海水源热泵为养殖池加热Word版

青岛科创新能源科技有限公司
海水源热泵供热系统简介
海水养殖目前在渔业领域中占据着很大的一部分，对于海水养殖的收获成果，水温的控制占据着十分重要的位置，适宜物种生存的温度会增加养殖户的收入。

针对水温过低会致使海产品生长缓慢甚至死亡的现象，需要对养殖池中的水温进行控制。

目前水产养殖冬季加温或保温的传统措施主要有：电热棒加热，锅炉加热（燃油、煤、柴等）、搭建塑料大棚保温等。

这些传统的加热方式不但效率低，而且会造成环境污染以及浪费，并且运行成本也比较高。

而近几年随着热泵技术的快速发展，利用水源热泵技术采暖空调变得普及起来，因此实施应用海水源热泵供热系统为养殖池供热提供了新的途径。

在水产养殖的应用中，海水源热泵系统并不是直接给养殖用水加热。

而是利用热泵技术从海水中提取低温热量供热，实现海水热能资源化。

通过热泵的运转，以消耗25%左右的电能，从该温度的海水中提取75%的热量，可得到100%的供热量，进而加热系统内部的末端水的温度，变热后的末端水，经过铺设在养殖池中的换热器用热传递的原理使养殖水体慢慢升温，从而达到保持水温的目的。

海水源热泵供热系统属于当前国家重点鼓励和扶持的海洋新能源和高效节能减排、环保领域。

项目背景及公司简介
海水源热泵技术的开发为利用可再生能源提供了强有力的手段，从而满足了节约能源和环境保护的要求。

由于海水的质量热容大，传热性能好，因此沿海地区拥有大量海水的地方，海水是理想的冷热源，而且与传统的加热方式相比，设计安装良好的海水源热泵具有明显的优势。

但由于海水源热泵系统属于新兴产业，虽然从事本行业的相关企业众多，但这些企业又大多没有自主知识产权和工程技术经验，造成大量海水源热泵供热工程项目出现一系列问题，包括运行效果不好、运行成本过高、不节能、甚至以失败告终等。

而科创公司的技术团队是我国较早从事海水源热泵系统研究与应用的研发队伍，有一批教授、研究员、博士等组成的高层次研究团队，具有丰富的研究开发和工程实施经验（其中，西德博士1名，省部级突贡专家1名），同时联合哈尔滨工业大学、青岛大学、哈尔滨机械研究所等，具备高能力、高水平的人员背景和产学研支撑条件。

先后开发了近50项相关专利技术与设备，并进行了投产转化，建设了我国大型热泵供热系统示范工程50余项，累计建筑面积达千万平方米以上，承担了十二五科技支撑、科技惠民等大量的国家、省部级科研项目，并获得了省部级技术发明一等奖、专利奖等。

公司还承担建设了山东省低值能源供热工程技术研究中心、青岛市热泵供热工程技术研究中心以及青岛市余热利用与热泵专家工作站等平台的建设。

工作原理
相对其他热泵系统而言，海水水质条件极其恶劣，利用过程中又
是开式循环，腐蚀、生物藻类堵塞、污垢、水温低等是关键技术难题，而如何实现低能耗运行则直接影响到系统的运行效果、运行维护、投资、运行费等相关问题。

为应对海水的水质条件和低温冻结问题，目前的系统多采用间接式系统。

先将海水的热量传递给清洁水，再由清洁水进入热泵机组，清洁水在海水换热器和热泵机组之间形成封闭循环，起中介热量传递作用，我们将其称之为“中介循环”，而海水自身循环称之为“海水循环”，末端系统循环水在热泵机组与末端散热设备之间循环则称之为“末端循环”。

为此，海水源热泵系统宏观上由三个子循环系统构成，即海水循环、中介循环和末端循环，热泵机组的内部还有一个热泵工质（例如氟利昂）循环，即热泵机组的工作过程，宏观上不显现。

系统的主要设备包括海水泵、海水换热器、中介泵、热泵机组、末端泵。

系统的工作过程如下：
（1）首先，6℃左右的海水经海水泵提升，在无堵塞高效换热技术条件下进入海水换热器进行换热，将一定温差范围内（4℃左右）的温差热量传递给清洁水，再以2℃左右排放至下游水源处，实现海水循环。

（2）然后，4℃左右的清洁水经中介泵输送，在配置合理有效状态下进入热泵机组进行释热，将从海水那里获取的热量传递给热泵机组，再以1℃左右再次进入海水换热器进行吸热，形成封闭循环，即中介循环。

（3）最后，42℃左右的末端系统水经末端泵输送，同样在配置合理有效状态下进入热泵机组进行换热，将热泵机组从低温那里转化来的高温热量吸收，再以47℃左右进入末端散热设备将热量释放给养殖池，实现末端循环。

其中的技术关键是海水的高效换热循环，以及各子循环的有效匹配，实现系统的低能耗运行，达到真正节能环保的目的。

项目创新点
现有海水源热泵系统的换热技术都采用钛、镍及铜合金等价格高昂的材质，且加工难度大，不仅使得系统投资过高，还降低了系统的可靠性，严重制约了海水源热泵技术的推广应用。

青岛奥帆赛和黄岛的两个海水源热泵系统项目，就存在明显的高投资（250元/㎡以上）和运行效果一般两个普遍现象，在技术上严重制约了项目的推广应用。

本公司针对海水源热泵供热存在的一系列问题通过科技攻关，目前已很好的解决了海水源热泵供热中存在的这些问题，能够保证系统高效、稳定、低成本的运行，本公司技术的主要创新点为：
1、本公司开发采用塑料管换热技术与装置、疏导式换热技术与设备、除垢强化换工艺等关键技术与设备，在实现了海水的防腐、防生物、防垢等关键技术条件下，保证了系统的高效、可靠运行；
2、经济方面：实现将初投资控制在与其他热泵系统相近甚至更低的状态，由通常的按供热建筑面积200元/㎡以上，降低到120元/㎡以内；
3、节能方面：首次提出将海水源热泵系统的输送能耗控制在25%以内的设计技术要求，保证海水源热泵系统40%以上的节能潜力；
4、技术保障：针对海水源低温工况，提出采用大压缩比或设置调峰措施的海水源热泵系统，保障寒冷天时的供热效果。

例如一种塑料管换热系统：
图 3
一种海水源热泵系统
经济及社会效益
在经济效益方面，由于该系统效率的提高和避免了矿物能源（煤、燃气、油等）的直接使用。

使用该系统的初投资和运行费用较原有供热方式均有较大幅度的降低。

本系统的使用不会造成废渣和废气对环境造成的污染，间接地也减少了二氧化碳、二氧化硫及粉尘等污染物的排放，对改善环境质量，减少环境治理的投资也会起到一定的作用。

海水源热泵较其它供热方式的节能减排幅度
在青岛地区使用海水源热泵系统为养殖池加热，按加热面积100万平方米计算，每年能实现的节能减排效益如下：
（1）年可节省原煤11000吨，折合标煤8000吨；
（2）年减排温室气体二氧化碳20400吨；
（3）减排二氧化硫66吨、氮氧化物58吨；
（4）减排粉尘280吨、灰渣估计1320吨（该项与燃烧过程、尾气处理等有关）。

在社会效益方面：本项目属于海洋新能源高效利用，符合目前政府所提出的节能降耗的战略要求，也符合《山东半岛蓝色经济区发展规划》确定的产业发展重点领域，具有较好的产业化开发潜力和市场前景，对促进我省海洋产业转型升级、跨越发展，具有十分重要的意义。

项目产品对环境没有任何影响，充分利用可再生清洁能源，为养
殖池供热，开辟了海水养殖业节能减排应用方面的新途径，对减少环境污染，促进经济社会可持续发展具有很大的意义。