專(zhuān)利名稱(chēng)：一種海水源熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型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(T20°C之間，將其作為熱泵的冷熱源進(jìn)行利用時(shí)，熱泵系統(tǒng)的一次能 源(煤、石油、天然氣)利用效率可達(dá)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(shí)，除只能因地制宜地加以利用以外，還由于它們自身的特點(diǎn)，需要解決一些關(guān)鍵 問(wèn)題。海水源熱泵系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)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(wèn)題尤其難以解決，在采用特殊防腐材質(zhì)時(shí)不僅有可靠性問(wèn)題，而且造價(jià)很高，不 能達(dá)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(hù)工作量大，維護(hù)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(jī)組，其蒸發(fā)器或冷凝器用防腐材質(zhì)制作，海水直接進(jìn)入熱 泵機(jī)組，可在海邊打井取水。該方式主要解決海水的腐蝕問(wèn)題，其缺點(diǎn)是可靠性差，無(wú)法保 證機(jī)組在無(wú)腐蝕情況下運(yùn)行15年以上，一旦出現(xiàn)沖刷腐蝕或清洗維護(hù)破壞等，機(jī)組可能報(bào) 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(jìn)行換熱，將海水冷熱量先傳遞給干凈水，再由干凈水進(jìn)入 普通熱泵機(jī)組，可直接抽取海水。該方式主要保護(hù)了熱泵機(jī)組，將問(wèn)題集中在鈦板換熱器 上，其主要問(wèn)題是鈦板換熱器的堵塞清洗問(wèn)題，另外系統(tǒng)效率低，輸送能耗高，初投資更高， 達(dá)不到推廣應(yīng)用的目的。三、利用塑料盤(pán)管換熱，將塑料管以螺旋形盤(pán)管等方式浸入海面下，管內(nèi)流動(dòng)干凈 水與海水換熱，干凈水再進(jìn)入普通熱泵機(jī)組。該方式利用塑料管換熱，解決了防腐、防藻、防 生物、防垢問(wèn)題，但將塑料管以盤(pán)管的形式集中沉浸在海邊，其缺點(diǎn)為(1)管與管之間過(guò) 于緊密，換熱效率低；(2)管環(huán)繞量大，管內(nèi)流動(dòng)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(guó)專(zhuān)利“ CN1442658A”公開(kāi)了“ 一種可利用海水源的熱泵機(jī)組”、中國(guó)專(zhuān)利 “CN101158523A”公開(kāi)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(guó)專(zhuān)利“CN201081572Y”公開(kāi)了“換熱器及換熱器總成”、中國(guó)專(zhuān)利 “CN201014844Y”公開(kāi)了 “海水源熱泵空調(diào)裝置”等屬于第三種方式。還有一些專(zhuān)利文獻(xiàn)和公開(kāi)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(wèn)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(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型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(wèn)題，同時(shí)向深海提取遠(yuǎn)距離海水冷熱量，以實(shí)現(xiàn)海 水源熱泵系統(tǒng)的大規(guī)模推廣應(yīng)用。本實(shí)用新型提出的海水源熱泵系統(tǒng)，它由熱泵機(jī)組、介質(zhì)循環(huán)水泵、介質(zhì)供水管 線(xiàn)、介質(zhì)回水管線(xiàn)和長(zhǎng)直塑料管換熱裝置組成，介質(zhì)供水管線(xiàn)與熱泵機(jī)組和長(zhǎng)直塑料管換 熱裝置的分水管相連，介質(zhì)回水管線(xiàn)與熱泵機(jī)組和長(zhǎng)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(xiàn)上，所述長(zhǎng)直塑料管換熱裝置由分水管、集水管、長(zhǎng)直工程 導(dǎo)熱塑料管、加重物組成，長(zhǎng)直工程導(dǎo)熱塑料管沿深海方向遠(yuǎn)距離長(zhǎng)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(zhǎng)直工程導(dǎo) 熱塑料管的長(zhǎng)度為5(T600m。運(yùn)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(jìn) 入長(zhǎng)直鋪設(shè)于海底的換熱塑料管束內(nèi)，在管內(nèi)往返流動(dòng)過(guò)程中吸收遠(yuǎn)距離海水冷熱量，再 通過(guò)介質(zhì)供、回水管線(xiàn)將冷熱量傳遞給熱泵機(jī)組，熱泵機(jī)組再通過(guò)內(nèi)部的蒸發(fā)器與冷凝器 進(jìn)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。本實(shí)用新型與“CN201081572Y”和“CN201014844Y”及其類(lèi)似的技術(shù)的區(qū)別是(1)結(jié)構(gòu)特征不同。本實(shí)用新型是將塑料管沿深海方向長(zhǎng)直往返鋪設(shè)并沉于海 底，CN201081572Y是將單根塑料管集中起來(lái)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(hù)難度大，本實(shí)用新型的分、集水管接口可均不在海水里，海水里可無(wú) 接頭。(2)實(shí)現(xiàn)功能不同。盡管都是提取海水的冷熱量，但本實(shí)用新型可沿深海方向提取 遠(yuǎn)距離海水熱能，而CN201081572Y和CN201014844Y相對(duì)只能提取近距離的海水熱能；本實(shí) 用新型需要的海域面積較小，工程可大規(guī)模實(shí)施，而CN201081572Y和CN201014844Y只能小 規(guī)模實(shí)施；本實(shí)用新型的塑料管束都沉于海底，不影響海域，而CN201081572Y —旦實(shí)施，其 所處海域受?chē)?yán)重影響。(3)實(shí)現(xiàn)效果不同。本實(shí)用新型管間距相對(duì)稀疏，管外換熱系數(shù)大，不僅提高了傳 熱效率，還由于呈長(zhǎng)直狀態(tài)，減小了管內(nèi)流動(dòng)阻力，可減小水泵能耗；本實(shí)用新型的塑料管 束長(zhǎng)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，本實(shí)用新型可提高管內(nèi)介質(zhì)的溫度2度以上，有效地提高了熱泵機(jī)組的運(yùn)行效率。本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn)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(wèn) 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(zhǎng)直往返鋪設(shè)，可向深海提取遠(yuǎn)距離海水冷熱量，可實(shí)現(xiàn)沿深海方 向大范圍提取海水低位熱能；三、塑料管束長(zhǎng)直往返鋪設(shè)后，管間距相對(duì)稀疏，管外換熱系數(shù)大，不僅提高了傳 熱效率，還由于呈長(zhǎng)直狀態(tài)，減小了管內(nèi)流動(dòng)阻力，可減小水泵能耗；[0022]四、塑料管束長(zhǎng)直往返鋪設(shè)沉于海底，海底海水溫度相對(duì)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(guān)和船舶流通；五、利用塑料管束長(zhǎng)直往返鋪設(shè)，由于可沿深海方向提取遠(yuǎn)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(shí)施。

圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)用新型由熱泵機(jī)組1、介質(zhì)循環(huán)水泵2、介質(zhì)供水管線(xiàn)3-1、介質(zhì)回 水管線(xiàn)3-2和長(zhǎng)直塑料管換熱裝置4組成，介質(zhì)供水管線(xiàn)3-1與熱泵機(jī)組1和長(zhǎng)直塑料管 換熱裝置4的分水管4-1相連，介質(zhì)回水管線(xiàn)3-2與熱泵機(jī)組1和長(zhǎng)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(xiàn)3-2上，所述長(zhǎng)直塑料管換熱裝置 4由分水管4-1、集水管4-2、長(zhǎng)直工程導(dǎo)熱塑料管4-3、加重物4-4組成，長(zhǎng)直工程導(dǎo)熱塑料 管4-3沿深海方向遠(yuǎn)距離長(zhǎng)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(zhǎng)直工程導(dǎo)熱塑料管的長(zhǎng)度為5(T600m。實(shí)施例2如圖2所示，本實(shí)用新型的長(zhǎng)直塑料管換熱裝置4中的數(shù)根長(zhǎng)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(gè)分水管4-1和集水管4-2將多個(gè)管排單位管束4-5并聯(lián)起來(lái)，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)系同實(shí)施例1。實(shí)施例3如圖3所示，本實(shí)用新型的長(zhǎng)直塑料管換熱裝置4中的數(shù)根長(zhǎng)直工程導(dǎo)熱塑料管 4-3捆扎在加重物4-4上，形成長(zhǎng)龍單位管束4-6，長(zhǎng)龍單位管束4-6再與分水管4_1和集 水管4-2連接，多個(gè)分水管4-1和集水管4-2將多個(gè)長(zhǎng)龍單位管束4-6并聯(lián)起來(lái)，其它組成 和連接關(guān)系同實(shí)施例1。實(shí)施例4本實(shí)用新型的長(zhǎng)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)系同實(shí)施例1。實(shí)施例5本實(shí)用新型的長(zhǎng)直工程導(dǎo)熱塑料管的長(zhǎng)度為10(T400m，其它組成和連接關(guān)系同實(shí) 施例1。實(shí)施例6本實(shí)用新型的長(zhǎng)直工程導(dǎo)熱塑料管的長(zhǎng)度為20(T300m，其它組成和連接關(guān)系同實(shí) 施例5。實(shí)施例7[0040]本實(shí)施例與實(shí)施例3不同的是長(zhǎng)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)系同實(shí)施例3。實(shí)施例8本實(shí)施例的加重物4-4呈柱狀，其它組成和連接關(guān)系同實(shí)施例1。
權(quán)利要求1.一種海水源熱泵系統(tǒng)，它由熱泵機(jī)組(1)、介質(zhì)循環(huán)水泵(2)、介質(zhì)供水管線(xiàn)(3-1)、 介質(zhì)回水管線(xiàn)(3-2 )和長(zhǎng)直塑料管換熱裝置(4 )組成，介質(zhì)供水管線(xiàn)(3-1)與熱泵機(jī)組(1) 和長(zhǎng)直塑料管換熱裝置(4)的分水管(4-1)相連，介質(zhì)回水管線(xiàn)(3-2)與熱泵機(jī)組(1)和長(zhǎng) 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(xiàn)(3-2 ) 上，其特征在于所述長(zhǎng)直塑料管換熱裝置(4)由分水管(4-1)、集水管(4-2)、長(zhǎng)直工程導(dǎo) 熱塑料管(4-3)、柱狀加重物(4-4)組成，長(zhǎng)直工程導(dǎo)熱塑料管(4-3)沿深海方向遠(yuǎn)距離長(zhǎng) 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(zhǎng)直塑料管換熱裝置(4)中的 數(shù)根長(zhǎng)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(gè)分水管(4-1)和集水管(4-2) 將多個(gè)管排單位管束(4-5)并聯(lián)起來(lái)，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(zhǎng)直塑料管換熱裝置 (4 )中的數(shù)根長(zhǎng)直工程導(dǎo)熱塑料管(4-3 )捆扎在加重物(4-4 )上，形成長(zhǎng)龍單位管束(4-6 )， 長(zhǎng)龍單位管束(4-6)再與分水管(4-1)和集水管(4-2)連接，多個(gè)分水管(4-1)和集水管 (4-2)將多個(gè)長(zhǎng)龍單位管束(4-6)并聯(lián)起來(lái)。
4.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(zhǎng)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(zhǎng)直工程導(dǎo)熱塑料管的長(zhǎng)度 為 100 400m。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于長(zhǎng)直工程導(dǎo)熱塑料管的長(zhǎng)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(zhǎng)龍單位管束(4-6)由1根管 或2根管或3根管組成。
專(zhuān)利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。本實(shí)用新型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(wèn)題。本實(shí)用新型它由熱泵機(jī)組、介質(zhì)循環(huán)水泵、介質(zhì)供水管線(xiàn)、介質(zhì)回水管線(xiàn)和長(zhǎng)直塑料管換熱裝置等組成，長(zhǎng)直塑料管換熱裝置采用工程導(dǎo)熱塑料管沿深海方向遠(yuǎn)距離長(zhǎng)直往返鋪設(shè)，并沉于海底，介質(zhì)在管內(nèi)往返流動(dòng)過(guò)程中吸收遠(yuǎn)距離海水冷熱量，熱泵機(jī)組再?gòu)慕橘|(zhì)中提取冷熱量。該系統(tǒng)可向深海提取遠(yuǎn)距離海水冷熱量，適用于海水源熱泵系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F25B30/06GK201926199SQ20102055252
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月8日
發(fā)明者吳榮華, 遲芳 申請(qǐng)人:青島科創(chuàng)新能源科技有限公司