[发明专利]大规模提取次表层海水冷量的水下换热系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下换热系统，尤其是一种大规模提取次表层海水冷量的水下换热系统，属于海洋工程技术领域。

技术背景

世界大洋中次表层海水常年保持较低温度，是一种良好的天然可再生冷源。我国沿海深度介于10-800米之间的海水，春夏季节水温为12-20℃，部分海域低达6-12℃，冷量提取较为方便，可以作为地区性空调系统的大规模冷源。例如夏季黄海中部洼地的深层和底部(约70米)的黄海冷水团，水温为4.6-9.3℃；南海介于300-500米水层之间低盐低氧的中层水温度为6-11℃；1000米以下的海盆区处的深层水温最低可达2.36℃，且无季节变化。东海黑潮中层水深度400-800米，温度6-15℃。

已有技术中，申请号为200510024184.6的“人工影响沿海城市分散小气候的海水引用系统”发明专利，是通过地下海水泵将大海中深度为0～400米之间的海水抽取并送入海水前处理装置处理后，送入绝热海水库，经海水加压泵送到各海水换热单元，经过处理后，排入大海。该专利是直接抽取海水制冷。由于次表层海水含有丰富的营养物质，大量抽取之后，海洋生物的生活环境会遭到破坏，而换热之后的海水被回排入浅海区，也会对局部的海洋环境产生很大的影响。

为了避免海水的污染和本身的腐蚀，利用海水冷量时，John Andrepont在《Integrationof energy storage with seawater air conditioning(SWAC)systems》(The Proceedings of the Innovative Energy Systems Workshop.Honolulu，2003，6-12)一文中提出采用冷媒水与海水进行陆上换热的方案，即把沿岸一定深度的海水抽取到岸上的换热站，与冷冻机组的冷却水进行换热后回排入海中，冷冻机组再联合水蓄冷或冰蓄冷的方式进行区域供冷；申请号为200610118891.6的“海洋供冷自来水作冷媒的建筑区域空调系统”发明专利，是将经快滤池、絮凝池、二次快滤池处理后的冷海水在板式换热器内与自来水换热，利用市政原有地下管网为自来水输送管道，使其发挥输水、输冷双重功能。该专利也是一种陆上换热方案。由于中央空调冷水机组供、回水温度一般为7℃、12℃。如果采用海水冷源和陆上换热方案，抽取的冷海水温度为4-6℃，其换热温差小、换热效率低。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷和不足，以大规模利用次表层海水的冷量，并且避免大量抽取海水上岸换热，达到低能耗、无污染地为城市区域空调提供冷量的目的，本发明提供一种大规模提取次表层海水冷量的水下换热系统。

本发明是通过下述技术方案实现的。本发明在需要冷量的海区内设置换热单元，冷媒水由输水管道送入海中的换热单元，其中换热单元是由若干阀门与管道组成的换热回路，换热后输送到用冷区域。

本发明包括：来流管，水泵，控制装置，总进水管，软进管，软出管，总出水管，回流管，A温度计，A流量计，B温度计，B流量计，支承结构，A换热回路，B换热回路。其中A换热回路包括A1阀，A2阀，A3阀，A4阀，A5阀及其相应的管道，B换热回路包括B1阀，B2阀，B3阀，B4阀，B5阀及其相应的管道。来流管与水泵的进口连接，水泵的出口通过软进管的两端管接头与总进水管的一端连接，总进水管的另一端分别通过A换热回路，B换热回路与总出水管的一端连接。总出水管的另一端通过软出管、回流管与城市空调系统管网连接。

A换热回路中的A1阀的进口与总进水管连接，A1阀出口分别与A2阀、A4阀的进口连接。A2阀的出口分别与A3阀、A5阀的进口连接。A3阀的出口分别与A4阀和A5阀的出口连接，A3阀、A4阀和A5阀的出口与总出水管连接，  A流量计与A温度计均安装在A换热回路与总出水管连接的管道上，以测量管内流过的冷媒水流速与温度，并反馈到控制装置。B换热回路中的B1阀的进口与总进水管连接，B1阀出口分别与B2阀、B4阀的进口连接。B2阀的出口分别与B3阀、B5阀的进口连接。B3阀的出口分别与B4阀和B5阀的出口连接，B3阀、B4阀和B5阀的出口与总出水管连接，B流量计与B温度计均安装在B换热回路与总出水管连接的管道上，以测量管内流过的冷媒水流速与温度，并反馈到控制装置。