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【摘要】详细介绍了海水源热泵系统及冰蓄冷技术在威海净雅大酒店空调工程中的实际应用
【关键词】海水源热泵冰蓄冷节能
中图分类号：U262.23+1文献标识码： A 文章编号：
引言
我国的海岸线长达1.8万多千米，同时拥有很多不冻的良港，岛屿和半岛。巨大的海面时刻接受太阳的辐射热，海洋蕴含着巨大的可再生能源，而且海水水温恒定、比容较大、含盐量高不解冻等优势，使其非常适合作为水源热泵的低位热源。沿海地区的建筑采用海水源热泵系统，能够满足冬夏季的空调使用，并且做到节能环保的效果。
1.工程简介：
由于净雅大酒店为改扩建工程，并且采用先进技术以海水作为冷热源，以达到节能环保效果，故项目部在开工之前就针对此工程制定了详实的项目管理方法：
该工程为改扩建工程，施工过程存在边施工边拆除情况，故项目部专门设立二个安全员，一位负责巡查，另一位负责旁站危险施工区域并直接现场管理。项目部配合公司安全员分定期和不定期现场检查。项目部要求一有问题立即下发书面整改通知单，并定人定时整改，并由安全员亲自复检。项目部还多次组织现场管理人员和施工人员现场演习发生火灾、触电、机械伤害、高空坠落等安全事故如何急救，增强应急能力。
该工程采用高科技新能源，为此项目部专门成立技术优化小组，在施工前和过程中一直会同设计人员、建设单位专业工程师、监理人员优先考虑强化使用功能并配合装潢效果进行二次设计和二次优化，进行整体通盘考虑。
1.冷热源
威海净雅大酒店空调系统冷热源由设于地下一层的自备制冷机房提供。冷热源制备方式采用海水源三工况热泵机组加冰蓄冷装置。海水作为本工程热泵机组的冷却水和冬季供热的低温热源。冬季极端情况海水温度低于0℃时，切换为蒸汽—水换热器供热方式。蒸汽引自电厂蒸汽管网。蒸汽压力为0.80MPa.蒸汽凝结水就地回收后供生活热水。
2.海水源热泵工作原理
2.1制冷工况
夏季制冷时，海水作为排热源，制冷剂在蒸发器中吸热蒸发，制取7℃冷水送入房间使用。制冷剂再经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，进入冷凝器，由海水带走热量。
2.2制热工况
冬季制热时，海水作为吸热源，制冷剂在蒸发器中吸收海水的热量蒸发，海水回灌。制冷剂再经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，进入冷凝器加热系统循环水，制取45℃-50℃的热水，送入房间使用。（见图一：海水源制冷制热及换热站系统流程图）
图一：海水源制冷制热及换热站系统流程图
3.本工程特点
3.1直接海水系统
该项目制冷机房距离海边大概为50m，在距离海边25m的位置构建了一个圆形混凝土沉井，海水渗透至沉井内，通过海水泵，UPVC给水管将海水直接引入热泵机组，热泵机组采用山东富尔达空调设备公司生产的海水专用机组。海水的吸水口深度大概在7m，这样基本保证了海水温度的稳定，夏季在26℃，冬季在3.5℃，确保了系统运行的稳定性；通过建立圆形混凝土沉井，解决了海洋生物、泥沙淤积对系统的影响；采用UPVC给水管避免了海水对于管道的腐蚀破坏。
3.2单独热水系统
该机组为双蒸发器，双冷凝器机组。其中一个冷凝器单独用来制取生活热水。生活热水系统在夏天充当冷却水，冬天同系统水，达到了一机多用。
4.冰蓄冷系统
4.1冰蓄冷技术简述：
冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量，它代表着当今世界中央空调的发展方向。（图二：冰蓄冷状态系统流程图）
图二：冰蓄冷状态系统流程图
4.2优点
4.2.1.削峰填谷、平衡电力负荷。
4.2.2.改善发电机组效率、减少环境污染。
4.2.3减小机组装机容量、节省空调用户的电力花费。
4.2.4.改善制冷机组运行效率。
4.3该工程中工作模式：
供冷期原则上晚间23：00—7：00用电低谷时进行蓄冰运行；二次侧为融冰运行或融冰+机组供冷。
4.3.1双工况主机蓄冰模式（见图三）
相应电动阀开起到位、并起动相应的冷塔风扇后，于蓄冰工况，起动双工况冷水机组。双工况机组在蓄冰工况下机组满负荷运转；随着结冰厚度增加，主机的进出乙二醇温度逐渐下降，直至双工况主机的回水温度达到设定温度或到低谷段结束后停机。
此运行工况要特别注意防冻问题，要时刻监测板换的供回水温度（板换乙二醇侧进出温度传感器均须安装在电动阀和板换之间的管道上）。当乙二醇温度低于0℃后，强制起动二次侧负载泵，以彻底防冻。
图三：双工况主机蓄冰模式
4.3.2融冰供冷模式（见图四）
蓄冰筒在供冷时的，其流量是变流量系统。當蓄冰筒结满冰时，仅需要很少的流量就能达到设定出口温度；而在融冰末期，需要大流量才能达到。在单独融冰工况时，靠冰筒的直通和旁通阀门进行调节使板换二次侧的供水温度达到设定温度。
图四：融冰供冷模式
5.亟需解决的问题
该项目采用海水渗透至室外沉井作为取水源，海水受到潮汐的影响很大，潮汐平均每个12h25min出现一次高潮，在高潮之后6h12min出现一次低潮，潮汐引起的水位变化在2-3m左右。当海水退至低潮时，沉井内海水量因不能满足两台海水泵同时运行，采取的措施为：海水在涨潮时，运行两台海水泵制冷供热，使房间内的温度达到设计温度；退潮时运行单台海水泵，基本满足工程需求。在以后工程中，应采用更为科学的方法保证海水量。
6.结束语
该项目自2009年7月调试完毕并投入正常运行使用，经过2009年夏季及冬季运行监测，机组运行效果基本良好。
海水源热泵系统冬季可以代替蒸汽或者锅炉为建筑供热，夏季可以代替制冷机组和冷却塔为建筑制冷，同时该系统还可以提供生活热水，从而实现海水源热泵的一机多用。海水源热泵系统仅用少量电能实现采暖、制冷、不燃气、不燃煤、无污染物排放，环保效益显著，达到节能的目的。
冰蓄冷系统通过削峰填谷，降低城市电网用电高峰期的压力，同时降低了自身的运行费用。
海水源热泵技术及冰蓄冷技术在该工程中完美结合，并在实际生活中的应用，为开发利用海水源热泵技术提供了理论和实践样板，也为节能减排起到推动作用。
作者简介：
万兆坤：毕业于西安科技大学，工程师；
钟波：毕业于长安大学，工程师；
【关键词】海水源热泵冰蓄冷节能
中图分类号：U262.23+1文献标识码： A 文章编号：
引言
我国的海岸线长达1.8万多千米，同时拥有很多不冻的良港，岛屿和半岛。巨大的海面时刻接受太阳的辐射热，海洋蕴含着巨大的可再生能源，而且海水水温恒定、比容较大、含盐量高不解冻等优势，使其非常适合作为水源热泵的低位热源。沿海地区的建筑采用海水源热泵系统，能够满足冬夏季的空调使用，并且做到节能环保的效果。
1.工程简介：
由于净雅大酒店为改扩建工程，并且采用先进技术以海水作为冷热源，以达到节能环保效果，故项目部在开工之前就针对此工程制定了详实的项目管理方法：
该工程为改扩建工程，施工过程存在边施工边拆除情况，故项目部专门设立二个安全员，一位负责巡查，另一位负责旁站危险施工区域并直接现场管理。项目部配合公司安全员分定期和不定期现场检查。项目部要求一有问题立即下发书面整改通知单，并定人定时整改，并由安全员亲自复检。项目部还多次组织现场管理人员和施工人员现场演习发生火灾、触电、机械伤害、高空坠落等安全事故如何急救，增强应急能力。
该工程采用高科技新能源，为此项目部专门成立技术优化小组，在施工前和过程中一直会同设计人员、建设单位专业工程师、监理人员优先考虑强化使用功能并配合装潢效果进行二次设计和二次优化，进行整体通盘考虑。
1.冷热源
威海净雅大酒店空调系统冷热源由设于地下一层的自备制冷机房提供。冷热源制备方式采用海水源三工况热泵机组加冰蓄冷装置。海水作为本工程热泵机组的冷却水和冬季供热的低温热源。冬季极端情况海水温度低于0℃时，切换为蒸汽—水换热器供热方式。蒸汽引自电厂蒸汽管网。蒸汽压力为0.80MPa.蒸汽凝结水就地回收后供生活热水。
2.海水源热泵工作原理
2.1制冷工况
夏季制冷时，海水作为排热源，制冷剂在蒸发器中吸热蒸发，制取7℃冷水送入房间使用。制冷剂再经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，进入冷凝器，由海水带走热量。
2.2制热工况
冬季制热时，海水作为吸热源，制冷剂在蒸发器中吸收海水的热量蒸发，海水回灌。制冷剂再经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，进入冷凝器加热系统循环水，制取45℃-50℃的热水，送入房间使用。（见图一：海水源制冷制热及换热站系统流程图）
图一：海水源制冷制热及换热站系统流程图
3.本工程特点
3.1直接海水系统
该项目制冷机房距离海边大概为50m，在距离海边25m的位置构建了一个圆形混凝土沉井，海水渗透至沉井内，通过海水泵，UPVC给水管将海水直接引入热泵机组，热泵机组采用山东富尔达空调设备公司生产的海水专用机组。海水的吸水口深度大概在7m，这样基本保证了海水温度的稳定，夏季在26℃，冬季在3.5℃，确保了系统运行的稳定性；通过建立圆形混凝土沉井，解决了海洋生物、泥沙淤积对系统的影响；采用UPVC给水管避免了海水对于管道的腐蚀破坏。
3.2单独热水系统
该机组为双蒸发器，双冷凝器机组。其中一个冷凝器单独用来制取生活热水。生活热水系统在夏天充当冷却水，冬天同系统水，达到了一机多用。
4.冰蓄冷系统
4.1冰蓄冷技术简述：
冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量，它代表着当今世界中央空调的发展方向。（图二：冰蓄冷状态系统流程图）
图二：冰蓄冷状态系统流程图
4.2优点
4.2.1.削峰填谷、平衡电力负荷。
4.2.2.改善发电机组效率、减少环境污染。
4.2.3减小机组装机容量、节省空调用户的电力花费。
4.2.4.改善制冷机组运行效率。
4.3该工程中工作模式：
供冷期原则上晚间23：00—7：00用电低谷时进行蓄冰运行；二次侧为融冰运行或融冰+机组供冷。
4.3.1双工况主机蓄冰模式（见图三）
相应电动阀开起到位、并起动相应的冷塔风扇后，于蓄冰工况，起动双工况冷水机组。双工况机组在蓄冰工况下机组满负荷运转；随着结冰厚度增加，主机的进出乙二醇温度逐渐下降，直至双工况主机的回水温度达到设定温度或到低谷段结束后停机。
此运行工况要特别注意防冻问题，要时刻监测板换的供回水温度（板换乙二醇侧进出温度传感器均须安装在电动阀和板换之间的管道上）。当乙二醇温度低于0℃后，强制起动二次侧负载泵，以彻底防冻。
图三：双工况主机蓄冰模式
4.3.2融冰供冷模式（见图四）
蓄冰筒在供冷时的，其流量是变流量系统。當蓄冰筒结满冰时，仅需要很少的流量就能达到设定出口温度；而在融冰末期，需要大流量才能达到。在单独融冰工况时，靠冰筒的直通和旁通阀门进行调节使板换二次侧的供水温度达到设定温度。
图四：融冰供冷模式
5.亟需解决的问题
该项目采用海水渗透至室外沉井作为取水源，海水受到潮汐的影响很大，潮汐平均每个12h25min出现一次高潮，在高潮之后6h12min出现一次低潮，潮汐引起的水位变化在2-3m左右。当海水退至低潮时，沉井内海水量因不能满足两台海水泵同时运行，采取的措施为：海水在涨潮时，运行两台海水泵制冷供热，使房间内的温度达到设计温度；退潮时运行单台海水泵，基本满足工程需求。在以后工程中，应采用更为科学的方法保证海水量。
6.结束语
该项目自2009年7月调试完毕并投入正常运行使用，经过2009年夏季及冬季运行监测，机组运行效果基本良好。
海水源热泵系统冬季可以代替蒸汽或者锅炉为建筑供热，夏季可以代替制冷机组和冷却塔为建筑制冷，同时该系统还可以提供生活热水，从而实现海水源热泵的一机多用。海水源热泵系统仅用少量电能实现采暖、制冷、不燃气、不燃煤、无污染物排放，环保效益显著，达到节能的目的。
冰蓄冷系统通过削峰填谷，降低城市电网用电高峰期的压力，同时降低了自身的运行费用。
海水源热泵技术及冰蓄冷技术在该工程中完美结合，并在实际生活中的应用，为开发利用海水源热泵技术提供了理论和实践样板，也为节能减排起到推动作用。
作者简介：
万兆坤：毕业于西安科技大学，工程师；
钟波：毕业于长安大学，工程师；