海水资源用之不竭,取之不尽。充分利用海水资源,是推动科学发展,促进社会和谐,坚持走可持续发展的道路,建设资源节约型、环境友好型社会的具体体现和具体实践,是我国经济实现由“快”到“好”转型的重要一环,是中国资源实现可持续发展的必由之路,是维护中华民族长远利益的必然要求。
随着海水源中央空调的开发利用,取暖制冷不用煤和电的梦想即将变为现实。
目前,空调能耗占全国耗电量的15%。按重庆和上海的统计,中央空调用电量已分别占全市总用电量的23%和31.1%,这给各城市的供配电带来了沉重的压力。如果能够让空调耗能降下来,无疑将极大缓解国内电力供应紧张局面。
从海水中抽取热能,放在十多年前在我国还是一个“坐而论道”的美好设想;十几年后富尔达竟成就了这一市场前景广阔的产业。
中国的海水利用技术已走在世界前列
目前,富尔达地温中央空调技术在中国的利用和发展取得了举世注目的成就,使热泵技术的开发已走在了世界的前列,迄今为止已经在全国2000多个工程、3000多万平方米的各类建筑物中应用了地温中央空调系统,利用的低温热源既有地下水,还有河水、湖水、海水等地表水、工业废水、城市污水、洗浴废水及油田回注水等。
海水源中央空调在中国的发展经历了三次飞跃。2000年中国第一台采用海水源的富尔达地温中央空调系统在大连星海湾大酒店应用成功,这是富尔达地温中央空调研发的第一阶段。在此之前,富尔达在全国已建成了500多个、400多万平方米的低温中央空调应用工程,经众多用户7年的实际应用,体现出富尔达地温中央空调系统运行稳定、节能环保效果显著的特点,受到了用户的青睐。这为富尔达研发海水中央空调打下了良好的基础。
2004年11月27日,由富尔达开发研制的满液式地温中央空调机组和海水热泵机组同时通过国家级鉴定,专家委员会全体委员一致认为富尔达满液式地温中央空调技术先进,性能优良,达到国际先进水平,海水热泵机组达到了国际领先水平。同年11月我国第一部具有自主知识产权,直接以海水作为热源的“海水中央空调”在威海国际游艇俱乐部成功应用,这标志着中国海水中央空调完成了二次腾飞。
两年之后,也就在2006年,作为国家重点支持的海水可再生能源开发利用项目――使用面积13万多平方的山东海阳国宾海景酒店海水源热泵中央空调的投入使用,填补了国内大型海水源热泵技术应用的空白。之后又在秦皇岛、青岛、厦门等城市相继投入了规模化商业运行,这标志着“海水中央空调”技术由理论探讨、技术研发到工程运用的关键性突破。据此,富尔达公司获得国家建设部、环保总局海水空调示范工程和重点推广技术,并获得发明专利。
从寒冷的北疆到东海之滨,富尔达中央空调已经覆盖了国内大部分区域。医院、宾馆、办公楼、学校、体育场馆、民用住宅、工农业生产,富尔达地温中央空调都有自己的身影。
中国海水资源的开发利用使富尔达历经三次飞跃。由此,富尔达地温中央空调先后被评定为国家新产品,被科技部列为火炬计划项目,被建设部定为科技成果重点推广项目,被环保总局定为环保A类实用技术,并被五部委定为国家重点新产品,富尔达公司也被认定为国家重点高新技术企业。
富尔达海水源热泵填补国内空白
海水中央空调技术又被称为海水热泵技术。世界利用海水作热泵热源起源于上世纪70年代,悉尼歌剧院等著名建筑采用的就是这项技术。
中国建筑科学研究院空气调节研究所徐伟所长介绍说,海水热泵技术利用少量电能,从海水中提取热量和冷量,达到取热和制冷的目的,不仅可以冬季供暖还可以夏季供冷。
海水热泵技术只是提取海水中的热能,热泵压缩机组运转只使用相当于普通空调运转所需电能的四分之一,整个供热过程不会对空气、水源造成任何污染。同时,使用海水取暖和制冷不需煤炭、油料,大大降低了成本。
海水源热泵技术的原理在于利用地球表面浅层水源(海水)吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,并采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。
海水吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量,并且海水的温度一般都十分稳定。海水源热泵机组工作原理就是以海水作为提取和储存能量的基本“源体”,它借助压缩机系统,消耗少量电能,在冬季把存于海水中的低品位能量“取”出来,给建筑物供热;夏季则把建筑物内的能量“取”出来释放到海水中,以达到调节室内温度的目的。
海水源热泵机组的最大优势在于对资源的高效利用,首先它虽然以海水为“源体”,但不消耗海水,也不对海水造成污染;其次它的热效率高,消耗1千瓦的电能,可以获得3千瓦至4千瓦的热量或冷量,从根本上改变了传统的能源利用方式。
国外有很多应用海水做热泵冷热源的实例。如20世纪70年代初建成的悉尼歌剧院,日本20世纪90年代初建成的大阪南港宇宙广场区域供热供冷工程,利用海水为23300kW的热泵提供冷热源。北欧诸国在利用海水热源方面具有丰富的实践经验,其中瑞典就是一个典型应用海水源热泵集中供冷/暖的国家。瑞典首都斯德哥尔摩建设了总能力为180MW的世界上最大的海水热泵站,用于区域供热,占城市中心网输送总量的60%。
专家表示,我国有11万多公里的海岸线,有众多的岛屿和半岛,在在开发海水空调方面具有很多得天独厚的有利条件:首先,我国黄、渤海地区有很好的水温条件。海水温度最低的2月份,黄、渤海地区海水表面温度大部分区域在2摄氏度以上,可以满足热泵的运行条件。夏季在水深35米处,海水温度多在13摄氏度左右,山东半岛附近还可以取得温度更低的海水。其次,我国在海水利用方面具备了一定的技术和理论基础。近20年来,我国北方地区和沿海城市由于水资源短缺,在海水直接利用方面有了长足发展。据不完全统计,我国海水作为工业冷却水的年用量为150亿立方米,在沿海热电厂、化工厂得到规模化的应用。
富尔达助力节能减排涌潮头
海水空调的环保效果也是传统空调无法比拟的。负责山东海阳国宾海景酒店“海水中央空调”的技术人员称,将海水引进“海水中央空调”系统,海水中的热能被提取出来后,海水再被原封不动地“送”回大海,到了夏天,海水中的冷量被提取后,海水一滴不少地被“送”回大海,而这些过程都是通过电脑控制的。
在山东海阳国宾海景酒店工作的锅炉工陈师傅告诉记者,“海水中央空调”机组的投入使用让他不用再跟“煤”打交道了。随着海水空调技术的推广使用,越来越多的锅炉工人开始像陈师傅一样逐渐告别浓烟粉尘。
海水水源热泵系统维护成本比较低并且环保。系统不仅能供暖而且可以提供生活热水,具有多重功能,使用寿命一般在15年以上。根据现有实际工程测算,采用海水水源热泵,系统初投资约为每平方米在200―300元,与采用国产冷水机组加锅炉式中央空调系统的初投资大致相同或略低。如山东海阳国宾海景酒店中央空调工程,初投资与燃气锅炉房相比每平方米增加约51元,每平方米供暖折标准煤15公斤,与燃煤锅炉房每平方米供暖能耗25公斤标准煤相比节能40%。
曾经空调系统的维护成本一度被忽略。和传统空调相比,海水中央空调的维护成本非常低,无需专人看管,节省了占地空间。没有氮氧化物、二氧化硫和烟尘的排放,可以说是无污染。
根据地域、建筑类型、水源热泵方式的不同,海水水源热泵供暖与传统燃煤锅炉供暖相比节能20%-50%,海水水源热泵供冷与传统冷水机组供冷相比节能10%-30%。如果全国每年在2000万平方米建筑中推广应用海水源热泵系统供暖空调,则可替代70万吨左右标煤,或5.2亿立方米左右天然气,削减约470吨氮氧化物和约40吨颗粒物的排放。
海水与大气环境相比,冬暖夏凉,并具有明显的滞后性,是一种良好、清洁、并可再生的低品位能源。我国海水资源丰富,海岸线长达几千公里,四周环绕黄海、渤海、东海及南海,临海城市较多,且多为经济发达区,使用中央空调的需求量较大。目前“海水中央空调”技术已经在我国沿海地区正逐渐受到人们越来越多地关注。(孙东明王卫)
在我国唯一获得“提取低温技术”发明专利的地温中央空调专业生产公司――山东富尔达空调有限公司了解到,在十年时间里,这家集科研、生产、经营为一体的国家级高新技术企业就初步实现了产业化,成为“冷暖产业”的一支生力军。
时至今日,富尔达在水源热泵技术上的开发与利用取得了举世注目的成就,在许多领域已走在了世界的前例,其关键技术达到国际领先水平,拥有核心技术和自主知识产权,具有较强的国际市场竞争优势。目前,富尔达已经在全国3000多个工程、4000多万平方米的各类建筑物中应用了富尔达水源热泵系统,利用的低温热源既有地下水,还有海水、河水、湖水、洗浴废水、城市污水、工业废水(发电、化工、空压机等废热)以及油田回注水等,解决了众多住宅小区、油田、办公楼的供热和制冷问题。
据测算,现有市场上运行的富尔达地温中央空调系统工程,每年节能折标准煤23.6万吨,每年可向大气环境减排:二氧化碳5357.2吨、二氧化硫3776吨、粉尘3540吨、氮氧化合物1652吨。绿色空调,从“水”开始。以富尔达为代表的水源热泵技术拉开了“绿色”中央空调的大幕。专家预测,这项技术将成为21世纪最有效的空调技术之一。
(责任编辑:廖恒)