專利名稱：一種海水源熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用熱泵技術(shù)提取海水中的冷熱量的系統(tǒng)，屬于能源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
采用熱泵技術(shù)提取低品位的、可再生的清潔能源中的冷熱量為建筑物供熱與空 調(diào)，是建筑節(jié)能減排的有效途徑之一。這些冷熱源包括海水、地下水、土壤、城市污水等等， 它們的溫度冬季介于O 20°C之間，將其作為熱泵的冷熱源進行利用時，熱泵系統(tǒng)的一次 能源(煤、石油、天然氣)利用效率可達133%甚至更高，節(jié)能幅度可在45%以上。但在利 用這些冷熱能源時，除只能因地制宜地加以利用以外，還由于它們自身的特點，需要解決一 些關(guān)鍵問題。海水源熱泵系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是防腐、防藻、防生物、防垢以及控制水泵的輸送能 耗。防腐問題尤其難以解決，在采用特殊防腐材質(zhì)時不僅有可靠性問題，而且造價很高，不 能達到推廣應(yīng)用的目的，例如海軍銅、鎳白銅、鈦合金、特種不銹鋼等等。防藻、防生物也難 以解決，通常使得系統(tǒng)工藝流程復(fù)雜，維護工作量大，維護成本高?，F(xiàn)在探討應(yīng)用的方式方法主要有三種一、利用防海水的熱泵機組，其蒸發(fā)器或冷凝器用防腐材質(zhì)制作，海水直接進入熱 泵機組，可在海邊打井取水。該方式主要解決海水的腐蝕問題，其缺點是可靠性差，無法保 證機組在無腐蝕情況下運行15年以上，一旦出現(xiàn)沖刷腐蝕或清洗維護破壞等，機組可能報 廢，另外還需防生物等措施，初投資也較高。二、利用鈦板換熱器先進行換熱，將海水冷熱量先傳遞給干凈水，再由干凈水進入 普通熱泵機組，可直接抽取海水。該方式主要保護了熱泵機組，將問題集中在鈦板換熱器 上，其主要問題是鈦板換熱器的堵塞清洗問題，另外系統(tǒng)效率低，輸送能耗高，初投資更高， 達不到推廣應(yīng)用的目的。三、利用塑料盤管換熱，將塑料管以螺旋形盤管等方式浸入海面下，管內(nèi)流動干凈 水與海水換熱，干凈水再進入普通熱泵機組。該方式利用塑料管換熱，解決了防腐、防藻、防 生物、防垢問題，但將塑料管以盤管的形式集中沉浸在海邊，其缺點為(1)管與管之間過 于緊密，換熱效率低；(2)管環(huán)繞量大，管內(nèi)流動阻力大；(3)影響海域；(4)只能為幾千平 方米的建筑物供熱，應(yīng)用規(guī)模小。中國專利“ CN1442658A”公開了“ 一種可利用海水源的熱泵機組”、中國專利 “CN101158523A”公開了 “海水地能熱泵系統(tǒng)及提取海水地能的方法”等都屬于第一種或第
二種方式。中國專利“CN201081572Y”公開了“換熱器及換熱器總成”、中國專利 “CN201014844Y”公開了 “海水源熱泵空調(diào)裝置”等屬于第三種方式。還有一些專利文獻和公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文，都涉及到了海水冷熱源的應(yīng)用問題， 但都未有效或很好地解決防腐、防藻、防生物、防垢、控制水泵的輸送能耗以及大規(guī)模推廣 應(yīng)用等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種海水源熱泵系統(tǒng)，它可以有效地解決防腐、防藻、防生 物、防垢以及控制水泵的輸送能耗等問題，同時向深海提取遠距離海水冷熱量，以實現(xiàn)海水 源熱泵系統(tǒng)的大規(guī)模推廣應(yīng)用。本發(fā)明提出的海水源熱泵系統(tǒng)，它由熱泵機組、介質(zhì)循環(huán)水泵、介質(zhì)供水管線、介 質(zhì)回水管線和長直塑料管換熱裝置組成，介質(zhì)供水管線與熱泵機組和長直塑料管換熱裝置 的分水管相連，介質(zhì)回水管線與熱泵機組和長直塑料管換熱裝置的集水管相連，介質(zhì)循環(huán) 水泵連接在介質(zhì)回水管線上，所述長直塑料管換熱裝置由分水管、集水管、長直工程導(dǎo)熱塑 料管、加重物組成，長直工程導(dǎo)熱塑料管沿深海方向遠距離長直往返鋪設(shè)，并沉于海底，其 一端與分水管相連，另一端與集水管相連，加重物分散設(shè)置在塑料管上，長直工程導(dǎo)熱塑料 管的長度為50 600m。運行工作原理為介質(zhì)為干凈水或含防凍液的水溶液在介質(zhì)循環(huán)水泵的作用下進 入長直鋪設(shè)于海底的換熱塑料管束內(nèi)，在管內(nèi)往返流動過程中吸收遠距離海水冷熱量，再 通過介質(zhì)供、回水管線將冷熱量傳遞給熱泵機組，熱泵機組再通過內(nèi)部的蒸發(fā)器與冷凝器 進行冷熱量傳遞與轉(zhuǎn)換，蒸發(fā)器吸收低位熱量，冷凝器釋放較高位熱量。本發(fā)明與“CN201081572Y”和“CN201014844Y”及其類似的技術(shù)的區(qū)別是(1)結(jié)構(gòu)特征不同。本發(fā)明是將塑料管沿深海方向長直往返鋪設(shè)并沉于海底， CN201081572Y是將單根塑料管集中起來呈螺旋狀等方式鋪設(shè)，而CN201014844Y則是將塑 料管埋于海邊沙底下，并呈蛇狀鋪設(shè)。CN201081572Y的分、集水管都在海水里，施工難度大、 接口易出故障、維護難度大，本發(fā)明的分、集水管接口可均不在海水里，海水里可無接頭。(2)實現(xiàn)功能不同。盡管都是提取海水的冷熱量，但本發(fā)明可沿深海方向提取遠 距離海水熱能，而CN201081572Y和CN201014844Y相對只能提取近距離的海水熱能；本發(fā)明 需要的海域面積較小，工程可大規(guī)模實施，而CN201081572Y和CN201014844Y只能小規(guī)模實 施；本發(fā)明的塑料管束都沉于海底，不影響海域，而CN201081572Y—旦實施，其所處海域受 嚴重影響。(3)實現(xiàn)效果不同。本發(fā)明管間距相對稀疏，管外換熱系數(shù)大，不僅提高了傳熱效 率，還由于呈長直狀態(tài)，減小了管內(nèi)流動阻力，可減小水泵能耗；本發(fā)明的塑料管束長直沉 于海底，是分散布置，避免了 CN201081572Y單根塑料管集中設(shè)置從而引起管外局部溫降， 本發(fā)明可提高管內(nèi)介質(zhì)的溫度2度以上，有效地提高了熱泵機組的運行效率。本發(fā)明具有如下特點及其有益效果一、利用塑料管形成管束換熱，避免了海水源的防腐、防藻、防生物、防垢等關(guān)鍵問 題，還提高了系統(tǒng)的可靠性，并最大限度地降低了系統(tǒng)的初投資；二、將塑料管束長直往返鋪設(shè)，可向深海提取遠距離海水冷熱量，可實現(xiàn)沿深海方 向大范圍提取海水低位熱能；三、塑料管束長直往返鋪設(shè)后，管間距相對稀疏，管外換熱系數(shù)大，不僅提高了傳 熱效率，還由于呈長直狀態(tài)，減小了管內(nèi)流動阻力，可減小水泵能耗；四、塑料管束長直往返鋪設(shè)沉于海底，海底海水溫度相對于海水表面溫度冬暖夏 涼，提高了熱泵系統(tǒng)的效率，另外，沉于海底后也盡可能不影響海域美觀和船舶流通；
五、利用塑料管束長直往返鋪設(shè)，由于可沿深海方向提取遠距離海水冷熱量，單位 建筑物需要的海域面積較小，工程可大規(guī)模實施。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意2是具體實施方式
二的結(jié)構(gòu)示意3是具體實施方式
三的結(jié)構(gòu)示意圖實施方式具體實施方式
一(參見圖1)，本實施方式由熱泵機組1、介質(zhì)循環(huán)水泵2、介質(zhì)供水 管線3-1、介質(zhì)回水管線3-2和長直塑料管換熱裝置4組成，介質(zhì)供水管線3-1與熱泵機組 1和長直塑料管換熱裝置4的分水管4-1相連，介質(zhì)回水管線3-2與熱泵機組1和長直塑料 管換熱裝置4的集水管4-2相連，介質(zhì)循環(huán)水泵2連接在介質(zhì)回水管線3-2上，所述長直塑 料管換熱裝置4由分水管4-1、集水管4-2、長直工程導(dǎo)熱塑料管4-3、加重物4-4組成，長直 工程導(dǎo)熱塑料管4-3沿深海方向遠距離長直往返鋪設(shè)，并沉于海底，其一端與分水管4-1相 連，另一端與集水管4-2相連，加重物4-4分散設(shè)置在塑料管上，長直工程導(dǎo)熱塑料管的長 度為50 600m。
具體實施方式
二(參見圖2)，本實施方式的長直塑料管換熱裝置4中的數(shù)根長直 工程導(dǎo)熱塑料管4-3在水平方向并排往返鋪設(shè)，形成管排單位管束4-5，管排單位管束4-5 再與分水管4-1和集水管4-2連接，多個分水管4-1和集水管4-2將多個管排單位管束4_5 并聯(lián)起來，加重物4-4分散設(shè)置在管排單位管束4-5上，其它組成與連接關(guān)系同具體實施方式
一。
具體實施方式
三(參見圖3)，本實施方式的長直塑料管換熱裝置4中的數(shù)根長直 工程導(dǎo)熱塑料管4-3捆扎在加重物4-4上，形成長龍單位管束4-6，長龍單位管束4-6再與 分水管4-1和集水管4-2連接，多個分水管4-1和集水管4-2將多個長龍單位管束4_6并 聯(lián)起來，其它組成和連接關(guān)系同具體實施方式
一。
具體實施方式
四，本實施方式的長直工程導(dǎo)熱塑料管的直徑為16mm或20mm或 25mm或32mm，其它組成和連接關(guān)系同具體實施方式
一。
具體實施方式
五，本實施方式的長直工程導(dǎo)熱塑料管的長度為100 400m，其它 組成和連接關(guān)系同具體實施方式
一。
具體實施方式
六，本實施方式的長直工程導(dǎo)熱塑料管的長度為200 300m，其它 組成和連接關(guān)系同具體實施方式
五。
具體實施方式
七，本實施方式與具體實施方式
三不同的是長龍單位管束4-6由1 根管或2根管或3根管組成，其它組成和連接關(guān)系同具體實施方式
三。
具體實施方式
八，本實施方式的加重物4-4呈柱狀，其它組成和連接關(guān)系同具體 實施方式一。
權(quán)利要求
一種海水源熱泵系統(tǒng)，它由熱泵機組1、介質(zhì)循環(huán)水泵2、介質(zhì)供水管線3 1、介質(zhì)回水管線3 2和長直塑料管換熱裝置4組成，介質(zhì)供水管線3 1與熱泵機組1和長直塑料管換熱裝置4的分水管4 1相連，介質(zhì)回水管線3 2與熱泵機組1和長直塑料管換熱裝胃4的集水管4 2相連，介質(zhì)循環(huán)水泵2連接在介質(zhì)回水管線3 2上，其特征在于所述長直塑料管換熱裝置4由分水管4 1、集水管4 2、長直工程導(dǎo)熱塑料管4 3、柱狀加重物4 4組成，長直工程導(dǎo)熱塑料管4 3沿深海方向遠距離長直鋪設(shè)，并沉于海底，其一端與分水管4 1相連，另一端與集水管4 2相連，柱狀加重物4 4分散設(shè)置在塑料管束上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于長直塑料管換熱裝置4中的數(shù) 根長直工程導(dǎo)熱塑料管4-3在水平方向并排往返鋪設(shè)，形成管排單位管束4-5，管排單位管 束4-5再與分水管4-1和集水管4-2連接，多個分水管4-1和集水管4_2將多個管排單位 管束4-5并聯(lián)起來，加重物4-4分散設(shè)置在管排單位管束4-5上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的海水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于長直塑料管換熱裝置4 中的數(shù)根長直工程導(dǎo)熱塑料管4-3捆扎在加重物4-4上，形成長龍單位管束4-6，長龍單位 管束4-6再與分水管4-1和集水管4-2連接，多個分水管4-1和集水管4_2將多個長龍單 位管束4-6并聯(lián)起來。
4.根掘權(quán)利要求1所述的海水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于長直工程導(dǎo)熱塑料管的直徑為 16mm 或 20mm 或 25mm 或 32mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于長直工程導(dǎo)熱塑料管的長度為 100 400m。
6.根掘權(quán)利要求5所述的海水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于長直工程導(dǎo)熱塑料管的長度為 200 300m。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于長龍單位管束4-6由1根管或 2根管或3根管組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于加重物4-4呈柱狀。
全文摘要
一種海水源熱泵系統(tǒng)，它涉及一種用熱泵技術(shù)提取海水中的冷熱量的系統(tǒng)，屬于能源技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是有效地解決海水源的防腐、防藻、防生物、防垢以及控制水泵的輸送能耗等問題。本發(fā)明它由熱泵機組、介質(zhì)循環(huán)水泵、介質(zhì)供水管線、介質(zhì)回水管線和長直塑料管換熱裝置等組成，長直塑料管換熱裝置采用工程導(dǎo)熱塑料管沿深海方向遠距離長直往返鋪設(shè)，并沉于海底，介質(zhì)在管內(nèi)往返流動過程中吸收遠距離海水冷熱量，熱泵機組再從介質(zhì)中提取冷熱量。該系統(tǒng)可向深海提取遠距離海水冷熱量，適用于海水源熱泵系統(tǒng)。
文檔編號F25B30/06GK101936622SQ20101027008
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者吳榮華, 遲芳 申請人:青島科創(chuàng)新能源科技有限公司