水源熱泵技術在油田建筑節能中的作用

于海萍（大慶油田工程有限公司）

水源熱泵技術在油田建筑節能中的作用

于海萍（大慶油田工程有限公司）

能源工業受到了來自經濟發展和環境保護兩方面的挑戰，一方面，為了確保經濟的高速發展，能源需求日益增加；另一方面，在能源開發和利用過程中一直存在環境問題。地下水源熱泵技術是油田建筑空調系統既環保又節能的替代技術，水源熱泵空調系統的效費比與傳統供熱（制冷）技術相比具有明顯的優勢，應用前景廣闊。

能源 水源熱泵 環保 建筑節能

目前，油田日常室內環境溫度調整的能源主要來自于油井伴生氣和煤炭。冬季時，直接用油井伴生氣和電廠余熱取暖，夏季則利用油井伴生氣或煤炭發電，之后使用分體式空調制冷。這種能源利用方式雖然就近利用了油井伴生氣，具有一定的經濟優勢，但在節能和環保上相對落后。油井伴生氣俗稱“濕氣”，含有一定量的SO2等酸性氣體，油井伴生氣的大量燃燒不但造成資源的浪費，而且也造成了環境的污染。豐富的水資源和水源熱泵技術為解決室內環境溫度的調控與資源和環境之間的矛盾提供了一條有效的技術途徑。

1 技術優勢

水源熱泵技術就是以地下水作為冷熱源，在冬季利用熱泵吸收其熱量向建筑室內環境供熱，在夏季熱泵將其吸收到的建筑室內環境的熱量向其排放，實現制冷效果。

水源熱泵空調系統主要具有以下技術優勢：

（1）水源熱泵是利用地球水體為冷熱源進行能量轉換的供暖空調系統。其中可以利用的水體包括地下水、地表部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水體不僅是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽輻射的能量，比目前人類每年利用能量的500倍還多（地下的水體是通過土壤間接地接受太陽輻射能量），而且是一個巨大的動態能量平衡系統，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發散的相對均衡。地表土壤和水體可以儲存近乎無限的太陽能或地能，所以說，水源熱泵技術的優勢是利用了清潔的可再生的無限能源。

（2）水源熱泵機組可利用的水體溫度冬季為12～22℃，水體溫度比環境空氣溫度高，熱泵的能效比也提高。而夏季水體為18～35℃，水體溫度比環境空氣溫度低，制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風冷式和冷卻塔式制冷系統，機組效率提高。據美國環保署（EPA）估計，設計安裝良好的水源熱泵，用戶平均可以節約30%～40%的空調運行費用。

（3）水體的溫度一年四季相對穩定，其波動范圍遠遠小于空氣溫度的變動。水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩定，也保證了系統的高效性和經濟性，不存在空氣源熱泵的冬季除霜等問題。

（4）水源熱泵使用的是電能，電能本身為一種清潔的能源。所以節能設備本身的污染就小。設計良好的水源熱泵機組的電力消耗，與空氣源熱泵相比，減少30%以上，與電供暖相比，減少70%以上。

水源熱泵空調技術與傳統供熱（冷）技術效果比較，見表1。

由表1中數據對比可以看出，水源熱泵中央空調系統的效費比與傳統供熱（制冷）技術相比，具有明顯的優勢。

2 在油田建筑中的應用前景

大慶被稱為“百湖之城”，擁有豐富的地下水資源。盡管在多年的油田開發過程中，對地下水資源保護重視程度不夠，造成了一定的地下水位下降，但近年來由于加強地下水資源管理，先后取締了非法地下水開采井100多口，同時大力開發利用地表水資源，先后關閉了齊家水源、喇嘛甸水源、讓胡路水源，其他地下水源年開采量也在逐年減少，地下水位也在逐年上升。豐富的地下水資源為水源熱泵空調系統的推廣應用提供了穩定的冷熱源。

原油開采過程中產生的大量污水含有大量余熱，這些余熱大部分隨油田注水工藝注入地下，造成了大量的熱能浪費?？梢岳盟礋岜眉夹g對污水一次、二次沉降罐中污水余熱進行回收，冬季為回收泵房、反洗濾間等供暖，在一定程度上可以達到節能的目的。

3 結語

地下水源熱泵作為一種新興的節能環保技術正迎合了時代的主題，技術優勢明顯。隨著水源熱泵技術的逐漸成熟，必將在油田建設和人民群眾生活方面有著更為廣泛的應用前景。

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.02.009

2010-12-05）