1) 空调末端设备容量可适当放大,主要针对家庭用户开机后尽快达到空调效果的要求。
2) 室外主机容量可适当减小。这主要考虑了家庭各房间不可能同时使用的特点。
3) 冷凝水排放一定要处理好,严防漏水和二次结露水。
4) 燃气挂壁炉宜设置集中烟囱,以保护小区的环境。
5) 管道安装应严密,不得漏风漏水。要做好试压检漏工作。
6) 管道保温要做好。
特别应注意,不要因为户用空调系统小,投资低而不认真做好设计,尤其要与室内装修及水电工程配合好。设计、工程施工面对的是更为挑剔的个人用户,一定要严格设计,按图施工;把好质量关,否则后患无穷。
三、 传统空调设备的性能改进
主要讨论了“冷水大温差组合式空调机组的研制”一文。大温差是指非7/12℃工况(Δt=5℃)而是Δt=8~12℃的工况。由于Δt加大,水流量下降,水管直径减小,水泵容量减小,使初投资降低约5-10%;年平均运行费用下降30-50%。但对于冷水大温差系统,必须采用冷水大温差专用空调机组。可以采用增加表冷器排数、增加表冷器面积、降低冷水初温、改变表冷器管程数、改变表冷器肋片材质等方法来实施。但究竟何种方法更合适,要进行技术经济比较,关键是如何确定最佳的表冷器设计方案。根据研制的情况,可知:表冷器加大换热面积可以增大产冷量,比增加排数的效果更好。其中缩小表冷器翅片片距来增大换热面积,可以不加大机组的外形尺寸,但会增加表冷器的造价,增大空气阻力,清洗困难,容易脏堵。增加表冷器排数是为了补偿采用大温差后导致的冷量下降和出风温度升高。但 一般不宜超过8排,否则,换热效果增加不多而空气阻力增加很多,造价也会过分增大。降低表冷器进水温度,可以加大产冷量。但要综合考虑冷水机组压缩机吸气压力下降而使制冷量降低的不利因素。加大管程数,提高水流速,明显加大表冷器产冷量,应该尽量考虑。但如水速过高,也会使水侧阻力过大。另外由于表冷器结构限制,也只能在有限范围之内调整管程数。表冷器翅片涂亲水膜,促使冷凝水迅速流走,也会使产冷量加大。
四、 区域供冷、供热方案问题
随着我国实施“西气东输”工程,南京地区不久可以用上新疆的天然气。但如何有效地使用天然气这种能源,使其发挥重要的作用成为迫切需要大量研究的课题。其中利用天然气为能源的冷、热、电三联供空调系统的研究和应用也提上了议事日程。文章作者之一东南大学张小松教授首先提出了天然气是具有高热值的清洁能源,可以完全燃烧,不污染环境,按等热值价格比轻油还要低,比电更低。使用天然气,有一个问题是夏季用气量会大大低于冬季用气量。如何拓展夏季天然气的用气负荷成为平衡天然气输送的关键。这为天然气在制冷和低温领域的应用提供了机遇。燃气空调器比电气空调造价高30~70%,但燃气空调具备制冷、采暖、卫生热水供应三种功能,从增加的功能和减少占地来看,似乎也不贵。目前利用燃气制冷有几种途径:
1) 燃气热、电、冷三联供系统,即为CCHP(Combined Cooling Heating Power)系统。CCHP系统将燃气轮机与吸收式空调机相结合,先由燃气轮机发电,其尾气供给吸收式空调机,既可以产电又供热,同时还能制冷,可达到最佳能量使用和平衡。而且还可节能和保护环境。
2) 直燃式溴化锂吸收式冷温水机组。以天然气为能源,冬季供热、夏季制冷,也可提供卫生热水。
3) 以天然气为能源的内燃发动机驱动的制冷机组。
作者分析了上述的三种利用方式的“一次能源利用率”PER,对于燃气热、电、冷三联供装置PER=1.01;对于直燃型溴化锂吸收式冷热水机组PER=0.65~0.85;对于内燃式制冷机组PER=0.9~1.46,并认为从能源利用的角度去看,燃气热电冷三联供和内燃式制冷机组都有较高的“一次能源利用率。在世界能源紧张的今天,具有不可比拟的优势,因而应该得到大力的推广和使用。
小组讨论中,极大多数代表认为:
1、热泵技术发展极快,热泵应用也日益增多,风冷热泵应用的地域也在不断的扩大,从南到北都有应用。在江苏、在南京完全有理由和有条件应用空气源热泵和各种地源(水源)热泵。但对于会造成地下水、地热水资源破坏,回灌技术不高而污染环境的地下水、地热水热泵系统,必须要有关部门充分论证同意下,采用合理可靠的回灌技术,才能应用,不能滥用或“急功近利”,不顾子孙后代的破坏性开发应用。
2、对于空气源热泵,必须注意改进除霜技术和提高制热效果。有的代表指出,对于热泵的分类、名称、技术术语等,必须要在国家规范上有一个明确的、统一的、合理的规定,以改变目前概念不清、名称不一的混乱状况。
3、随着人民生活质量的不断提高,户用空调系统有着广阔的市场。但对于户用空调系统的性能、质量、噪声防治、防漏霉变以及设计方法上应加强研究,提高产品质量,降低造价,使之进入“寻常百姓家”,使工薪族消费得起,像每个家庭拥有彩电、冰箱那样,愿意用、用得起,用得放心。
4、江苏是经济大省,也是空调大省,从事空调的企业多,空调产品的品牌多,设计力量也不弱,应在空调新技术应用上(蓄能、各种热泵、变风量、变水量、低温空调,置换通风和空调,智能化,通风计算机模拟设计,电脑软件应用等等)创造出全国乃至国际上也著名的优秀空调工程实例来,创造出空调的名牌产品来。
5代表认为,节能和保护环境,仍是空调发展必须注意的关键问题,而由“舒适性空调”向“健康空调(绿色空调)”发展,改善室内空气品质,提高人民的生活质量,是我们全省暖通空调工作者的奋斗目标。
大连年底将尝试海水供暖 使用没污染的绿色能源
2005年04月26日00:55 辽沈晚报
该市正在筹划发展一种在海水中提取热能取暖的名为“大型海水供热泵技术”的城市供热项目
可以提供没有任何污染的“绿色能源”,其费用又远远低于用煤炭、石油等常规燃料,从享之不尽的海水中提取热能取暖——这项听起来匪夷所思的、被喻为“海水空调”的城市供热项目,将于今年底在大连变成现实。
从瑞典引进先进技术
昨日,记者从大连市建委有关部门获悉,该市正在筹划发展一项名为“大型海水供热泵技术”的城市供热项目。为此,不久前,大连有关部门负责人特地前往将这项广泛应用了20多年的瑞典等北欧国家进行考察,并与瑞典专家达成协议,为大连在东北率先引入这项技术。
瑞典专家介绍说,海水源热泵就是地温空调技术中的一种,是利用少量电能,从海水中提取热量和冷量,达到制热和制冷的目的。通过这个人工的“海水空调”,冬天,热泵为指定区域集中供热,夏天,大型热泵依靠类似的原理,又可完成以海水为能源的制冷降温。
大连市政府等有关部门认为,作为海滨城市的大连,完全具备与北欧国家相似的发展海水供热技术的条件。
海水源热泵系统运行简单
这项听起来如天方夜谭般的技术,被专家通俗地解释后显得并不复杂:整个海水源热泵系统包括取水设备、板式换热器、压缩机和输风管四个部分。首先,将海水抽出后,在其通过板式换热器后,将其中的热量提取出来,将海水中的热量置换到自来水中。然后,温度稍高的自来水再经过空气压缩机的压缩后,其温度最高能提高到七八十摄氏度,接着,这些热水再把空气加热,最后空气经过城市原有的供热系统输送到户,达到中央空调制式的制热效果。这就完成了原先需要用煤作为燃料才能完成的供热过程。
青岛已成功尝试“海水供暖”
此外,记者还了解到,大型海水供热泵技术在大连尝试使用之前,其实已经在青岛发电厂有了我国第一个成功的先例——去年11月底,经过为期两个月的施工,我国第一个海水源热泵项目在青岛发电厂建成使用。该厂总面积达1871平方米的职工食堂,成为了我国第一个供热不需要煤炭、油料,只使用海水提供采暖的建筑。
根据青岛方面的成功经验,海水源热泵技术只提取海水中的热能,热泵压缩机运转只使用相当于普通空调运转所需电能的1/4,整个供热过程不会对空气、水源造成任何污染,可以说是一种真正的绿色能源。
同时,使用海水源取暖和制冷不需煤炭、油料,大大降低了成本。此外,冬天取暖、夏天降温都可使用地温空调技术,平时还可以通过热泵空调技术随时获得热水,称得上是一举三得。
年底在大连试点并逐步推广
有关专家介绍说,青岛、大连等城市因地下水资源极为匮乏,而海水资源却极大丰富,因此海水源热泵技术更适合推广使用。
目前,大连市将专门成立领导小组,大力推广这一“功在当代,利在千秋”的项目。大连某集团已经与瑞典公司组成联合体,通过技术引进和合作生产,为国内实现大型海水热泵系统设计制造做好了准备。
目前,大连有关部门正在进一步对该项目进行论证。据透露,年内,大连将有两个试点热泵项目动工,其中包括一个大型项目。
[ Last edited by lc_shi on 2005-5-27 at 08:43 AM ]
2005-5-27 08:36 AM
#53
水源热泵成为攻克冷暖新技术
/2005-05-20
水源热泵是以水温作为换热源而设计和配置的一种热泵冷暖装置,不管是利用海水还是其他任何水源,都是一样的,只要是能达到正常循环时不结冰即可正常制热供暖或制冷降温,都能实现高节能(只要采用新技术而不失误);至于热泵机组使用的水源的问题是另一回事,或说只设备或系统配置的不同而已,不同水源的选用与热泵冷暖技术的本身无关,水源的选择和利用问题不属于热泵技术范畴。
利用热泵能达到供热采暖的技术虽然已具有几十年的历史,国外的利用比国内早的多,或可直接说中国的热泵是从国外搬来的,如此的发展是国外的永远是最先进的,这也可能是许多国内用户的传统观念,因此历史以来的制冷空调技术和设备只有国外的或进口的品牌才更有市场用户选择,这也可能不会再成为永久的发展规律。
热泵冷暖是一种高节能的新技术,新技术是在不断发展和完善的,只有继续创新和发展才能更先进、更完善。传统的热泵空调技术已不能完全代替最新的热泵冷暖新技术,在全球化人类社会突变和发展的当今,“历史久”的老产品已不能完全代表热泵新技术和新成果;
如果将热泵冷暖新技术与不同水源(海水或地下
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