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高温热泵在工业废热回收中的应用研究第一章：引言在当前环境保护和能源节约的背景下，工业废热回收成为实现可持续发展的重要途径。
高温热泵作为一种高效能源转换设备，已经在工业废热回收领域展现出巨大的应用潜力。
本文将对高温热泵在工业废热回收中的应用进行深入研究。
第二章：高温热泵的工作原理及特点高温热泵是一种基于逆向卡诺循环原理的热泵系统，通过循环工质在高温热源和低温热源之间传递热量，实现能量的高效转换。
与传统的燃烧设备相比，高温热泵具有以下几个优点：1. 高效能：高温热泵能够将低温废热转化为高温热能，实现能量的有效回收和利用。
2. 环保性：高温热泵在工作过程中没有废气和废水排放，减少了环境污染。
3. 灵活性：高温热泵能够适应不同温度和压力条件下的工作要求，提高了系统的适应性和可控性。
4. 综合经济性：高温热泵系统的投资成本相对较低，且运行成本较传统能源设备低，具有较高的综合经济性。
第三章：高温热泵在工业废热回收中的应用案例3.1 钢铁行业钢铁行业是能源消耗量巨大的行业，废热问题一直是制约其可持续发展的主要问题之一。
高温热泵在钢铁行业中的应用已经取得了显著的效果。
通过高温热泵对高温烟气进行回收利用，将废热转化为可用的高温热能，不仅可以降低能源消耗，还可以减少二氧化碳等温室气体的排放。
3.2 化工行业化工行业是另一个能源消耗大户，工业废热回收对于提高能源利用效率非常关键。
高温热泵在化工行业的应用主要集中在废气热回收和废水热回收方面。
通过高温热泵系统对废气和废水中的热能进行回收利用，不仅可以减少污染物的排放，还可以降低生产过程中的能源消耗。
3.3 电力行业电力行业作为国民经济的支柱产业，其能源消耗和废热排放量巨大。
将高温热泵应用于电力行业的废热回收中，不仅可以提高发电效率，还可以减少二氧化碳等温室气体的排放。
同时，通过高温热泵对烟气和热水的回收利用，还可以为当地供暖和热水提供可靠的能源。
第四章：高温热泵在工业废热回收中的技术挑战与发展趋势4.1 技术挑战高温热泵在工业废热回收中仍面临一些技术挑战。
高温热泵技术在工业生产中的应用与优化高温热泵技术是一种利用低温热能产生高温热能的节能技术。
随着工业生产对高温热能需求的增加，高温热泵技术在工业领域的应用越来越受到重视。
本文将探讨高温热泵技术在工业生产中的应用及优化方法。
一、高温热泵技术在工业生产中的应用高温热泵技术是一种将低温热能通过逆向卡诺循环转化为高温热能的技术。
在工业生产中，高温热泵技术可以用于以下方面：1. 提供工艺热能：许多工业生产过程需要高温热能来进行加热、蒸汽产生等。
传统的燃煤锅炉或燃气锅炉会产生大量废热，而高温热泵可以利用这些废热，提供所需的高温热能，实现能源的再利用与回收。
2. 冷热联供系统：许多工业企业需要同时提供制冷和供热服务。
通过采用高温热泵技术，可以将环境中的低温热能转化为高温热能，满足供热需求，同时产生冷量，实现制冷与供热的联供，提高能源利用效率。
3. 废热回收利用：许多工业生产过程中产生大量废热，这些废热大部分都没有得到合理的利用。
采用高温热泵技术，可以回收这些废热，将其转化为高温热能，提供给其他需要高温热能的部门或工艺，实现能源循环利用。
二、高温热泵技术在工业生产中的优化虽然高温热泵技术在工业生产中具有重要的意义，但在实际应用中仍存在一系列问题，例如热效率低、系统运行不稳定等。
因此，需要通过优化措施来提高高温热泵技术的效果。
1. 材料选择与组合：针对高温热泵技术的应用需求，合理选择材料和组合是提高热泵系统性能的关键。
例如，压缩机、换热器和膨胀阀等部件的材料需要耐高温、耐腐蚀，以确保系统的稳定运行和高效热能转换。
2. 增加热泵系统换热面积：增加换热面积是提高热泵系统热效率的重要手段。
通过增加换热器的数量、增大换热面积或采用新型换热器材料，可以提高热泵系统的换热效果，降低能耗。
3. 控制策略的优化：热泵系统的控制策略对系统的性能起着至关重要的作用。
通过合理设计控制策略，确保热泵系统在不同运行条件下稳定运行，并能快速响应负荷变化，提高能源利用率。
超高温热泵机组的优缺点超高温热泵机组是一种利用压缩热泵技术进行高温供热的设备。
它具有一系列优点，也存在一些缺点。
本文将详细介绍其优缺点。
首先，让我们先了解一下超高温热泵机组的工作原理。
它主要由压缩机、换热器、膨胀阀、冷凝器和蒸发器组成。
工作过程中，热泵通过压缩机将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的气体，然后通过换热器将热量释放给热水或蒸汽，再经过膨胀阀放松后，重新进入压缩机循环工作。
超高温热泵机组的优点之一是能够提供高效的供热效果。
传统的采暖设备在供热过程中会产生很多废热，而超高温热泵机组通过回收废热再利用，将电能和热能进行有效转化，提高能源利用率。
相比传统锅炉系统，它能够节约能源，并且排放的废气更少。
其次，超高温热泵机组适用范围广。
它可以满足不同行业和领域的高温供热需求，比如工业生产、温室种植、医疗设施等。
而且它的供热范围可以达到200摄氏度以上，可以满足大部分高温加热要求。
此外，超高温热泵机组还具有环保节能的特点。
在供热过程中，它不产生烟尘和噪音，减少了环境污染。
并且，它的供热效果稳定，不会因为外界温度变化而产生波动。
它还能够根据实际需求调节输出功率，实现精确的温度控制。
然而，超高温热泵机组也存在一些缺点。
首先是设备成本较高。
超高温热泵机组的制造和安装相对复杂，所以造价较高。
尤其是对于小型企业或家庭用户来说，投资成本可能会成为一个考虑因素。
其次，如果超高温热泵机组在运行过程中遇到故障，维修和维护成本也相对较高。
由于其结构和工作原理复杂，需要专业的技术人员进行维修和保养。
最后，超高温热泵机组的供热效果与室外温度有一定关系。
当室外温度较低时，机组的供热效果可能会下降。
尽管可以通过一些辅助措施，如增加机组的安装维护设施、采用储热等方式，来改善这个问题，但仍然需要在设计和使用过程中充分考虑室外温度的影响。
总体而言，超高温热泵机组是一种高效、环保的供热设备，具有广泛的应用前景。
但在实际使用过程中，需要权衡其成本、维护和室外温度等因素，选择适合自身需求的机型和品牌。
高温热泵机组原理高温热泵机组（High Temperature Heat Pump Unit）是一种能够实现高温热能回收利用的设备，通过能量转换的方式将低温热能提升到高温，从而实现能源的有效利用。
本文将介绍高温热泵机组的工作原理、应用领域以及其优势。
一、高温热泵机组工作原理高温热泵机组的工作原理基于热力学和制冷循环原理。
其主要组成部分包括压缩机、换热器、膨胀阀和蒸发器。
机组通过制冷剂在蒸发器和冷凝器之间的循环流动，将低温热源中的热能吸收并转化为高温热能，在工业和商业领域中实现高温热能的回收利用。
具体工作过程如下：1. 蒸发器：低温热源中的热能通过传热与制冷剂进行换热，使制冷剂从液态蒸发为气态，吸收低温热源的热能。
2. 压缩机：制冷剂进入压缩机被压缩，其压力和温度都得到提高，使其变为高温、高压的气体。
3. 冷凝器：高温、高压气体通过传热与外界换热，释放出热量，冷却后转变为高压液体。
4. 膨胀阀：高压液体经过膨胀阀的节流作用，压力降低，液体能够进入蒸发器，从而继续循环。
通过不断循环，高温热泵机组将低温热源中的热能转化为高温热能，实现了能源的回收利用。
二、高温热泵机组应用领域高温热泵机组具有广泛的应用领域，尤其在工业和商业领域中具备潜力。
1. 工业领域：高温热泵机组可以应用于铁矿石加热、化工过程中的回收利用、石油精炼过程中的热能回收等，能够大幅度降低能耗，提高能源的利用效率，减少对环境的负荷。
2. 商业领域：高温热泵机组可应用于商业建筑中的空调和供暖系统，通过回收室内废热来提供热水和暖气，降低运行成本，提高能源利用效率。
3. 农业领域：高温热泵机组可以用于农业温室中的加热系统，利用回收的废热提供稳定的温度和湿度条件，提高农作物的生长效率。
4. 医疗领域：高温热泵机组可以应用于医疗机构中的消毒设备和供暖系统，通过回收废热来提供高温热水和蒸汽，提高设备的效率和安全性。
三、高温热泵机组的优势高温热泵机组相比传统的热能回收利用设备具有以下优势：1. 高效节能：高温热泵机组能够将低温废热提升为高温热能，比较传统的热力设备能够实现更高的能源回收效率，显著降低能耗，节约能源。
热泵机组在印染污水废热回收中的应用张信荣1,2郑秋云1,2孟柄良2(1 北京大学工学院能源与资源工程系，北京， 1008712北大工学院绍兴技术研究院，浙江，312000)摘要工业污水的直接排放，不仅造成环境的热污染，而且造成能量的极大浪费。
针对印染行业对热水、热蒸汽需求量大的现状，本文将热泵技术应用于印染污水的废热回收，实现将低品位的低温热能转化为高温热水，供印染过程再利用。
为有效提高热水温度，采用特殊功能型流体工质，同时，对压缩机、蒸发器以及冷凝器的结构和运行过程进行改良，并编制了与其性质相匹配的控制程序。
实际运行结果表明：本高温热泵机组可稳定运行，且出口水温达到90℃以上。
本热泵系统在印染行业的使用将帮助印染企业节约大量热水、蒸汽，帮助企业实现节能减排目标。
关键词高温热泵废热回收印染功能型流体Application of heat pump unit for waste heat recovery of waste water in printing anddyeing processingZhang Xin-Rong1,2 Zheng Qiu-Yun1,2 Meng Bin-Liang2(1 Department of Energy Resources Engineering, College of Engineering, Peking University, Beijing, 10087;2 Shaoxing Technology Research Institute, College of Engineering, Peking University, Zhejiang province, 312000;)Abstract The direct discharge of industrial waste water results in thermal pollution of the environment, meanwhile, it also leads to serious energy dissipation. Considering the substantial demand for high-temperature water and steam in printing and dyeing industries, we attempt to utilize heat pump technology for the heat recovery from printing and dyeing waste water in this paper. The aim is to realize the conversion from the low-grade and low-temperature thermal to high-grade and high-temperature water which can be used again in printing and dyeing procedure. Ternary mixed refrigerant is used in the present heat pump as working fluid to efficiently increase hot-water temperature, additionally, both the design and operation conditions of compressor, evaporator , condenser and the running process are improved, and the corresponding control program is also written. The actual operating results indicate that the high temperature heat pump can stably operate with the hot-water temperature up to 95℃. The promotion and application of the system in printing and dyeing processing will save abundant hot-water and steam, and consequently help achieve the goal of energy saving and emission reduction..Keywords High temperature heat pump; waste heat recovery; printing and dyeing ; functional fluid0 前言随着全球范围内节能减排和新能源技术的不断发基金项目：国家自然科学基金(50976002)。
热泵余热回收的原理与设计热泵余热回收是一种利用热泵技术将废热转化为有用热能的方法。
它可以在工业生产和日常生活中起到节能减排的作用。
本文将介绍热泵余热回收的原理和设计。
热泵余热回收的原理是基于热力学中的热力平衡原理。
热泵是一种能够将低温热源中的热能转移到高温热源中的设备。
它通过循环工作介质的相变过程，实现热能的转移。
在热泵系统中，工作介质通过蒸发、压缩、冷凝和膨胀等过程，将低温热源中的热能吸收并释放到高温热源中。
热泵余热回收系统通常由四个主要组件组成：蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀。
首先，低温热源的热能通过蒸发器传递给工作介质，使其蒸发。
然后，压缩机将蒸发后的工作介质压缩，提高其温度和压力。
接下来，高温热源的热能通过冷凝器传递给工作介质，使其冷凝成液体。
最后，膨胀阀将液体工作介质膨胀，降低其温度和压力，使其重新进入蒸发器循环。
在热泵余热回收系统中，通过调整蒸发器和冷凝器的温度差，可以实现对废热的回收利用。
废热是指工业生产或日常生活中产生的高温热源的剩余热能。
通过将废热作为低温热源输入热泵系统，可以利用热泵的工作原理将其转化为有用热能，并将其释放到高温热源中。
这样就实现了对废热的回收利用，达到了节能减排的目的。
设计一个热泵余热回收系统需要考虑多个因素。
首先，需要确定废热的温度和热量。
废热的温度决定了蒸发器和冷凝器的设计参数，如管道尺寸和换热面积。
废热的热量决定了热泵系统的制冷量和制热量，从而确定了压缩机的功率和工作介质的选择。
需要考虑热泵系统的运行方式和控制策略。
热泵系统可以采用单回路或多回路的方式运行，具体取决于废热的特点和需求。
控制策略可以根据废热的变化和高温热源的需求进行调整，以实现最佳的能量转化效率。
还需要考虑热泵系统的经济性和可行性。
热泵系统的投资成本、运行费用和维护成本都需要进行评估和比较。
同时，还需要考虑废热回收对生产过程和生活环境的影响，以及其对能源消耗和碳排放的减少效果。
热泵余热回收是一种利用热泵技术将废热转化为有用热能的方法。
高温环境下机器人的能源回收与利用技术随着科技的飞速发展，机器人在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
然而，高温环境对机器人的正常运行和能源消耗提出了巨大的挑战。
在高温条件下，机器人很容易受损并且能耗较大。
因此，开发高温环境下机器人的能源回收与利用技术对于提高机器人的耐用性和运行效率至关重要。
高温环境下机器人的能源回收技术是通过收集、转换和利用机器人运行过程中产生的废热来回收能源。
废热是机器人运行中主要的能源损耗，如果能够有效回收并利用这部分能源，将大大提高机器人的能源利用效率。
首先，收集废热是能源回收的关键步骤之一。
在高温环境下，机器人通常由许多热敏感的元件组成，例如电机、连杆和传感器等。
这些元件在运行过程中会产生大量的废热。
因此，设计高温环境下机器人的结构应考虑废热的收集。
例如，可以将废热导入一个热交换器，通过流体冷却或排热的方式将废热转化为可用的能量。
这样一来，我们就能够最大限度地回收机器人产生的废热能源。
其次，回收的废热需要经过转换过程才能变成可用的能源。
热能转换技术是将废热能源转化为机械能、电能或其他可用形式能源的过程。
在高温环境下，常用的热能转换技术包括热电转换、热机械转换和热化学转换等。
热电转换是将废热能源转化为电能的一种常见方法，通过热电材料产生的热电效应将废热能转化为电能。
热机械转换则是通过利用废热进行蒸汽发电或热机械工作，将废热能转化为机械能或电能。
热化学转换则是通过化学反应将废热能转化为可用能源，例如利用高温环境下氢气从水中分离出来。
通过这些热能转换技术，我们能够有效地将高温环境下机器人产生的废热能源转化为可用的能量，为机器人的正常运行提供必要的能量支持。
最后，利用回收的能源是让机器人在高温环境下持久运行的关键。
回收的能源可以用于机器人的动力系统、传感器和运动控制系统等。
例如，回收的热能可以用来提供机器人的动力，减少对电池的依赖。
同时，利用回收的能源可以为机器人的其他功能提供能量支持，例如冷却系统和通信设备。
高温热泵技术随着全球气候变暖的趋势，高温热泵技术在能源领域中的应用越来越广泛。
高温热泵技术是一种高效的能源转换技术，它可以将低温环境中的热能转换为高温热能，从而实现能源的有效利用。
本文将介绍高温热泵技术的原理、优势以及在不同领域中的应用。
一、高温热泵技术的原理高温热泵技术是基于热力学原理的一种能源转换技术，其基本原理是利用热泵循环系统将低温环境中的热能通过压缩升温，使其达到高温状态。
高温热泵技术的关键是热泵循环系统中的制冷剂，它在不同的温度下具有不同的压缩蒸发特性，从而实现热能的转换。
具体来说，高温热泵技术的工作流程如下：1. 制冷剂在低温环境下蒸发，吸收低温环境中的热能。
2. 制冷剂通过压缩机被压缩，从而升温。
3. 高温高压的制冷剂在高温环境下放热，释放出高温环境中的热能。
4. 制冷剂通过膨胀阀降温，完成一个热泵循环。
通过这个过程，高温热泵技术可以将低温环境中的热能转换为高温热能，从而实现能源的有效利用。
二、高温热泵技术的优势高温热泵技术具有以下几个优势：1. 高效节能：高温热泵技术可以将低温环境中的热能转换为高温热能，同时可以实现能量的回收利用，从而大大提高能源利用效率。
2. 环保节能：高温热泵技术不会产生任何排放和污染，是一种绿色环保的能源转换技术。
3. 适应性强：高温热泵技术适用于不同的温度范围，可以适应不同的应用场景。
4. 维护成本低：高温热泵技术的维护成本低，可以有效降低能源成本。
5. 安全可靠：高温热泵技术的运行安全可靠，可以长期稳定运行。
三、高温热泵技术在不同领域中的应用高温热泵技术在不同领域中的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 工业领域：高温热泵技术可以用于工业领域的加热、干燥、蒸馏等过程中，可以大大降低能源成本，提高生产效率。
2. 建筑领域：高温热泵技术可以用于建筑领域的供暖、空调等环节中，可以实现能源的回收利用，大大提高能源利用效率。
3. 农业领域：高温热泵技术可以用于农业领域的温室加热、畜禽饮水加热等过程中，可以实现能源的回收利用，降低能源成本。
螺杆压缩机及膨胀机在高温热泵与能量回收系统中的应用赵兆瑞 唐昊 沈九兵 邢子文(西安交通大学能源动力与工程学院，西安 710049)摘要随着节能减排、提高能效的需求增大，高温热泵与能量回收系统的研究及应用日益深入广泛。
其中，高温热泵主要有两种类型,一种是使用R245fa等高温工质的高温热泵,另一种是采用水蒸汽介质的高温热泵;能量回收系统也有两种形式,即ORC余热回收以及采用水蒸汽膨胀的回收系统。
螺杆压缩机及膨胀机作为此类系统的核心部件，对系统的性能有着重要的影响。
本文介绍了螺杆压缩机及膨胀机在这类系统中的应用情况，并给出了一些研究进展和应用案例。
关键词：螺杆 压缩机 膨胀机 高温热泵 能量回收Applications of Twin Screw Compressor and Expander in Heat Pumpsand Energy Recovery SystemsZhao Zhaorui Tang Hao Shen Jiubing Xing Ziwen(College of Energy and Power Engineering, Xi’an Jiaotong University,Xi’an,710049) Abstract The demanding of energy saving becomes greater and greater nowadays , so that further investigations and applications are being conducted on high-temperature heat pumps and energy recovery system .The high-temperature heat pumps includes mainly two kinds of system : heat pumps using R245fa as working medium and those adopting water as working fluid .The energy recovery system also has two forms of application .That is ORC and water vapor expanding system .In such systems , twin screw compressors and expanders act as key parts so that influence the performance significantly .This paper introduces the application of twin screw compressors and expanders in these systems and provides research progress and application cases on them.Keywords Twin Screw Compressor Expander Heat Pump Heat Recovery基金项目：国家自然科学基金：双螺杆水蒸汽压缩机工作过程喷水降温特性研究（51276134）作者简介：赵兆瑞（1990-），男，硕士研究生，西安交通大学压缩机研究所，主要从事双螺杆压缩机的研究工作0 引言近年来,能源成本越来越高,这不仅体现在燃料价格的大幅上升,更由于对CO2排放量越发严苛的要求,都使得节能以及能源回收利用的价值体现越发明显。
作为用能大户的工业系统，如热电厂、冶金、印染、食品工业中，有大量的废热随废水、废气放出，其中蕴含80℃-300℃的大量热能被废弃掉，造成热损失，降低热效率。
余热回收对节能减排，提高能效的前景极佳在各种类型的余热回收方式中，螺杆压缩机及膨胀机起到了“心脏”的作用，并且由于其高效、稳定等特点被广泛研究。
主要领域包括高温热泵、ORC系统余热发电及低温热能发电等，本文将做逐一分析。
1 高温螺杆热泵在节能减排之中，工业余热的回收利用不仅可以产生能源回收利用的节能效果，又由于其弱化工业热污染以及减小对水资源的需求量而对环境保护起到明显的作用，显得尤为重要。
在许多工业领域内，往往存在有温度范围80℃—90℃的废热，而这些领域内需要的热源温度为110℃—130℃。
因此，回收低品位热能转化为较高温度热能提供给工业系统可以很好解决这一问题，其中高温热泵的优势不言而喻。
然而目前高温热泵所能达到的温度范围局限在80℃—90℃。
因而，为有效利用高温废热，通过热泵实现必要的温升，达到系统所需要的温度，研究新型的高温热泵，采用合适的工质是热泵余热回收系统有待研究的。
由于其高温工况、大流量、高热负荷等特点，与传统热泵不同，寻找最为合适的工质往往是工业余热回收热泵研究的先决条件，而之后则需要设计相应的压缩机以保证热泵循环的稳定高效运行。
针对这一情况，工质的选择需要着重考虑如下几个问题：工作环境，安全性，运行效率，热力学特性以及化学特性。
在传统热泵用合成制冷剂（R134a，R1234yf,R245fa等）中，目前较为成功的选择为R245fa，并已有应用到实际工业系统中的案例。
在日本神户制钢开发出了蒸汽供应温度可达120℃、COP达3.2的高效蒸汽供应系统——蒸汽强化热泵120（SGH120）和可提供最高温度为165℃蒸汽的热泵系统——蒸汽强化热泵165（SGH165）。
下图给出了R245fa工质高温螺杆热泵系统图。
图 1 R245fa工质高温螺杆热泵系统图图示为一利用R245fa工质的高温热泵。
通过吸收废水的热量，使其降温，热泵冷凝器制热量用于生产压力的饱和水蒸汽，饱和水蒸汽先在热回收换热器中吸收热量，具有一定的过热度后，再通过水蒸汽压缩机将其压缩升压至165℃、7bar的蒸汽状态。
采用板式换热器进一步回收部分的废水热量，用于加热原水，使原水温度先升温，再进入热泵冷凝器。
该高温螺杆热泵系统可广泛应用于印染厂、造纸厂及食品加工等领域，解决高温废热水的回收利用问题。
2 螺杆水蒸汽压缩机在高温热泵的工质选择中，传统合成制冷剂由于其较低的临界温度，往往无法满足在较高温度下冷凝的需求；同时，由于工业高温热泵往往需要较大规模，制冷剂大充灌量导致的环境问题也不容忽视。
目前，越来越多的研究尝试使用自然工质替代传统工质来进行高温工业热泵的设计，其中水蒸汽被视为具有更为合适的热力学特质。
水是自然工质，ODP为0，GWP小于1，廉价，无毒，稳定等特质使其在新一代热泵及制冷系统工质替代研究中得到重视。
由于其潜热大，系统的理论COP都较传统的合成工质系统的COP高，特别是在蒸发温度较高的场合，这也得益于水具有较高的临界温度（374.2℃）。
然而，实际应用中，以水为介质的系统受限于其压缩机技术。
因为水的比容较大，100℃以下系统负压，对应的压缩机压比及排气温度会较高，压缩机容积流量大。
近年来，各种形式的压缩机均被应用到水蒸汽压缩机的设计研发尝试中来，而国内外的大量研究表明：（1） 风机可以保证足够的流量，然而压比较低（相对温升在5-7℃）；如采用多级风机布置，可将温升提高至10-12℃，但这仍然无法满足大部分工业需求；（2） 多级离心压缩机最大可将温升提高至40℃，但这建立在大型化机械的基础上，需要巨大的成本投入；同时，高转速高压比的离心水蒸汽压缩机中轴承及密封可靠性较差；（3） 单螺杆压缩机相对流量较小，温升也可达到20℃左右，但表现出的绝热效率较低；因此，压缩机选型设计是一个巨大问题。
一个合适的高温热泵水蒸汽压缩机需要同时满足如下特点：高压比（温升40℃），足够的容积流量，以及较高的绝热效率。
综上所述，双螺杆压缩机是最适宜的水蒸汽压缩机，利用压缩过程喷水冷却，能有效降低排气温度，提高压缩机压比。
喷入的水能在增加压缩机容积流量的同时，使排气温度饱和，这样可以有效利用水的潜热，应用于热泵系统，能有效提高系统的性能。
此外，螺杆压缩机本身具有运行特性稳定，操作方便等优点。
W3Q1,s333,,m h s ,m h图3 闭式水蒸汽热泵循环以水为介质的热泵系统可分为开启式和闭式循环两种。
开启式压缩机所压缩的水蒸汽直接是工业废汽，压缩后的高温蒸汽在冷凝器中作为热源使用，同时自身被冷凝后排出，为工业领域常用的机械蒸汽再压缩（MVR）。
由于许多工业场合的可利用余热并非来源于水蒸汽，或因为蒸汽品质问题不能直接用于压缩，所以热泵系统也会应用到闭式循环。
采用闭式循环的另一好处是工质水的品质能得到保障，这样有利于压缩机性能的稳定和换热器的可靠换热。
图3所示用喷水螺杆水蒸汽压缩机的闭式水蒸汽高温热泵循环的简图。
其工作过程为：从蒸发器出来的蒸汽进入螺杆压缩机压缩，压缩过程中进行喷水冷却；水蒸发出来的蒸汽与原压缩蒸汽一起经压缩升温后排出并进入冷凝器冷凝，放出热量；冷凝后的液态水进入储液器，储液器上方设有排气阀，排出由于系统负压进入系统的不凝结气体；储液器内水分两路，一路与进料换热，达到设定温度后作为冷却水喷入压缩机的压缩腔内，另一路可经换热器换热过冷后，节流进入蒸发器；蒸发器内的液态水吸收工业废热蒸发后进入螺杆压缩机。
系统提供热量包括压缩机喷入水的冷却放热和压缩机排气冷凝放热两部分，系统所消耗的能量为提供螺杆压缩机运行所需的电能。
在自然科学基金（51276134）的资助下，西安交通大学针对图示中的螺杆水蒸汽压缩机高温热泵系统进行了研究，根据基本传热传质控制方程对系统性能及运行参数进行了计算，并搭建实验系统，对其运行性能进行测试，验证理论计算并进行深入研究。
图4给出了计算得到系统COP随蒸发温度及冷凝温度变化的趋势，图5为水蒸汽压缩机性能试验的系统设计图。
图4 系统COP变化图ORC与使用水作为介质的传统循环类似，区别在于工质特性不同，有机工质可以有更低的临界温度和临界压力，适合在较低温度的热源条件下进行膨胀做功。
ORC亦可分为亚临界ORC和跨临界ORC两种。
跨临界ORC具有温度滑移特性，适合蒸发器中的换热特性，但由于其工作压力更高、压比更大，设备难度也较大。
图6 ORC系统示意图由于ORC循环独有的特点，所匹配的膨胀机需要具有如下特性：效率高，成本低；部分适应带液膨胀；工况范围宽，无喘振等情况；可以重负荷启动；转速与直连发动机匹配，避免额外的减速装置。
由此可见，螺杆膨胀机是非常合适ORC系统的膨胀机选择。
螺杆压缩机在空气压缩、制冷等领域已经有了广泛的应用，技术成熟可靠，在此基础上研制的螺杆膨胀机在工作原理上为螺杆压缩机的逆向工作过程，即转子旋转方向相反，进排气口的方向也相反。
虽然螺杆膨胀机在结构上和螺杆压缩机有着很大的相似性，但因为工作过程相反，还是会带来一些值得研究的新问题。
