海水源热泵
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2023年3月19日发(作者：国际组织)某海水养殖场
【海水加热系统方案】
山东富尔达空调设备有限公司
2008年04月
水源热泵中央空调系统设计方案
编制说明：本方案为初步方案设计以供参考，日后可进一步进行深化设计。
一、工程概况：
本工程为某海水养殖海参项目，海参养殖时需对水池补充15-17度海水，冬
季海水温度为0度，夏季海水温度为26度。每天需要2000-2400T的海水用量，每
小时100T。现利用水源热泵机组提供15-17度海水。
二、设计依据：
1、甲方的基本使用要求；
2、设备厂家产品样本说明书；
3、国家有关设计施工规范；
三、设计说明：
1、本工程设计方案遵循技术先进经济实用、节省能源、无污染、、效率高、
运行管理简便的原则。
2、本方案只包含主机机房部分设备及安装投资。
3、结合实际，夏季可利用大量补排海水保持水池温度。所以本方案中只考虑
冬季机组加热海水情况。
四、设计方案
1、说明：为充分利用海水资源，本方案中采用海水源热泵机组。目前公司
拥有专利技术的海水源热泵机组，海水型水源热泵蒸发器和冷凝器均为满液式结
构，在管板、换热管、端盖等处均进行了特殊的防腐蚀处理，具有良好的防腐蚀性
能，海水可直接进入机组换热。目前已在大小多个工程中应用，实践证明，富尔达
海水型水源热泵机组性能良好，运行效果稳定。
2、设计负荷：海水流量100m3/h，冬季将海水由0度加热到17度，则热负
荷为：1.163×17×100=1977KW。
3、主机选择：根据确定的热负荷，确定选用LSBLGR-1000S型海水源热泵机
组两台。其标准工况下主要技术参数为：
LSBLGR-1000S单机制热量Q热=991KW，制热功率N热=182KW
其余主要参数见机组技术参数表
4、机房附属设备选择
水源热泵机组和主要设备选型及性能参数表
序号设备名称规格型号性能参数数量备注
1.水源热泵机组LSBLGR-1000S
Q热=991KW
N热=182KW
2海水型
2.
海水循环泵
（暂定）
SLS80-125
流量：50m3/h
扬程：20m
输入功率：5.5w
3
防腐蚀型
两用一备
3.电子水处理HY-6经济流量145m3/h1
热源侧海水用
防腐蚀型
4.旋流除沙器XL1501
热源侧海水用
防腐蚀型
5.除污器KC1251
系统侧海水用
防腐蚀型
注：以上设备型号参数仅为设计参考，实际设备以施工图纸为准。
4、机房主要设备总功率
本方案机房系统所选机房内设备的最大用电负荷375KW（包含主机、循环
水，不含备用泵），当制热状态两台机组全部满负荷运转时出现。电源采用
380V，50HZ三相四线制，用户将动力线引至机房配电柜内。
5、热源水用量
本方案中根据样本参数，提取5度温差，海水需量为278m3/h。现提供海水
用量为150m3/h，则实际提取温差达到9.3度。
6、机房面积
机房可置于地下室或其他可利用地方，预计机房占地面积65平米左右，若现
有机房可以利用，将根据实际进行设计。
7、机房系统：
热源侧海水进入机房后先经过旋流除沙器除沙，然后经过电子水处理仪处
理，除沙器、电子水处理仪均要采用防腐蚀型。
系统侧海水处理方式根据实际另行确定，本方案中只采用快速除污器过滤，
并经电子水处理仪处理。快速除污器、电子水处理仪均要采用防腐蚀型。
管道均采用PE管，相应阀门仪表均为防腐蚀型。
六、费用分析
1系统初投资费用
序号设备名称规格型号单价万元数量合价万元
1.水源热泵机组LSBLGR-1000S110.02220.00
2.
海水循环泵
（暂定）
SLS80-1250.4331.29
3.电子水处理HY-60.4110.41
4.旋流除沙器XL1500.5610.56
5.除污器KC1250.2410.24
6.机房安装估算20.00
7.机房电气估算5.00
8.合计万元
2、运行费用分析
运行费用=额定功率×开机台数×每天运行时间×实际运行天数×功率系数×
运行时间系数×电价
加热1T海水主机的费用：1×1.163×17/991×182×0.6=2.18元
则每小时加热100T海水的费用为：2.18×100=218元
机组一天24小时运行的费用为：218×24=5232元。
计算条件：
1、电费按照0.6元/度计算。
2、海水按从0度加热到17度计算。
水源热泵LSBLGR-1000S机组技术参数表
制冷量894KW
输入功率116KW
制热量991KW
输入功率182KW
制冷剂R22
制冷剂充注量280kg
半封闭
螺杆压缩机
压缩机台数2
最大允许功率260KW
转速2960rpm
容量调节范围0，25%，50%，75%，100%
电源三相四线制380V，50Hz
蒸发器
型式满液式壳管换热器
压力降≤90KPa
污垢系数0.086m2.℃/KW
水管尺寸150mm
制冷实用工况冷水流量154m3/h
制热实用工况冷水流量139m3/h
冷凝器
型式满液式壳管换热器
压力降≤90KPa
污垢系数0.086m2.℃/KW
水管尺寸150mm
制冷实用工况冷却水流量174m3/h
制热实用工况热水流量170m3/h
机组重量5000Kg
机组尺寸4450mm×1620mm×1930mm
工况条件：
制冷工况：冷水（系统水）进水温度12℃，出水温度7℃；冷却水（海水）
进水温度15℃，出水温度20℃
制热工况：冷水（海水）进水温度15℃，出水10℃；热水（系统水）进水温
度40℃，出水温度45℃
富尔达海水源热泵技术简介
海洋是一个巨大的可再生能源库，进入海洋中的太阳辐射能除一部分转变为
海流的动能外，更多的是以热能的形式储存在海水中，而且海水的热容量又比较
大，为3996KJ/（m3.℃），而空气只有1.2KJ/（m3.℃），非常适合作为热源使
用。把海洋作为一种冷热资源，能量是取之不尽、用之不竭的，也是可再生的。如
何充分利用海水资源，一直是国内外热泵领域研究的重要课题。
我国海水资源丰富，海岸线长达1万8千余公里，四周环绕渤海、黄海、东
海及南海，有众多的岛屿和半岛，大部分处于温带和亚热带，海水温度相对于大气
温度而言冬暖夏凉，是一种良好而丰富的低品位热源。目前沿海城市是我国经济发
展最快的地区，对中央空调采暖、制冷的需求量很大。如果富尔达海水源热泵技术
能够得到充分的推广和利用，对缓解空调用电压力、节约能源、保护环境具有重要
的现实意义。
一、海水源热泵技术原理
海水源热泵的工作原理和地温中央空调系统的工作原理一样，都是利用热泵
技术实现冬季采暖、夏季制冷，同时提供生活热水，只是由于海水具有腐蚀性，普
通的地温中央空调系统难以直接应用。地温中央空调系统的工作原理如下：
○冬季采暖时原理图：
在冬季供暖时热泵机组以地下水（或其它热源水）为吸热源，工质在蒸发器
中吸取低温热源水的热量蒸发，经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，然后进入冷
凝器内释放热量来加热系统循环水，制取45℃-50℃（最高可达65℃）的热水送入
空调房间达到制热目的。
○夏季制冷时原理图：
在夏季制冷时热泵机组以地下水（或其它热源水）为排热源，工质在蒸发器
中吸取空调房间来的系统循环水的热量而蒸发，制取7℃冷水送入空调房间达到制
冷目的，工质再经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，然后进入冷凝器，把热量释
放到低温热源水中。
二、目前国内外海水源热泵技术现状
由于海水对碳钢、紫铜等普通金属具有较强的腐蚀性，因此，与海水接触的
金属均需要进行防腐处理。在富尔达海水源热泵技术发明以前，不论是国内，还是
国外，在采用海水作为热泵热源时，都是在普通热泵机组与海水之间加装一套钛合
金不锈钢板式换热器。该方案由于增加了中间换热器，不可避免地增加了中间换热
温差，导致机组的效率下降，无法充分地发挥出海水热泵的优势，同时更由于钛合
金不锈钢板式换热器价格昂贵，因此使得这项技术的推广应用受到了很大的限制。
富尔达于1999年在大连星海湾酒店建立了全国第一个海水源热泵系统，所采用的
方式就是中间加装钛合金不锈钢板式换热器的方式，后来又陆续建设了几个小型工
程，但由于初投资过高，没有得到更广泛的推广、应用。
针对以上情况，富尔达的科研人员经过刻苦公关，反复实验，终于在2003年
发明了具有自主知识产权的富尔达海水源热泵技术。该技术的最大特点是可以直接
将海水引入热泵机组，不仅可以消除中间换热温差，提高系统的运行效率，最大限
度地发挥出海水源热泵的优势，而且大大降低了海水源热泵系统的初投资，使得富
尔达海水源热泵技术具有非常优秀的性价比。从问世以来，得到社会各界的关注和
认可。
2006年5月26日，由国内最权威专家组成的鉴定委员会一致通过鉴定，认
为富尔达海水源热泵技术具有创新性，其关键技术达到国际领先水平。该项技术也
已获得国家发明专利（专利号：ZL03112165.9国际专利主分类号：F25B
30/02）。
富尔达海水源热泵机组换热器管板采用复合钢板，接触海水一侧含有钛合
金，可以防止海水腐蚀，换热管采用镍白铜，端盖采用铸铁材料，并在水室装有牺
牲阳极（锌块），可有效防止海水腐蚀。
三、富尔达海水热泵工程应用情况介绍
我们公司从1995年开始研制地温中央空调，至今已在800多个工程、1000
多万平方米的各类建筑中应用，采用的低温热源既有地下水，还有河水、湖水、城
市污水、洗浴废水、油田回注水以及海水等。对海水的应用研究从上世纪末就已开
始。
1、1999年富尔达公司建成了中国第一个以海水为热源的采暖空调工程——
大连星海湾酒店，面积1000多平方米，采用中间加装钛板换热器的方式。
2、2004年世界上第一个海水直接进入机组热泵系统在威海华垦房地产游艇俱乐
部成功应用，工程面积4300平方米，热负荷580kW，系统至今已安全运行两年
多。
3、2006年全国规模最大的海水源热泵工程在海阳国宾海景酒店开始实施，
一期工程5万平方米今年夏季已投入使用，二期工程预计7万平方米，整个空调、
采暖和生活用水全部采用富尔达最新技术的海水源热泵系统。
4、威海刘公岛空中客车项目——威海之星3万平方米已确定采用富尔达海水源热
泵系统，同时30万平方米的渔人码头正在规划中，也准备采用富尔达海水源热泵
系统。
5、到目前为止，富尔达已先后在威海、日照、天津、烟台、秦皇岛等地建立
了多个海水源热泵系统，并有越来越多的开发商对富尔达海水源热泵系统表示出极
大地关注。富尔达对推动我国海水源热泵的应用起到了重要作用。