热泵在我国应用与发展

关于热泵技术及其应用的综述热泵机组由于其具有节能、环保及冷暖联供等优点，目前在国内广泛应用。

本次收集了在全国各类报刊杂志、年会资料集及论文集有关热泵技术及应用这方面的论文共207篇。

在此作为一个专题研讨，供在座的各位教员和同学们参考。

有关问题综述如下：一、空气源热泵空气源（风冷）热泵目前的产品主要是家用热泵空调器、商用单元式热泵空调机组和热泵冷热水机组。

热泵空调器已占到家用空调器销量的40~50%，年产量为400余万台。

热泵冷热水机组自90年代初开始，在夏热冬冷地区得到了广泛应用，据不完全统计，该地区部分城市中央空调冷热源采用热泵冷热水机组的已占到20~30%，而且应用范围继续扩大并有向此移动的趋势。

本次收集的空气源热泵方面论文有55篇，主要内容有：1、关于空气源热泵能耗评价问题为了评价和比较热泵机组与其它冷暖设备的能耗，大约有30篇论文涉及此问题。

介绍了适用于热泵机组能耗分析的理论与软件，根据空调冷负荷、室外干球温度、热泵出水温度等参数，采用温频数法，求解热泵供冷全年能耗。

在求解热泵冬季能耗时，除考虑空调热负荷、热泵出水温度、室外干球温度外，还把室外相对湿度（即温湿频数）考虑到热泵供热性能中，软件经工程实例计算，与实际耗能量有较好的吻合，为能耗评价提供了一种方法。

2、风冷热泵机组的选用目前设计选用风冷热泵冷热水机组，常根据计算得到的冷热负荷，考虑同时使用系数及冷（热）量损耗系数后，按机组铭牌标定值选择机组台数。

由于空气源热泵机组的产冷（热）量随室外参数的改变而变化，这种选择方法可能造成机组选得过大，造成浪费；或者选得过小，使供冷（热）量不足，达不到使用要求。

为此建议采用空调的逐时冷热负荷和热泵机组的供热供冷能力的逐时变化曲线对照选择，会得到比较满意的结果。

3、热泵机组冬季除霜空气源热泵冬季供热运行时，最大的一个问题就是当室外气温较低时，室外侧换热器翅片表面会结霜，（需要采取除霜措施）。

根据有关文献摘录，经二年的现场跟踪测试，其结果是除霜损失约占热泵总能耗损失的10.2%，而由于除霜控制方法问题，大约27%的除霜功能是在翅片表面结霜不严重，不需要除霜的情况下进入除霜循环的。

热泵技术在能源转化中的应用近年来，随着环保意识的日益增强和能源消耗的剧增，人们开始关注和研究新能源技术。

其中，热泵技术成为一种备受关注的能源转化技术。

本文将探讨热泵技术在能源转化中的应用。

一、热泵技术的原理热泵技术是一种理论基础是热力学第二定律的应用技术，其基本原理是将低温热源中的热能转移到高温热源中，以实现热能的高效利用。

热泵技术按其工作介质不同，可以分为空气热泵、水热泵、地源热泵等不同类型。

以空气热泵为例，其主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀等组成。

运行过程中，热泵会将低温环境中的空气吸入蒸发器内，通过压缩机工作使得空气压缩升温，产生高温高压气体；再进入冷凝器，在接触高温环境中的空气时，将高温高压气体释放出来，从而产生高温水蒸气。

经过节流阀降温后，高温水蒸气在蒸发器内与低温空气接触，从而使得空气升温，达到取暖、制冷等功效。

二、热泵技术在能源转化中的应用热泵技术是一种高效利用环境热能资源的方法，广泛的应用于工业制冷和取暖。

具有以下优点：1. 高效节能热泵技术可以将低温环境的热能转化为高温高压的热能，实现了能源的高效利用。

同时，热泵技术消耗的电能很少，相较于传统取暖方式，其节能效果明显。

研究表明，在家庭中应用热泵技术，可以实现能耗的约30%-60%的节省。

2. 降低环境污染热泵技术的使用减少了传统能源的使用，如煤、油等能源，从而减少了空气污染和温室气体排放。

热泵技术的使用也有利于缓解全球气候变化问题。

3. 应用场景广泛热泵技术不仅适用于住宅取暖和制冷，也适用于各种工业制冷和加热场景。

例如，高温熔融金属制造业中，热泵技术使用可以将废热转化为加热能源，减少能源消耗。

三、热泵技术在中国的应用热泵技术在中国得到越来越广泛的应用。

根据国家发改委能源研究所的数据显示，2019年我国热泵市场的规模达到了505.5亿元，同比增长了27.7%。

随着我国对能源的重视和环保意识的提高，热泵技术有望继续保持良好的发展态势。

空气源热泵国内外研究及应用现状空气源热泵是一种利用空气中的能量进行加热和制冷的热能转换设备。

它具有环保、高效、节能等特点，在国内外得到了广泛的研究和应用。

下面将从国内外研究和应用两个方面进行详细介绍。

首先，从国内研究的角度来看，空气源热泵在我国得到了快速的发展。

国内的研究主要集中在如何提高热泵的效能、降低能耗、提升制冷/供热负荷等方面。

一方面，研究人员通过改进设计和优化热泵循环系统的工作条件，提高了热泵的制冷/取暖性能。

另一方面，通过改进热泵的制冷剂、改进换热器的结构和材料等手段，减少了系统的能耗和对环境的影响。

此外，国内的研究还包括对空气源热泵的控制策略、技术装备等方面的研究，进一步提升了热泵的性能和可靠性。

其次，从国内应用的角度来看，空气源热泵在我国的应用领域也十分广泛。

目前，空气源热泵主要应用于住宅、商务办公建筑、酒店、医院、学校等公共建筑以及一些工业和农业领域。

在住宅领域，空气源热泵可实现集中供热和集中供冷，为居民提供舒适的室内环境。

在商务办公建筑领域，空气源热泵可以有效降低空调的能耗，提高室内空气品质。

在工业领域，空气源热泵可以应用于制冷、干燥、恒温控制等方面。

在农业领域，空气源热泵可用于农产品的储存、加工等环节。

此外，国内一些温室和游泳池等特殊领域也开始使用空气源热泵。

在国外，空气源热泵的研究和应用也取得了一系列的进展。

在研究方面，国外的研究集中在提高热泵效能、优化系统结构和控制策略、改进换热器和压缩机等关键部件的设计等方面。

在应用方面，国外空气源热泵的应用领域比较广泛，主要包括住宅、商业建筑、工业和农业等领域。

与国内应用相比，国外在一些典型应用领域的研究和应用较为成熟，如在北欧地区的住宅和商业建筑中大规模应用空气源热泵取暖和制冷系统，并取得了良好的运行效果。

此外，一些发达国家还在大型工业和农业领域采用空气源热泵，用于工艺热能供热、废热回收等方面。

总体而言，空气源热泵在国内外得到了广泛的研究和应用。

综合能源系统中热泵技术研究与应用摘要：大数据时代下综合能源逐渐实现了智能化转型，转变成为智慧综合能源服务模式，为能源企业与行业转型升级提供活力，本文主要对综合能源系统中热泵技术研究与应用进行论述。

关键词：综合能源系统；热泵技术；应用引言随着“双碳”目标的提出，传统化石燃料的使用逐渐减少，风能、太阳能、生物质能等清洁可再生能源得到大规模利用。

1热泵技术概述1.1空气源热泵技术随着“双碳”目标提出，我国能源结构持续优化，清洁能源行业迅速发展。

在诸多新能源技术中，空气源热泵技术以其低排放及节能性在农业、工商业、建筑和生活等领域得到了广泛应用，特别是在北方“煤改电”项目中发挥着重大作用。

热泵以空气能作为能量来源，适用范围广，投资成本低，效率高，具有较好的经济效益以及环境效益。

1.2土壤源热泵技术随着我国冬季供暖需求区域不断扩大，供热边界线不断南移，需求的快速增长带来了能源消耗的急剧增加。

为此，国家能源局提出“到2035年地热能供暖面积比2025年翻一番”的目标，要求重点推进中深层地热能供暖，积极开发浅层地热能资源，高效替代燃煤供暖。

目前土壤源热泵技术的研究已经比较成熟，可大规模发展利用，但土壤源热泵和其他能源耦合的多能源供能系统研究还比较少，其耦合运行特性需进一步研究。

采用土壤源热泵与多种能源耦合，发展多能利用的耦合系统，实现多种能源优势互补，将是未来土壤源热泵的发展方向。

2综合能源系统中热泵技术研究与应用2.1低碳综合能源优化目标技术目标是保证园区低碳综合能源系统稳定、可靠运行的基础，目标函数是使电网运行优化，保证系统运行的各项技术参数达到最优，最大可能消纳可再生能源，最小化与电网的功率交换，提高系统运行自治性，保证能源安全稳定供应。

微电网集群的智能配电网的控制采用分层分布式控制方式，设备层由分布式能源、储能和充电桩的控制装置控制；微电网控制层，各微电网由微电网控制器连通上下进行协调控制，接收集控中心及能量管理系统的控制指令，对设备层的控制装置进行控制；中央自主管理控制器（能量管理控制系统）负责微电网群的能量管理与协调控制。

地下水源热泵的现状与应用地下水源热泵是一种环保节能的供暖、制冷和热水系统，它利用地下水的恒定温度进行热量的转换，达到舒适、安全、方便的生活和工作环境。

随着社会经济的发展和人们对环境保护意识的提高，地下水源热泵逐渐成为新时代的热门技术，在我国的管道供暖系统中越来越受到广泛的关注和应用。

一、地下水源热泵现状地下水源热泵的原理是利用地下水的储能把水冷却或加热至适宜的温度，然后传递至室内进行空调调节。

由于地下水的恒定温度保持在地表温度变化下，所以一年四季都可以使用，相比于一般的供暖方式更加节能环保。

而且由于地下水源热泵完全不需要任何的污染源，因此使用起来更加安全、方便、环保。

目前，我国大力推广地下水源热泵技术的计划，通过改造老旧小区楼、农村居民和厂矿企业的空调系统，逐步在城乡两个方面进行推广。

根据现阶段的统计数据，中国地下水源热泵的热负荷达到了13.9亿平米，比上年增长了20%以上。

其中北方地区的使用率更高，尤其是河北省和山东省等地，因为这些地区空调可以大量需求冷却导致这类设备的推广越来越广泛。

同时，地下水源热泵技术也逐渐取代了一些旧的供暖方式，例如燃煤供暖和燃油供暖等。

对此，各个国家的政府都给予了财税等方面的补贴，以便大家更加积极的改变供暖结构，进而提升全国的城市空气质量。

二、地下水源热泵应用地下水源热泵的应用已经广泛。

它不仅可以用于家庭和公共建筑的供暖、制冷和热水系统中，还能够用于大型工厂和企业的冷却、制冷和供热。

此外，地下水源热泵还可以用于不同领域的热能回收。

1、家庭和公共建筑供暖、制冷和热水系统根据住宅的大小和需求量来选择地下水源热泵的规模。

在中国，很多项目都选择了地下水源热泵的技术来改造市民的住宅区，尤其是一些五至十层高的住宅楼。

当地的政府鼓励民众采取这种高效率的技术，以促进环境保护和国家可持续发展。

2、大型企业和工厂的冷却、制冷和供热地下水源热泵技术能够有效地节省大型企业的能源成本。

例如，在纺织企业的生产流程中，会产生很多废热。

近日，我有幸参加了由我国知名热泵应用专家主讲的讲座，聆听了关于热泵技术的最新发展趋势和应用领域的深入解析。

此次讲座让我受益匪浅，不仅拓宽了视野，还激发了我对热泵技术的兴趣。

以下是我对此次讲座的心得体会。

一、热泵技术的起源与发展热泵技术是一种利用热能转换原理，将低温热源中的热量转移到高温热源中的设备。

它起源于20世纪初，当时主要用于空调制冷。

随着技术的不断发展，热泵在供热、烘干、冷藏等领域也得到了广泛应用。

如今，热泵技术已成为我国节能减排、绿色发展的重要手段。

二、热泵技术的原理与优势热泵技术的核心原理是利用制冷剂在蒸发器、冷凝器、膨胀阀和压缩机之间的循环流动，实现热量的转移。

具体来说，热泵从低温热源（如空气、地热、污水等）中吸收热量，经过压缩和冷凝后，将热量转移到高温热源（如室内空气、地热等）中，从而实现供热、制冷、烘干等功能。

热泵技术具有以下优势：1. 节能减排：热泵利用低位热能，具有较高的能效比，相比传统燃煤、燃油等供热方式，具有显著的节能减排效果。

2. 绿色环保：热泵技术无需燃烧化石燃料，无废气排放，对环境友好。

3. 应用广泛：热泵可应用于空调、供热、烘干、冷藏等多个领域，具有很高的应用价值。

4. 可再生能源利用：热泵可利用太阳能、地热能等可再生能源，实现能源的高效利用。

三、热泵技术的应用领域1. 空调制冷：热泵空调在冬季制热、夏季制冷方面具有明显优势，可实现一机多用。

2. 供热：热泵热水器、地源热泵等设备可满足冬季供暖需求，降低能源消耗。

3. 烘干：热泵烘干设备具有高效、节能、环保等特点，广泛应用于食品、木材、皮革等行业。

4. 冷藏：热泵冷藏设备具有高效、节能、低噪音等优点，适用于食品、医药、物流等行业。

5. 可再生能源利用：热泵技术可充分利用太阳能、地热能等可再生能源，实现能源的高效利用。

四、热泵技术的挑战与发展方向尽管热泵技术在多个领域具有广泛应用，但仍面临一些挑战：1. 技术瓶颈：热泵技术在高低温差、高湿度等极端环境下性能不稳定，需要进一步优化。

（2）余热回收目前，我国工业能源利用率低于世界平均水平，工业产品的平均单位能耗比发达国家高出约30%，工业消耗的能源有50%以上转变为废气和废水形式的余热，但仅有30%的废热得到回收再利用。

大量的工业余热为热泵的使用提供了良好的条件，利用中高温热泵技术，结合具体工艺生产进行系统性的设计，不但可减少对环境的热污染，又可把低温余热提高到可直接利用的温度，提高能源的利用率，降低二氧化碳排放。

如在原油产业中，原油在联合站的加热分离和集输都要消耗大量的热能，目前热能主要由燃油锅炉和天然气锅炉提供。

如果利用高温热泵对石油开采过程中油水分离产生的30～50℃的余热水进行热回收，输出70℃～90℃的高温热水，取代原油加热炉对输油管道进行加热，可以降低原油的粘度，提高原油输送效率，同时节省外供热，从而获得节能效果。

原油集输系统加热工艺原理如图4所示。

另外，生产酸奶制品过程中，要对牛奶进行一级降温，须将37℃冷却水降至30～32℃循环使用，同时车间每天需要用80℃～85℃的热水进行间歇式清洗，应用高温热泵+蓄热水箱系统回收冷却水中的热量制取高温热水供清洗生产线使用，充分利用低谷电价，省掉了冷却系统，同时节省外供热的能源消耗，节能和经济效果良好。

酸奶厂的热泵工艺原理如图5所示。

图4 原油集输系统加热工艺流图5 酸奶厂应用热泵流程利用热泵还可以回收电厂冷却水、工业废水和城市污水排放中所含的热量。

工业废水的出水温度往往比较高，利用水源热泵回收其中的热量，可以用于冬季供暖或生产工艺，并逐渐应用于石油、化工、冶金、纺织、食品等各行业。

据统计，直接利用加热泵技术回收电厂余热和工业余热可承担170亿平米的供热面积。

利用城镇污水资源，发展污水源热泵具有显著的减排效益。

现阶段，我国城市污水年排放量约750亿吨，蕴涵的热能按4℃温差回收和利用50%的水量估算，可实现约4.5亿m2建筑的清洁取暖。

污水热能回收所具有的节能环保特征完全契合清洁取暖需要，这种鲜明的需求导向使得工程推广迅速，但面临的普遍问题是污水换热器阻塞引起的换热器频繁拆洗和传热性能低下。