海水源熱泵為養(yǎng)殖池加熱

1、青島科創(chuàng)新能源科技有限公司海水源熱泵供熱系統(tǒng)簡介海水養(yǎng)殖目前在漁業(yè)領(lǐng)域中占據(jù)著很大的一部分，對于海水養(yǎng)殖的收獲成果，水溫的控制占據(jù)著十分重要的位置，適宜物種生存的溫度會(huì)增加養(yǎng)殖戶的收入。針對水溫過低會(huì)致使海產(chǎn)品生長緩慢甚至死亡的現(xiàn)象，需要對養(yǎng)殖池中的水溫進(jìn)行控制。目前水產(chǎn)養(yǎng)殖冬季加溫或保溫的傳統(tǒng)措施主要有：電熱棒加熱，鍋爐加熱（燃油、煤、柴等）、搭建塑料大棚保溫等。這些傳統(tǒng)的加熱方式不但效率低，而且會(huì)造成環(huán)境污染以及浪費(fèi)，并且運(yùn)行成本也比較高。而近幾年隨著熱泵技術(shù)的快速發(fā)展，利用水源熱泵技術(shù)采暖空調(diào)變得普及起來，因此實(shí)施應(yīng)用海水源熱泵供熱系統(tǒng)為養(yǎng)殖池供熱提供了新的途徑。在水產(chǎn)養(yǎng)殖的應(yīng)用中，海水

2、源熱泵系統(tǒng)并不是直接給養(yǎng)殖用水加熱。而是利用熱泵技術(shù)從海水中提取低溫?zé)崃抗?，?shí)現(xiàn)海水熱能資源化。通過熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，以消耗25%左右的電能，從該溫度的海水中提取75%的熱量，可得到100%的供熱量，進(jìn)而加熱系統(tǒng)內(nèi)部的末端水的溫度，變熱后的末端水，經(jīng)過鋪設(shè)在養(yǎng)殖池中的換熱器用熱傳遞的原理使養(yǎng)殖水體慢慢升溫，從而達(dá)到保持水溫的目的。海水源熱泵供熱系統(tǒng)屬于當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)和扶持的海洋新能源和高效節(jié)能減排、環(huán)保領(lǐng)域。項(xiàng)目背景及公司簡介海水源熱泵技術(shù)的開發(fā)為利用可再生能源提供了強(qiáng)有力的手段，從而滿足了節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的要求。由于海水的質(zhì)量熱容大，傳熱性能好，因此沿海地區(qū)擁有大量海水的地方，海水是理想的冷

3、熱源，而且與傳統(tǒng)的加熱方式相比，設(shè)計(jì)安裝良好的海水源熱泵具有明顯的優(yōu)勢。但由于海水源熱泵系統(tǒng)屬于新興產(chǎn)業(yè)，雖然從事本行業(yè)的相關(guān)企業(yè)眾多，但這些企業(yè)又大多沒有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，造成大量海水源熱泵供熱工程項(xiàng)目出現(xiàn)一系列問題，包括運(yùn)行效果不好、運(yùn)行成本過高、不節(jié)能、甚至以失敗告終等。而科創(chuàng)公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)是我國較早從事海水源熱泵系統(tǒng)研究與應(yīng)用的研發(fā)隊(duì)伍，有一批教授、研究員、博士等組成的高層次研究團(tuán)隊(duì)，具有豐富的研究開發(fā)和工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)（其中，西德博士1名，省部級突貢專家1名），同時(shí)聯(lián)合哈爾濱工業(yè)大學(xué)、青島大學(xué)、哈爾濱機(jī)械研究所等，具備高能力、高水平的人員背景和產(chǎn)學(xué)研支撐條件。先后開發(fā)了近50項(xiàng)

4、相關(guān)專利技術(shù)與設(shè)備，并進(jìn)行了投產(chǎn)轉(zhuǎn)化，建設(shè)了我國大型熱泵供熱系統(tǒng)示范工程50余項(xiàng)，累計(jì)建筑面積達(dá)千萬平方米以上，承擔(dān)了十二五科技支撐、科技惠民等大量的國家、省部級科研項(xiàng)目，并獲得了省部級技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)、專利獎(jiǎng)等。公司還承擔(dān)建設(shè)了山東省低值能源供熱工程技術(shù)研究中心、青島市熱泵供熱工程技術(shù)研究中心以及青島市余熱利用與熱泵專家工作站等平臺(tái)的建設(shè)。工作原理相對其他熱泵系統(tǒng)而言，海水水質(zhì)條件極其惡劣，利用過程中又是開式循環(huán)，腐蝕、生物藻類堵塞、污垢、水溫低等是關(guān)鍵技術(shù)難題，而如何實(shí)現(xiàn)低能耗運(yùn)行則直接影響到系統(tǒng)的運(yùn)行效果、運(yùn)行維護(hù)、投資、運(yùn)行費(fèi)等相關(guān)問題。為應(yīng)對海水的水質(zhì)條件和低溫凍結(jié)問題，目前的系統(tǒng)多采

5、用間接式系統(tǒng)。先將海水的熱量傳遞給清潔水，再由清潔水進(jìn)入熱泵機(jī)組，清潔水在海水換熱器和熱泵機(jī)組之間形成封閉循環(huán)，起中介熱量傳遞作用，我們將其稱之為“中介循環(huán)”，而海水自身循環(huán)稱之為“海水循環(huán)”，末端系統(tǒng)循環(huán)水在熱泵機(jī)組與末端散熱設(shè)備之間循環(huán)則稱之為“末端循環(huán)”。為此，海水源熱泵系統(tǒng)宏觀上由三個(gè)子循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成，即海水循環(huán)、中介循環(huán)和末端循環(huán)，熱泵機(jī)組的內(nèi)部還有一個(gè)熱泵工質(zhì)（例如氟利昂）循環(huán)，即熱泵機(jī)組的工作過程，宏觀上不顯現(xiàn)。系統(tǒng)的主要設(shè)備包括海水泵、海水換熱器、中介泵、熱泵機(jī)組、末端泵。系統(tǒng)的工作過程如下：（1）首先，6左右的海水經(jīng)海水泵提升，在無堵塞高效換熱技術(shù)條件下進(jìn)入海水換熱器進(jìn)行換熱，

6、將一定溫差范圍內(nèi)（4左右）的溫差熱量傳遞給清潔水，再以2左右排放至下游水源處，實(shí)現(xiàn)海水循環(huán)。（2）然后，4左右的清潔水經(jīng)中介泵輸送，在配置合理有效狀態(tài)下進(jìn)入熱泵機(jī)組進(jìn)行釋熱，將從海水那里獲取的熱量傳遞給熱泵機(jī)組，再以1左右再次進(jìn)入海水換熱器進(jìn)行吸熱，形成封閉循環(huán)，即中介循環(huán)。（3）最后，42左右的末端系統(tǒng)水經(jīng)末端泵輸送，同樣在配置合理有效狀態(tài)下進(jìn)入熱泵機(jī)組進(jìn)行換熱，將熱泵機(jī)組從低溫那里轉(zhuǎn)化來的高溫?zé)崃课?，再?7左右進(jìn)入末端散熱設(shè)備將熱量釋放給養(yǎng)殖池，實(shí)現(xiàn)末端循環(huán)。其中的技術(shù)關(guān)鍵是海水的高效換熱循環(huán)，以及各子循環(huán)的有效匹配，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低能耗運(yùn)行，達(dá)到真正節(jié)能環(huán)保的目的。項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)現(xiàn)有海水源熱

7、泵系統(tǒng)的換熱技術(shù)都采用鈦、鎳及銅合金等價(jià)格高昂的材質(zhì)，且加工難度大，不僅使得系統(tǒng)投資過高，還降低了系統(tǒng)的可靠性，嚴(yán)重制約了海水源熱泵技術(shù)的推廣應(yīng)用。青島奧帆賽和黃島的兩個(gè)海水源熱泵系統(tǒng)項(xiàng)目，就存在明顯的高投資（250元/以上）和運(yùn)行效果一般兩個(gè)普遍現(xiàn)象，在技術(shù)上嚴(yán)重制約了項(xiàng)目的推廣應(yīng)用。本公司針對海水源熱泵供熱存在的一系列問題通過科技攻關(guān)，目前已很好的解決了海水源熱泵供熱中存在的這些問題，能夠保證系統(tǒng)高效、穩(wěn)定、低成本的運(yùn)行，本公司技術(shù)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)為：1、本公司開發(fā)采用塑料管換熱技術(shù)與裝置、疏導(dǎo)式換熱技術(shù)與設(shè)備、除垢強(qiáng)化換工藝等關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備，在實(shí)現(xiàn)了海水的防腐、防生物、防垢等關(guān)鍵技術(shù)條件下，

8、保證了系統(tǒng)的高效、可靠運(yùn)行；2、經(jīng)濟(jì)方面：實(shí)現(xiàn)將初投資控制在與其他熱泵系統(tǒng)相近甚至更低的狀態(tài)，由通常的按供熱建筑面積200元/以上，降低到120元/以內(nèi)；3、節(jié)能方面：首次提出將海水源熱泵系統(tǒng)的輸送能耗控制在25%以內(nèi)的設(shè)計(jì)技術(shù)要求，保證海水源熱泵系統(tǒng)40%以上的節(jié)能潛力；4、技術(shù)保障：針對海水源低溫工況，提出采用大壓縮比或設(shè)置調(diào)峰措施的海水源熱泵系統(tǒng)，保障寒冷天時(shí)的供熱效果。例如一種塑料管換熱系統(tǒng)：一種海水源熱泵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益在經(jīng)濟(jì)效益方面，由于該系統(tǒng)效率的提高和避免了礦物能源（煤、燃?xì)?、油等）的直接使用。使用該系統(tǒng)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用較原有供熱方式均有較大幅度的降低。本系統(tǒng)的使用不會(huì)造成

9、廢渣和廢氣對環(huán)境造成的污染，間接地也減少了二氧化碳、二氧化硫及粉塵等污染物的排放，對改善環(huán)境質(zhì)量，減少環(huán)境治理的投資也會(huì)起到一定的作用。海水源熱泵較其它供熱方式的節(jié)能減排幅度序號(hào)項(xiàng) 目海水源熱泵燃煤鍋爐燃油、燃?xì)?效 率33%×3.5=117%60%85%2節(jié) 能50%30%3減 排50%30%33%：火力發(fā)電效率，3.5：海水源熱泵系統(tǒng)綜合性能系數(shù)。在青島地區(qū)使用海水源熱泵系統(tǒng)為養(yǎng)殖池加熱，按加熱面積100萬平方米計(jì)算，每年能實(shí)現(xiàn)的節(jié)能減排效益如下：（1）年可節(jié)省原煤11000噸，折合標(biāo)煤8000噸；（2）年減排溫室氣體二氧化碳20400噸；（3）減排二氧化硫66噸、氮氧化物58噸；（4）減排粉塵280噸、灰渣估計(jì)1320噸（該項(xiàng)與燃燒過程、尾氣處理等有關(guān)）。在社會(huì)效益方面：本項(xiàng)目屬于海洋新能源高效利用，符合目前政府所提出的節(jié)能降耗的戰(zhàn)略要求，也符合山東半島藍(lán)色經(jīng)