热泵技术及其在工业节能中的应用概要
1.能量系统的转换
1.1能量的品位
能量是物质的基本特性参数,它表示物质所具有的做功能力。热力学第一定律说明了不同形式的能量可以转换，但在转换过程中数量守恒，热力学第二定律指出，能量除了有量的多少外，还有品位的高低，不同品位的能量转变为功的能力不同。
物质的总能中可用能所占的比例代表了能量的品质。世界各国学者对“可用能”的理论和在各个领域中的应用进行了深入的研究和广泛的实践。1960年至1963年间，南斯拉夫学者郎特把能量分为可转变为技术功部分火用（Exergy）和不可转变为技术功部分火无（Anergic）。
火用表示热力系统中物质在任意状态下相对于环境零态（dead state）所具有的最大做功能力。火无表示物质所具有的总能中，相对于环境零态，不可转变为技术功部分。
根据火用的定义，对于开口系物质所具的比火用为：
e = h-h0-T0(s-s0) （1-1）
根据火无的定义，物质流的物理火无为：
e = h-e = h0+T0(s-s0) （1-2）
火用的概念是建立在热力学第一定律和第二定律基础上的热力参数,它表示能量在给定的环境条件下(P0、T0及其它参数），所能产生的最大有用功。它既可以表示能量的数量，又可以表示能量的品位及其可利用程度，火用的单位与焓的单位相同。
稳流工质可逆变化到环境状态，可设想由等熵和可逆等温两个过程组成。当忽略流动工质动能和位能的变化，由状态1可逆变化到环境状态零态（P0、T0）。
稳定物流火用的数值可以用工质热力性能参数表计算得出，也可用火用---熵图（e-s）表示。在实际过程中流入火用一定大于流出火用。即e x1＞e x2+e w 。它同能量概念不同，进出设备的火用并不守恒，只会减少，其减少的数值就是火用损失，见公式（1-3）。Δe x表示能量的变质。e w 表示火用转变为机械功部分。
Δe x = e x1– e x2 -e w （1-3）
根据孤立体系熵增原理，对于整个体系来说，不可逆过程熵只会增加，即产生有用功的能力减少。在数量上熵的增加等于火用的减少。
流入火用等于流出火用和火用损失之和，称为火用平衡方程式：
Δe x = e x2 + e w +Δe x （1-4）
1x x 12e e 1?-=+=x w x e e e
η火用效率表示传热设备的能量在数量上和质量上利用的完善程度，对于减压器，
则表示流出的火用占流入的火用比值。
（1-5）
热力学第一定律说明了不同形式的能量可以转换。热力学第二定律指出，能量除了
有量的多少外，还有品位的高低。应该避免在能量转换过程中有效能的无效贬值，即减
少能量转换过程中的不可逆过程。在实际能量转换过程中，火用只会减少，不会守恒。
1.2常规热力系统蒸汽节流减压的能量损失
蒸汽减压方法可以分为三类：节流式减压是典型的不可逆过程;回转式减压即利用汽
轮机将蒸汽减压的能量差转换为机械功，热电厂的汽轮发电
机组运行属于回转式减压。引射式减压即利用蒸汽喷射式热泵
进行减压，在蒸汽减压过程中，将废热蒸汽增压后，使其一并
供给加热设备用汽。引射式减压可以向热用户提供介于工作流
体和被引射流体两种流体不同压力中间任何一种所需要的压力
等级蒸汽。
采用阀门利用其阻力特性控制调节蒸汽压力的方法一
律称为蒸汽节流减压，它是对外界不作功的熵增等焓过程，蒸汽在节流减压过程中，
由于摩擦、涡流使大量有规则运动的分子变为无序运动，产生耗散功，导致熵的增加，
致使蒸汽能量产生无形的损失。
采用阀门及利用其阻力特性控制调节蒸汽压力的方法一律称为蒸汽节流减压，它
是对外界不做功的熵增等焓过程，蒸汽在节流减压过程中，由于摩擦、涡流使大量有
规则运动的分子变为无序运动，产生耗散功，导致熵的增加，致使蒸汽能量产生无形
的损失。（见图1-1）
假定蒸汽节流减压在绝热状态下进行，为了导出绝热节流减压的能量方式，首先
列出流入系统1Kg 流体稳定流动的能量方程式：
sh W z z g c c h h q +-+-+-=)()(2
112212212 （1-6） 绝热节流的热力过程具有以下特点，热力系统同环境间用绝热壁包围，热流q=0，
节流前后适当距离处截面速度基本不变，并且它的动能和焓值相比甚小，所以速度平
方差可以忽略不计，即： 。由此得出蒸汽节流减压过程的能量方程式： 0)(21
1122=-c c
h 2 = h 1 （1-7）
从热力学第一定律热效率观点分析，蒸汽节流减压前后焓值相等即h 2=h 1,反应不
出能量的损失。但是，熵的增加反映了在孤立的热力系统中，能量产生变质，转变为
可用功的能力减少了，无疑这是能量的无效贬值和用能的浪费。蒸汽节流减前后的损
失，可以表达为：
e x1-e x2 ＝T 0((s 2-s 1) （1-8）
根据火用效率的定义：
（1-9） 以下用计算对比说明，将P 1＝0.80MPa,t 1＝210℃蒸汽减压到P 2＝0.20MPa ，采
用蒸汽节流减压和热泵供热有效能火用 值的变化。
根据计算得出：P 1＝0.8MPa,t 1＝210℃工作蒸汽的火用为864.57KJ/Kg,用上述参
数蒸汽作为热泵的工作动力将P 2＝0.03MPa 的二次蒸发汽增压至P 3＝0.20MPa,采用
热泵供热和蒸汽节流减压的两种方式，其火用值所占比例的变化比较见图1-2。
从图1-2中可以看出，由于低于热用户能量品味低温热流如热力系统中，部分排
弃的火用转变为有效火用 。蒸汽喷射式热泵替代节流式减压还有利于热力系统能级的匹
配，有利于建立合理的用热网络。
蒸汽节流减压仍然是目前各工业企业普遍采用的调节蒸汽压力的方法，通过减压
阀将高品味蒸汽节流减压得到所需要的用汽参数。由热力系统排放出的蒸汽冷凝水夹
带大量二次蒸发汽，造成能量浪费，这是一种常规的传统供热模式。应该建立新的热
泵供热系统替代上述传统供热模式，在工业生产中充分利用能量，降低成本，发展生
产，保护环境。
1.3 疏水系统产生的能量损失
)
()(010*******s s T h h s s T h h e ------=
η
蒸汽在换热器中加热无聊后，大量蒸汽冷凝水的显热，二次蒸发汽及疏水器漏损
蒸汽的潜热，在常规热力系统中，经常没有得到回收利用，致使蒸汽能量产生有形损
失。蒸汽冷凝水的余热损失ΔQ K 为：
ΔQ K = )(211k S K i r X r X G +?+? （1-10）
公式中：G K – 排出冷凝水的流量 kg/h
X S – 疏水器的漏气率 ％
r 1 – 换热器工作压力下蒸汽的汽化潜热 kJ/kg
X T – 产生二次蒸发汽的比例 %
r 2 – 二次蒸发汽的汽化潜热 kJ/kg
i K – 排出的冷凝水焓值 kJ/kg
蒸汽冷凝水系统产生的有效能损失Δe 为：
Δe= Δe 1 + Δe 2 + Δe 3 （1-11）
式中Δe 1 、Δe 2 、Δe 3分别表示排出的冷凝水，疏水器漏气及二次蒸发汽的有效能。
另外，在工业生产过程中产生的低品位付产蒸汽由于其压力低、品位不相匹配排
放到环境中，同样是用能的浪费。
2、蒸汽喷射式热泵
2.1 热泵的原理
蒸汽喷射式热泵或称热能压缩机，它利用热电站或锅炉供出蒸汽压力和工艺设备
用汽的能量品位差转换为热泵的动力。其工作能力即供出的蒸汽压力、抽吸二次蒸发
汽的能力和消耗的新蒸汽量等均同工作蒸汽的膨胀比和被抽蒸汽的压缩比密切相关。
2.2 热泵分类
蒸汽喷射式热泵按其调节控制方式可以分为两种类型：
2.2.1 蒸汽质量调节热泵（见图2-1）
图2-1 不可调节式热泵
习惯将其称为不可调节热泵，其工况变化通过调节热泵入口新蒸汽的压力和流量来实现，而热泵本身不带调节装置，因此通常称为不可调节热泵。
一般热泵即不可调式热泵，当生产运行工况（即用汽压力和流量）发生变化，则需要调节热泵进口工作蒸汽干管上蒸汽调节阀。在调节过程中，由于蒸汽调节阀开度变化，就会改变和降低进入热泵的工作蒸汽压力，从而改变了工作蒸汽的膨胀比及热泵进口新蒸汽做功的能力，将明显影响热泵工作效率。
调节阀开度减少，流通阻力增大，调节阀后的蒸汽压力降低，即降低了热泵工作效率。这是不可调节热泵共性缺点和不足，不可克服。
我们专门设计的质量调节热泵特点如下；
●按不同热用户特点、不同的新蒸汽压力，专门设计热泵使其高效率运行。
●热泵本体设计采用流线型通道，流体阻力小，热泵效率高。
●喷咀关键部件均采用专门工艺加工成形，运转耐久可靠。
●热泵及热泵系统产品，列入国家重点新产品和国家级科技成果推广计划。
●采用高新技术设计，其研究成果评为国家科学技术进步三等奖，中国轻工业科技进步二等奖，国家环保科技进步二等奖，天津市科技进步一等奖及黑龙江省重大效益奖等。
2.2.2蒸汽流量调节热泵（见图2-2）（专利号：ZL2006200735598）
图2-2 可调式热泵
流量调节热泵通常称为可调节热泵，在热泵进口工作蒸汽干管上不需设置调节阀，热泵本身配置调节机构和喷嘴调节针芯等，当热力系统运行工况发生变化时，通过热泵自身调节机构调节和改变喷嘴通过蒸汽的有效断面积。在调节过程中它不会改变新蒸汽压力，使其在适应各种运行工况变化的调节过程中，只需调节喷嘴的有效断面积，通过热泵喷嘴工作蒸汽压力保持不变，其单位流量新蒸汽做功能力不会改变。
在各种生产运行变工况条件下可调节热泵均可高效运行。
可调式热泵本身配有调节机构、阀门定位器及调节针芯等，关键部位均采用不锈
钢材质，喷镀特殊耐磨金属材料，通过改变热泵的喷嘴有效断面实现热泵工况（即供
汽压力、供汽负荷）调节。在热泵调节过程中，热泵入口新蒸汽压力均不变，即热泵
的作功能力不变，调节性能好、热泵效率高。
专门设计的可调节热泵可以按各种装置工艺特点、新蒸汽的压力及能量品位，提
供各种高效运转可调式热泵。特点如下：
● 按热力系统的特点、不同的新蒸汽压力专门设计热泵，使其高效运行。
● 喷嘴等重要部件采用特殊的硬质合金，耐磨损，耐冲刷。
● 紧密结合热力流程工艺特点，严格设计蒸汽冷凝水系统。
● 可调式热泵设计采用7项专门的新技术。
● 专门设计的可调式热泵，可以用于在各种压力等级蒸汽工况下，均可以保证热
泵高效率运行。
2.3 热泵的特性参数
2.3.1热泵引射系数μ
热泵是其热泵供热系统的关键设备，热泵引射系数μ表示单位工作流体引射低品
位流体的能力，可以通过以下简化的数学表达式，通过计算机计算得出：
μ = （2-1） 可以采用以下数学表达式计算工作流体的膨胀比E 和被引射流体的压缩比K 。
P p /P H = E （2-2）
P C /P H = K （2-3）
其中E 值表示工作流体的压力P p 与被引射流体的压力P H 的比值，称为工作流体
的膨胀比（公式2-2），K 值表示混合流体的压力P c 和被引射流体压力P H 的比值，称
为被引射流体的压缩比（公式2-3），热泵的引射系数μ伴随工作流体膨胀比增大和被
引射流体压缩比减小而增大。
则其热泵的引射系数μ为：
μ = （2-4）
1)
/1()/1(1
131---?--c c p p k k c H k k p H cx px P P P P a a k k 1)1(1)1(111
1---?--c c p p k k k k cx px K E a a k
蒸汽喷射式热泵用于纸机干燥部，其高品位工作流体及低品位引射流体均为水蒸汽。工作蒸汽的临界速度αpx同混合流体的临界速度基本相等，用于计算分析热泵引射系数μ的公式（2-4）可以简化为：
μ=0.8341
H（2-5）
/
p H
C
其中，H p——工作流体从压力P p到引射流体P H产生的焓降KJ/Kg
H C——引射流体从压力P H到热泵出口混合流体P c热焓的增值KJ/Kg
2.3.2 影响低压蒸汽热泵引射系数μ的相关因素
通过对于上述热泵引射系数数学分析式，可以通过以下热工参数的变化分析低压蒸汽热泵引射系数的相关影响因素。
⑴工作蒸汽流入和流出热泵喷嘴的蒸汽焓差降低，致使热泵引射系数降低。
对比锅炉供汽压力为P1=0.9MPa（饱和蒸汽），热电站汽轮机背压（或抽汽）压力为P1=0.5MPa（通过蒸汽减温后的饱和蒸汽）。热泵供出压力高温、中温及低温分别为P c=0.25MPa，P c=0.12MPa及P c=0.05MPa三个压力等级蒸汽。
由计算得出，采用P1＝0.9MPa做为热泵的工作流体。其中热泵出口用汽压力高温、中温、低温如上所述，则其工作蒸汽的焓降H p分别为1.0、1.48、1.90。
如果采用P1=0.50MPa蒸汽做为工作流体，热泵供出蒸汽压力同上所述，则其工作流体蒸汽的焓降H p分别为P=0.90MPa做为蒸汽的工作流体焓降的0.58、0.72和0.78倍。显然，由于工作蒸汽压力降低，则按公式（2-5）计算工作流体焓降减少，采用低压蒸汽作为热泵的工作流体，其热泵引射系数μ将会明显降低。
⑵热泵工作蒸汽的膨胀比降低致使热泵μ值降低
低压工作流体的热泵同高压工作流体热泵相比，其工作蒸汽的膨胀比E明显降低，致使热泵引射系数降低。以下对比说明工作蒸汽为0.9MPa、0.5MPa对E值的影响。
采用P=0.9MPa和P=0.5MPa作为热泵的工作蒸汽，热泵供出高温、中温及低温蒸汽压力仍同上所述，热泵的工作蒸汽膨胀比E值列表说明如下：
通过表中数据分析得到，采用P=0.90MPa和P=0.50MPa作为热泵的工作蒸汽，其热泵工作蒸汽膨胀比相比，采用P=0.50MPa蒸汽作为热泵工作蒸汽，其工作蒸汽膨胀比只为前者0.6倍，热泵引射系数μ明显降低。
⑶工作蒸汽有效能降低致使热泵引射系数降低。通过上述分析：工作蒸汽流入和流出热泵喷嘴焓差H P降低，工作蒸汽膨胀比降低。其实质就是进入热泵喷嘴工作蒸汽的有效能火用值的降低，导致热泵的引射系数降低。
通过分析单位工质比火用的表达式得出热力系进出状态1到状态2 火用值及其火用值变化的表达式为：
ΔE C= E P1-E P2 =（H P1-T0S1）-（H P2-T0S2）（2-6）
可以认为，进出热泵为状态1至状态2。其工作蒸汽进口及出口火用值变化代表工作流体作出有用功的大小。由于进入热泵喷嘴工作流体蒸汽压力降低，新蒸汽熵值S P1增大，工作蒸汽的焓降H P降低，热泵供出的混合蒸汽压力蒸汽量及焓值均不改变，工作蒸汽的膨胀比E减少，则其热泵引射系数降低。
取用工作蒸汽压力为P=0.9MPa及P=0.5MPa，热泵作为开口系热力设备，流入为新蒸汽压力H P1，流出压力为热泵出口焓值H P2。当工作蒸汽压力为0.9MPa及0.5MPa时，工作蒸汽流体可以利用的有效能及其两种工作蒸汽压力的比值列表说明如下：
3.热泵供热系统的基本流程
3.1热泵供热流程
蒸汽喷射式热泵供热系统由喷射式热泵、高效闪蒸罐、
专门设计的压差疏水器和换热器组成。以下分析一个典型
的石没化工生产实例。（见图3-1）
在某石油化工联合企业硫铵车间的蒸发工序，采用单效
减压蒸发，以已内酰胺生产的副产硫铵母液为原料，将硫铵
母液浓度由30～33%，浓缩至70%，经过蒸发、结晶、搅拌、
离心分离及干燥得到粒状固体硫铵化肥外销。生产每吨硫铵
产品需耗用标准煤275.5kg,其中蒸汽占95%，电占3.9%，水
占0.4%.节省蒸汽是该装置节能降耗的重要环节。
在原来生产过程中，采用蒸汽节流减压，加热蒸发及疏水器组成常规的热力系统向硫铵母液蒸发器供热。由于节流减压造成蒸汽能量贬值和通过疏水器产生大量低品位废热排放于环境中，造成用能的浪费，并对周围环境产热污染和噪声污染。
我们采用热泵供热流程如下：由外管来的P1=0.88MPa（表压、下同），t1=240℃的工作蒸汽通过蒸汽喷射式热泵吸入高效闪蒸罐产生的二次蒸发汽，将其增压到
P2=0.24MPa进入蒸发器加热室,由硫铵蒸发器排出的蒸汽冷凝水经过专门设计的压
差排水器进入高效闪蒸罐产生的二次蒸发汽再由蒸汽喷射式热泵进行压缩提高能量
品位后供生产使用。由闪蒸罐排出的蒸汽冷凝水靠其液位及余压经过物料换热器预热物料，冷凝水降至60℃左右，再由系统中排出。
3.2热泵供热系统的运行及效益
热泵供热系统于1984年9月投入工业生产运行,一直正常运转,取得了明显的技术经济效果其效益如下:
⑴提高了能量利用率,由热泵供热系统排出的蒸汽冷凝水温度只有60℃,其余焓只占蒸汽焓值的8.57%。
⑵提高了蒸汽有效能利用率,通过热泵供热供热系统代替了蒸汽节流减压,蒸汽
能量的品位得到了合理的应用。
⑶改善了劳动环境，蒸汽节流减压阀门产生的噪声为104分贝，热泵系统投入运行后降低到74分贝以下，并消除了车间周围环境的热污染。
⑷提高了经济效益，每吨硫铵产品单耗蒸汽由2.34t/t,下降到1.84t/t，产品单耗蒸汽下降了21.4%。投资回收时间不到半年。
上述热泵供热系统运行实例曾由中国石化总公司推荐参加了国际能源管理及节
能技术展览会展出。并荣获部、省级科技进步奖。
4、热泵供热在工业生产中的应用
4.1废热蒸汽回收及换热网络
4.1.1 热力系统运行工况分析
某大型石油化工企业2PE装置在生产过程中耗用P=0.5MPa、1.3MPa、3.0MPa 三种压力等级的蒸汽，在化工生产过程中，每小时连续排放低压付生蒸汽约3t/h，排放压力P=0.40-0.55 MPa。2PE装置排放的付生蒸汽通过专门设置的废热蒸汽管线，除采暖季节供给采暖用户外，其它季节均排放到环境中去。
该企业PP装置耗用的P=0.65MPa，t=172℃过热蒸汽，其蒸汽来源于本公司热
电厂,在本厂热力入口将P= 1.30MPa，t=230℃的蒸汽减压至0.75MPa，再通过设在PP装置内的过热蒸汽减压减温设备,由0.75MPa减至0.65MPa,由温度220℃减温至172℃（过热度为5℃）,供给PP装置工艺设备用汽。
通过上述分析，2PE及PP两套装置的热力系统有以下明显缺点,2PE装置产生的付生蒸汽排放到大气中，没有进行能量回收利用。PP装置采用的新蒸汽却从工厂的热力入口至本装置先后两次采用蒸汽节流减压，造成蒸汽热能无效贬值方法，得到所需要参数的蒸汽。
应该建立一个新的热泵供热系统回收2PE装置排放的二次蒸发汽，采用热泵将其增压后，供给满足PP装置所要求的压力、温度和数量的蒸汽。
4.1.2 热泵供热流程
⑴工艺装置用汽的特点
可以利用2PE及PP两套装置间的互补条件建立热泵供热系统,回收利用2PE装置排放的付生蒸汽，替代蒸汽节流减压向PP装置提供所需数量、压力和过热度的蒸汽。由于热力系统运行同工艺生产密切相关，热泵供热系统设计和运行必须克服以下难点∶
●热力系统运行须安全可靠。2PE装置紧急停车时不能影响PP装置用汽。
●不改变上游2PE装置付生蒸汽的排放工况。付生蒸汽接入PP装置管道后,
不能影响2PE装置排放付生蒸汽，也就是2PE装置排放背压不能提高。
●热泵供热系统同现有热力系统转换方便。付生蒸汽与新蒸汽切换不能有波动，
不能影响PP装置生产用汽。
●免维护稳定运行。该设备投运后不具备经常检修条件，即需要“免维护”。
●选择合适的付生蒸汽及热泵供热系统切入点位置及切入点工况。
⑵热力流程
如图4-1所示，由2PE装置排出的付生蒸汽进入一级汽水分离罐102进行汽水分离和扩容闪蒸，再进入二级汽水分离罐103继续进行汽水分离和扩容闪蒸，利用热泵
101将经过二级汽水分离和扩容闪蒸后的付生蒸汽进行增压和提高温度。热泵101出口蒸汽达到控制参数后，通过现有的蒸汽管线供PP装置生产用汽。
⑶热泵供热系统运行
2PE装置付生蒸汽回收项目于2001年6月投入运行已经八年，解决了引进装置原热力系统设计存在的问题，完全满足了生产要求。
该热泵系统具有以下特点：首先2PE装置付生蒸汽排放压力和原来对外排放工况相同，仍保持在0.45-0.55MPa之间。热泵供热系统适应付生蒸汽压力和流量变化的影响，少则少收，多则多收。当付生蒸汽压力波动及流量变化时，热泵供出的蒸汽压力、温度及流量均能满足PP装置的生产要求。其次，下游PP装置供热系统可靠，热泵系统投运和退出均无扰动；再次，该热泵系统控制回路简便，投运和退出方便，付生蒸汽流量采用自动控制和调节，就是在2PE装置紧急停车时,付生蒸汽突然下降，蒸汽喷射式热泵压力调节系统仍会根据热泵出口压力参数值进行自动调节，保证PP 装置生产供汽系统安全可靠。最后，该蒸汽喷射式热泵本身没有运转设备，热泵的关键部位喷嘴等均采用合金材质经特殊加工而成，耐磨损、耐高温、耐腐蚀，不需检修。符合不间断供汽要求，热泵运转状态良好。
该热泵供热系统投入生产运行后,每个月逐日统计了运行数据。现以2003年5月份运行数据为例说明如下：以热泵进口新蒸汽压力PP,付生蒸汽压力Ph，热泵供至PP装置蒸汽压力PC为纵坐标，时间日为横坐标，PP、Ph、PC日变化请见图4-2。以付生蒸汽流量GH为纵坐标，时间日为横坐标，热泵回收的付生蒸汽量日变化见图4-3。
2PE装置排放的付生蒸汽冬天主要用于采暖，夏季分流部份付生蒸汽做为溴化锂吸收式制冷机发生器用汽，过渡季付生蒸汽全部采用热泵增压后供PP装置生产用汽，
所以供给热泵供热系统的付生蒸汽量是变值，在0至最大值3.5t/h范围内变化。图4-3曲线显示，2005年5月份溴化锂制冷机开始投入运行，其制冷机用汽负荷伴随环
境气温变化。5月15日、5月26日出现供给热泵供热系统的付生蒸汽流量峰值为3.18t/h，谷值为1.37t/h。由于我们专门设计的热泵具有较好的调节性能，热泵供热系统可以经受2PE装置付生蒸汽流量变化的影响。热泵供出的蒸汽压力、温度、流量均能满足PP装置的生产要求。
热泵供热系统适应PP生产装置用汽压力的变化。按工艺生产需要，热泵供热系统自动调节热泵运行工况，满足工艺生产用汽要求。如图4-3曲线中5月25日和5月28日PP压力峰值0.67MPa，PP压力谷值0.54MPa，热泵供热系统可以经受PP 装置用汽压力变化的影响，热泵供热系统均能满足工艺生产用汽要求。
当PP装置用汽压力较低时接近于付生蒸汽压力，由于付生蒸汽干度及蒸汽过热度并不能满足PP装置用汽参数要求，在这种工况下,蒸汽喷射式热泵主要用于提高付生蒸汽干度和过热度，同时也相应提高了付生蒸汽压力，以满足生产要求。
4.1.3 经济效益
⑴回收蒸汽效益。
按全年工作时间8.5个月计算（扣除采暖季节3.5个月）,全年运行6120个小时，每小时回收付生蒸汽平均量2.5t/h，按418.7×104kJ(100万千卡)热量定价为100元计算，全年回收蒸汽量15300吨，每年回收付生蒸汽费用折合人民币100.71万元。
⑵生产成本下降
PP装置使用付生蒸汽运行效果良好，操作管理方便，并且消除了付生蒸汽产生的“白龙”，创造了良好的环境效益、社会效益和可观的经济效益。
4.2 能级匹配及热力系统优化运行
江苏某化工有限公司甲胺生产装置各段蒸发塔再沸器等工艺用汽设备，用汽压力不同，采用热泵供热系统替代原有热力系统，将蒸发塔、再沸器排出的蒸汽冷凝水产生的二次蒸发汽，经专门设计的流量调节热泵增压后，再供再沸器等工艺设备用汽，使其蒸汽能量和品位都得到充分的回收和利用。
4.2.1 热力流程对比
⑴常规热力流程
本车间技术改造前采用直供汽和蒸汽冷凝水闪蒸供汽系统。新蒸汽直供气化器E-106及E-101Ⅰ塔、E-102Ⅱ塔、E-103Ⅲ塔等再沸器用汽，蒸汽冷凝水排至汽水分离罐V-101。原设计拟采用汽水分离罐V-101产生的二次蒸发汽供E-104Ⅳ塔及E-105Ⅴ塔再沸器等用汽。由于二次蒸发汽压力及数量变化，不能满足Ⅳ塔及Ⅴ塔再沸器工艺生产要求。汽水分离罐V-101的工作压力P≧0.25MPa，排出的蒸汽冷凝水温度对应的饱和温度为138.19℃，蒸汽冷凝水由V-101排至冷凝水罐V-102，致使V-102工作温度和工作压力升高，在V-102的塔顶设置冷凝器消耗大量循环冷却水将其二次蒸发汽冷凝，造成冷却用水的浪费。（见图4-4）
HS
：高压蒸汽
HS
图4-4
⑵热泵供汽热力流程图
按生产工艺要求，由于E-102Ⅱ塔及E-103Ⅲ塔再沸器生产用汽压力较高，采用新蒸汽直供。E-106气化器，E-101Ⅰ塔、E-104Ⅳ塔及E-105Ⅴ塔再沸器等工艺设备用汽
压力较低，采用热泵供汽。上述相关各工艺设备的蒸汽冷凝水回至V-101进行扩容闪蒸，产生的二次蒸发汽由热泵H-101增压后供气化器、Ⅰ塔、Ⅳ塔及Ⅴ塔再沸器等工艺设备用汽。热泵供热系统投入运行后，V-101的工作压力由P =0.25MPa 降至约0.02MPa 。排出的蒸汽冷凝水温度由t ﹥138℃降至103～104℃。同时致使V-102工作压力、温度降低，节省了V-102塔顶冷凝器消耗的冷却水。（见图4-5）
HS 冷却水进
冷却水出：高压蒸汽HS ：低压蒸汽
LS 图 4-5
4.3 钢铁冶金焦化蒸氨塔热泵供热
我国正在建设“节约型社会，“其中要实施10大重点节能工程，包括余热、余压利
用工程，能量系统优化。工业节能降耗又是循环经济的重要内容之一。我国把工业节能作为节能的重点领域，特别突出要抓好钢铁、有色金属、煤炭、电力等9个行业的节能工程，大幅度提高能源利用率，主要产品能耗达到国内和国际先进水平。
本课题研究充分利用蒸汽有效能，用于引进的钢铁化工企业蒸氨工段的热力流
程，建立蒸汽喷射式热泵供热系统，回收塔釜排出的含氨废水汽水混合物中夹带的二次蒸发汽，将其增压后再供塔釜加热用，节能降耗效果显著，热泵供热系统投入运行后，蒸氨装置蒸汽单耗由同期的102.66kg/m 3氨水降至78.61kg/m 3氨水，降幅达
23.42%，预计年降低蒸汽消耗折合费用人民币136.86万元。
4.3.1 热能转换
能量是物质的基本特性参数,它表示物质所具有的做功能力。热力学第一定律说明了不同形式的能量可以转换，但在转换过程中数量守恒，热力学第二定律指出，能量除了有量的多少外，还有品位的高低，不同品位的能量转变为功的能力不同。
物质的总能中可用能所占的比例代表了能量的品质。把能量分为可转变为技术功能份火用和不可转变为技术功部份火无。在能量转换过程中火用值不会守恒，不会增加，只会减少。火用值减少即熵值增加过程，通常将其能量贬值熵值增加称为能量转换过程中的“无形损失”。系统能量的流失，通常称为能量的“有形损失”。
4.3.2能量损失
必须减少本系统能量转换过程中的“无形损失”及“有形损失”，现对蒸氨塔釜热力过程中能量损失进行如下分析。
⑴蒸汽能量转换过程中能量贬值。
能量除了有量的多少外，还有品位的高低，不同品位的能量转变为可用功的能力不同。应该避免在能量转换过程中有效能的贬值，减少能量转换过程中的不可逆过程。
由蒸汽外管供给的P=0.7MPa,t＝210℃过热蒸汽直接用于P＝0.039MPa，t＝108℃氨水溶液加热，通过调节阀将其蒸汽能量进行节流减压产生能量贬值。由于供热和用热能级不同，新蒸汽进入氨水溶液中压力降低，水蒸汽的焓值全部用于氨水加热，但是其蒸汽有效能属于对外界不作功，无效贬值过程。
计算蒸汽有效能火用的表示式见（1—1）：
计算得出P＝0.7MPa，t＝210℃和P＝0.039MPa，t＝108℃蒸汽有效能分别为e1＝851.594 kJ/kg和e2＝567.089 kJ/kg。
由于蒸汽压力降低，计算得出新蒸汽火用损失为284.505 kJ/kg,损失率为284.505/851.594=33.41%，可以将上述能量贬值过程称为能量的“无形损失”。
可以采用喷射式热泵，以新蒸汽做为热泵的动力，利用蒸汽减压过程中的有效能差值作功，回收含氨废水中的二次蒸发汽，将二次蒸发汽提高压力后供蒸氨塔釜加热用，以降低蒸氨塔的蒸汽耗量。
⑵蒸汽能量转换过程中的热量损失
在蒸氨塔中是氨蒸汽发生和精馏过程，在塔釜直接将蒸汽通入含氨溶液中，直接加热氨溶液，使其氨水汽化，而含氨的稀溶液从塔釜排出，由于采用蒸汽直接加热，由塔釜排出的含氨废水则为含有蒸汽的两相流，其中含汽量即为主要的余热资源。
难以通过计算得出含氨废水中的含汽量，我们力图通过热平衡计算，得出由塔釜排出含氨废水中的含汽量，分析方法如下：
按实测数据计算得出由塔釜排出含氨废水中显热量Q1，计算得出换热器E-1301热回收量Q2和换热器E-1303热回收量Q3。
根据上述测试数据，如果计算得出Q1＜Q2+ Q3，则说明塔釜排出的废水是含有水蒸汽的两相流，即由塔釜排出的含氨废水中其显热及含有水蒸汽的潜热构成其余热资源，其中水蒸汽的潜热是其主要部份。厂方在现场经过多次测试,按实测数据计算得
出汽化率为5％～15％，由于水泵输送、设备及管道散热损失及生产运行情况等原因，测试得出数据均不同，尚需依靠生产运行验证。
通过上述分析，按能源系统优化工程原则，应该充分利用蒸汽的余热、余压，减少和回收蒸氨塔釜用汽能量转换过程产生的能量“无形”及“有形”损失。
4.3.3 蒸氨塔热泵供热系统
⑴常规工艺流程
某化工有限公司煤气精制厂蒸氨塔工艺从国外引进。其蒸氨塔釜通过调节阀直接通入P＝0.7MPa，t＝210℃的过热蒸汽用于氨水溶液加热蒸发。塔釜压力为0.039MPa，t＝108℃。通过塔顶冷凝器得到99℃氨气，塔釜排出温度t＝108℃含氨气水混合物，进入沥青分离罐T-1303。采用水泵P-1303将含氨废水经过换热器E-1301及E-1302回收余热后，排至工业污水处理装置。
蒸氨塔釜采用P＝0.7MPa t＝210℃的过热蒸汽在加热氨水溶液的过程中，只利用了蒸汽汽化潜热，在加热过程中由于供热及用热两者能级相差较大，蒸汽能量的品位没有得到合理匹配，蒸汽能量品位产生了贬值，同时由蒸氨塔釜排出的含氨汽水混合物夹带着蒸汽，能量的数量也没有得到充分的回收利用。
本课题研究的目的就是利用热力管网供给的新蒸汽和蒸氨塔用热的能量差做为热泵的动力，建立可调式蒸汽喷射式热泵系统，回收由塔釜排出的含氨汽水混合物中夹带的二次蒸发汽，采用喷射式热泵将其增压后，同新蒸汽一并做为供给氨蒸发塔釜加热用蒸汽，从而降低氨蒸发塔生产汽耗。
⑵蒸氨塔热泵供热系统
由蒸氨塔K-1301排出的含氨废水利用现有管道进入沥青分离罐T-1303，可以利用T-1303现有人孔设置接至可调热泵HP-1001,在现有热力管道调节阀101V前引出P＝0.7MPa t＝210℃等级新蒸汽做为可调热泵HP-1001的工作蒸汽，利用蒸汽喷射式热泵将沥青分离罐T-1303分离出的二次蒸发汽增压至P≥0.12MPa，并同新蒸汽一并供给蒸氨塔K-1301塔釜用汽。
通过设定的流量值由FICQ-1303控制热泵HP-1001的供汽压力和供汽量。（详见热力流程图）
图4-6 蒸氨塔热泵供热流程图
4.3.4 使用效果及技术指标
⑴使用效果
热泵供热系统投入运行后，蒸氨装置蒸汽单耗由同期的102.66kg/m3氨水降至78.61kg/m3氨水，降幅达23.42%。大大超过了项目预期值，年降低蒸汽消耗折合为人民币136.86万元，投资回收时间仅为3.5个月。
⑵技术指标
除上述蒸汽消耗指标大幅度降低外，同时蒸氨废水中含氨浓度明显降低，含氨量基本在0.01%以下，大大降低了后序废水处理成本。
⑶结论
采用蒸汽喷射式热泵替代蒸汽节流减压，回收二次蒸发汽，同时又将废水中的含氨蒸汽做为资源回收至蒸氨塔，减少了废水中含氨量，生产运行实例证明，本热泵供热系统起到了节能、环保、废物资源化等多重效益。本项目在钢铁冶金及化工企业将有广泛的应用前景。
4.4酒精蒸馏塔釜废热回收
4.4.1酒精蒸馏的节能潜力
酒精行业是耗用热能的用户，目前我国酒精工业每生产1吨酒精平均用标准煤800kg。但是，生产技术落后的企业以及中、小型酒精装置生产1吨酒精耗用标准煤高达1500kg，进行以节能为中心的技术改造是酒精工业降低产品成本、投入市场竞争的重要技术措施。
在酒精工业生产中热能浪费集中表现在以下三个方面：其一热能的品位没有得到合理的区配使用，在酒精工厂耗用大量低品位蒸汽的工序(如蒸馏等)，都是采用较高压力蒸汽进行节流减压获得所需要参数的蒸汽，从而造成能量的无效贬值。其二、对蒸煮和蒸馏等工序中排出的大量废热蒸汽的能量。没有进行回收利用。浪费了能量，污染了环境。其三，在工艺过程中出现反复加热，冷却的生产过程。物料余热没有进行回收利用，浪费了能量。
在酒精生产中，蒸馏工艺是酒精生产耗用热能最多、热效率最低的工序。其热能耗用量是酒精生产热能总耗量的50%左右，蒸馏工艺的任务是将成熟发酵醪通过蒸馏把酒精分离出来，在酒精粗馏工序中，要用蒸汽将发酵成熟醪加热到108℃，分离出酒精后的废糟液带有大量的显热和潜热排放到糟液池。以江苏省句容酒厂为例，年产5000t酒精装置。根据该厂的运行参数，按日产酒精15000kg计算，则粗馏塔塔釜排出的废热液带出的热量全年为3.39X1010KJ。
在酒精生产当中，锅炉供出蒸汽至酒精车间压力为0.50—0.55MPa(绝)，粗馏塔生产耗用蒸汽压力为O.14-0.16MPa(绝)，一般采用蒸汽节流减压的方法将新蒸汽压力减至粗馏塔用汽所需要的蒸汽压力。蒸汽节流减压是能量贬值的过程，新蒸汽减压造成能量贬值，产生的火用损失为199.07k]／kg，相当于新蒸汽火用值的26％。蒸汽的压差越大，产生的有效能损失越大。回收和利用新蒸汽的火用损失做为热泵工作的动力，回收糟液带出的废热蒸汽，提高其能量品位，再供给粗馏塔釜用汽。
4.4.2酒精蒸馏热泵废热回收系统
在蒸馏工艺中，蒸馏塔的塔釜加热器、塔顶冷凝器排出的大量废热都可以回收利
用。本文以年产5000吨酒精装置为实例，研究建立合理的热泵废热回收系统，将酒精粗馏塔排出的糟液废热提高品位后，再供塔釜加热用。
⑴热泵废热回收热力系统
由粗馏塔201塔釜排出的废热糟液经过可调压力排糟器103排出废热糟液，并使粗馏塔的塔釜保持所需要的蒸汽压力。废热糟液进入糟液分离闪蒸罐101进行汽、液分离和闪蒸，产生的废热蒸汽利用热泵102将其提高到粗馏塔釜所需要的蒸汽压力。供给粗馏塔201的塔釜加热用。由糟液分离闪蒸器排出的废热糟液通过糟液泵106提高压力后，进入高效换热器105，将锅炉给水加热至90℃，废热糟液温度降低到50℃左右，排放到糟液池202。热泵工作蒸汽压力约0.5MPa(表)，热泵供出蒸汽压为0.14～0.16MPa(表)。闪蒸罐排出的糟液温度约为96℃，其工作压为0.09MPa(绝)，即闪燕罐在真空条件下工作。热泵废热回收系统热力流程图见图4-7。
101、糟液分离闪蒸罐 102、热泵 103、可调压力排糟器
104、定压器 105、高效换热器 106、糟液泵 201、粗馏塔 202、糟液池
图4-7 热泵废热回收系统热力流程
⑵主要技术要点
在本项技术研究中，采用蒸汽喷射式热泵供热系统替代常规供热系统，该系统由一系列专门研制的高效传热、传质设备组成，主要技术要点如下：
1、研究热泵供热系统用蒸汽喷射式热泵替代常规蒸汽节流减压。蒸汽喷射式热泵是不以电为动力的热泵，利用蒸汽减压的能量差为动力，提高蒸汽冷凝水和工艺过程中产生的废热蒸汽的压力，使其一井供给工艺设备用汽。本研究课题中，热泵是废热回收的主要动力设备。运行实践证明，专门研制的喷射式热泵具有启动方便、运行稳定、噪音低、安全可靠，经济效果显著等优点。
2、采用离心惯性和扩容闪蒸的机理研制高效糟液分离闪蒸器，将酒糟和高温冷凝水分离。进一步闪蒸获得二次闪蒸汽，在容器内设有导流的弧形板和所需要的闪蒸
分离空间以及汽、液流动相互干扰较小的通道，使其具有闪蒸完全、分离效果好的优点，该设备在负压工况下运行。
3、调整进入粗馏塔蒸汽分配管的几何尺寸。减少阻力损失，降低粗馏塔的用能品位，提高热泵的供热系数。
4、采用高效换热器。利用糟液分离闪蒸器排出糟液的显热加热锅炉给水，使锅炉给水由常温升至90℃左右，降低锅炉耗煤量，糟液温度降低至约50℃再排至糟液池。应使高效换热器流动糟道没计合理，糟液流通侧活断面大于冷凝水流通活断面。
5、在热泵供热系统的糟液分离闪蒸器上还设有专门设计的定压器，使闪蒸器可以在正压或负压工况下工作。
4.4.3 运行工况
运行工况表明，热泵供出蒸汽压力稳定，满足粗馏塔运行要求。由于热泵系统投入工作，使糟液分离闪蒸器在真空工况下运行，热能利用充分，特别是加大了粗馏塔底排出糟液的压差，使塔釜分离后的糟液和蒸汽冷橱水排山通畅，强化了传热传质，提高了设备的生产量。热泵供热系统还具有管理方便，停车启动简便等优点。
4.4.4 效果
⑴经济效益显著。1991年8月完成项目实施，1991年9月投入试运行后，酒精单产能耗明显下降。1990年、1991年至1992年(1-11月)平均生产一吨65℃酒精综合能耗由0.73t／t(1990)、0.612t／t(1991)下降到0.497t／t(1992年1—11月)。以1992年1-11月份产量计算，1992年和1990年相比，综合能耗降低31.92％。按每吨蒸汽45元（当时价格）计算，节省蒸汽获得直接经济效益62.87万元（已扣除增加糟液泵消耗的电费，下同）。
⑵成品成本下降。以1992年1-6月份和1991年1-6月份相比。蒸汽费用占原材料和动力成本的比例由12.85%下降到11.74%。生产每吨65℃酒精成本下降了27.87元。
⑶提高了热能利用率。从热泵供热系统高效换热器排出的糟液温度约为50℃，其余焓为209.30kJ／kg，占新蒸汽焓值的7.6%，热效率高，比常规热力系统热效率提高了30%以上。
⑷提高了蒸汽有效能的利用率。从热泵供热系统高效换热器排出糟液的余火用约为6.034kJ／kg，只占新蒸汽火用值的0.79%，蒸汽的有效能得到了充分的利用。
⑸保护环境。有利于安全生产。以往酒厂的废糟液直接排入酒漕池，整天热气冲天，不仅污染环境，有时还会出现烫伤事故。现在的酒糟温度只有50℃左右。既
我国热泵发展当今的状况以及未来的展望
我国热泵发展当今的状况以及未来的展望 来源：中国建筑科学研究院空调所作者：李先瑞郎四维 1 热泵发展的现状 近几年来，我国热泵发展很快，主要表现在如下几个方面： （1）据统计，1996年我国空调设备（指电动冷热水机组、吸收式冷热水机组、房间空调器以及单元空调机组，但不包括进口机组）的总制冷能力约为2000万kW，其中热泵型机组的制冷能力约占60%。在全部热泵型机组中，电驱动热泵容量约为1070kW，占90%；吸收式热泵容量约为130万kW,占10%。 （2）近几年来，我国的吸收式制冷装置发展迅速。据统计，1996年销售的溴化锂吸收式制冷机约3000多台，其中直燃机1115台。 （3）热泵在工业中的应用已见端倪，木材、食品（茶和水果）、陶瓷、造纸、印刷、石油和化工等工业生产过程已采用了蒸汽喷射式热泵、吸收式热泵和电驱动热泵。例如，目前大约有400台热泵式木材干燥机正在运行，年处理能力约为200千立方米。 2 热泵发展的背景 2.1 能源政策 我国一次能源年保有总量（不包括生物质能和新能源）为14亿吨标准煤，其中原煤14.6亿吨，原油1.7亿吨，天然气300亿立方米，水电2400亿kWh，核电250kWh，进口石油4～6 亿吨，火电电力装机容量2.9～3亿kW（平均每年增加装机容量1500kW）。据1997年统计，我国电厂热效率为32.95%，电厂供热效率为83.68%，能源转换总效率为38.07%。采用热电冷三联供系统或称总能系统（TES——Total Energy System)，燃气热泵（GEHP）后，通过热力学第一定律的热效率分析和热力学第二定律的效用率分析说明：由于利用废热，GEHP的综合利用可达到80%～85%；若通过轴动力传动热泵，利用了低位热能，故综合热效率可达到150%～170%。对于TES方式，实现热电冷三联供后，其综合利用率可达到65%～80%。《中华人民共和国节约能源法》第三十九条将热电冷联产技术列入国家鼓励发展的通用技术，促进了热泵事业的发展。 2.2 环境保护政策 采用热驱动热泵，CO2 排放量亦明显降低。通过改善热泵性能，降低工质泄漏与使用新工质，热泵将在环境保护上发挥更大的作用。 2.3 建筑节能法 实施《民用建筑节能设计标准》后，提高了建筑隔热保温性能，降低了建筑采暖能耗，结果是大幅度地降低了热泵采暖方式的年运行费用，增加了热泵与集中供热采暖方式的竞争能力。
热泵技术在建筑供热中的应用与节能
热泵技术在建筑供热中的应用与节能 发表时间：2020-03-25T11:11:24.582Z 来源：《防护工程》2019年21期作者：丁强 [导读] 本文阐述了地源热泵技术的工作原理，对其在暖通工程中的应用优势展开分析，并对具体的施工技术进行了详细探讨，可供相关人员参考。 青岛能源热电有限公司第三热力分公司山东青岛 266100 摘要：地源热泵技术是能够解决建筑制冷供暖的一种新型的技术，和传统的技术比较，其具有高效、环保以及节能的特点，应用非常广泛。本文阐述了地源热泵技术的工作原理，对其在暖通工程中的应用优势展开分析，并对具体的施工技术进行了详细探讨，可供相关人员参考。 关键词：热泵技术；建筑供热；应用 引言 如今人们的生活水准持续提高，在建筑环境方面的要求也愈发的高涨。暖通空调作为高层建筑不可或缺的机电设备，在改善人们的居住环境时，也造成了很大的能源浪费，我们便致力于将其他清洁能源用于替换电力持续暖通系统的运作。地源热泵技术便是如此一种新的暖通空调技术，在节省能源、降低环境污染、掌控碳排放上有着十分广阔的应用空间。 1、地源热泵技术的工作原理 和其他采暖技术不同，地源热泵技术的工作原理是借助地表潜藏的热量，利用地表浅层地热资源调整室内的温度为室内供暖，如图1所示。从能量转换的角度分析，地源热泵技术实质上是热能的转化，其能够将热量从高温热源转移到低温热源上，使两者保持热量的平衡，从而达到均匀散热、供热的目的。地源热泵技术有着很好的运用条件，可以通过自身的优点改善室内的环境，从而提高人们的生活质量[1]。 图1 地源热泵系统原理示意图 2、地源热泵技术的特点 2.1、经济高效 在地埋管地源热泵技术并不需要进燃烧，因此对能源的消耗较为低，同时相比传统的空调系统在工作效率上提升了40%多，从而节省了能源和运作成本，同时此技术的机组有很好的稳定性与可靠性，因此整体系统具备高效性和经济性[1]。 2.2、环保长效 地源技术中并没有对其他能源的依靠，不用有燃烧过程，因此，这个技术是较为环保的，不会将废弃物品随意排放进而对环境也不会造成污染。并且地源热泵技术能够全年循环工作。在冬季吸取热能，夏季向地下释放能量，能够保持地下的温度平衡，从而确保了长期高效的使用。 3、地源热泵中的应用 为了迎合绿色建筑中暖通空调设计要遵循的节能环保理念，地源热泵技术也是应当积极的融合到暖通空调的设计中。应用地源热泵技术能够有效的解决传统空调在制冷以及供热方面能耗过高的问题，同时并不会影响到周边的土壤，更不会影响到地下水，是截至目前最为实用的一种供暖以及制冷方式。对于一些气温相较低的地区，我们在设计的过程中可以适当的增加一些辅助措施来保证暖通空调系统能够创造出源源不断的热量。若需要满足大量的冬季室内采暖需求，我们应当有效融合地源热泵技术以及太阳能技术，对太阳能以及地源热进
热泵在我国应用与发展
热泵在我国应用与发展 1、早期热泵的应用与发展阶段（1949年~1966年） 相对世界热泵的发展，我国热泵的研究工作起步约晚20~30年左右。但从中国情况来看，众所周知，旧中国的工业十分落后，根本谈不上热泵技术的应用与发展。新中国成立后，随着工业建设新高潮的到来，热泵技术也开始引入中国。早在20世纪50年代初，天津大学的一些学者已经开始从事热泵的研究工作，1956年吕灿仁教授的“热泵及其在我国应用的前途”一文是我国热泵研究现存的最早文献，为我国热泵研究开了个好头。20世纪60年代，我国开始在暖通空调中应用热泵。1960年同济大学吴沈钇教授发表了“简介热泵供暖并建议济南市试用热泵供暖”；1963年原华东建筑设计院与上海冷气机厂开始研制热泵式空调器；1965年上海冰箱厂研制成功了我国第一台制热量为3720W的CKT—3A热泵型窗式空调器；1965年天津大学与天津冷气机厂研制成国内第一台水源热泵空调机组；1966年又与铁道部四方车辆研究所共同合作，进行干线客车的空气/空气热泵试验；1965年，由原哈尔滨建筑工程学院徐邦裕教授、吴元炜教授领导的科研小组，根据热泵理论首次提出应用辅助冷凝器作为恒温恒湿空调机组的二次加热器的新流程，这是世界首创的新流程；1966年与哈尔滨空调机厂共同开始研制利用制冷系统的冷凝废热作为空调二次加热的新型立柜式恒温恒湿热泵式空调机。 我国早期热泵经历了17年的发展历程，渡过一段漫长的起步发展阶段。其特点可归纳为：第一，对新中国而言，起步较早，起点高，某些研究具有世界先进水平。第二，由于受当时工业基础薄弱，能源结构与价格的特殊性等因素的影响，热泵空调在我国的应用与发展始终很缓慢。第三，在学习外国基础上走创新之路，为我国今后的热泵研究工作的开展指明了方向。 2、热泵应用与发展的断裂期（1966年~1977年） 1966年，随着史无前例的“文化大革命”的爆发，科技工作同全国各个领域一样遭受了空前的灾难。在此期间热泵的应用与发展基本处于停滞状态。如： 1966年~1977年间没有一篇有关热泵方面的学术论文报导与正式出版过有关热泵的译作、著作等。 1966年~1977年间国内没有举办过一次有关热泵的学术研讨会，也没有参加过任何一次国际热泵学术会议，与世隔绝十余年。 1966年~1977年间，全国高校一律停课闹“革命”，根本谈不上搞热泵科研。但是原哈尔滨建筑工程学院徐邦裕、吴元炜领导科研小组在1966~1969年期间在“抓革命、促生产”的指示下，坚持了LHR20热泵机组的研制收尾工作，于1969年通过技术鉴定，这是在“文化大革命”时期全国唯一的一项热泵科研工作。而后，哈尔滨空调机厂开始小批量生产，首台机组安装在黑龙江省安达市总机修厂精加工车间，现场实测的运行效果完全达到20±1℃，60±10%的恒温恒湿的要求，这是我国第一例以热泵机组实现的恒温恒湿工程。 鉴于上述事实，将热泵在这个时期的应用与发展的整个过程，定为热泵应用与发展的断裂期，是名副其实的，完全符合历史事实。 3、热泵应用与发展的全面复苏期（1978年~1988年） 改革开放政策使中国的国民经济重新走向发展之路，经济的发展为暖通空调提供了广阔的市场，也为热泵在中国的发展提供了很好的契机。因此，热泵的发展在经历了断裂期之后于1978年开始进入一个新的发展阶段。从文献统计看，1988年又出现一个文献数量变化的转折点，故将1978年~1988年间定为我国热泵应用与发展的全面复苏期。 3.1 中国暖通空调制冷界开始了解国外热泵发展动态 与世隔绝十余年后，中国的热泵发展又迎来了新时期，遇到的第一个问题就是要了解世界各国热泵
(新)高温多功能热泵技术的意义
高温多功能热泵冷暖新技术的创新发展和意义 人工冷暖技术（制冷与制热）已成为人类文明不可缺少的重要组成部分，自世界上第一台制冷机问世至今已据有百余年的历史，制冷技术的发展推动了人类文明的发展，制冷与制热技术为人类生活创造了更舒适的环境，制冷与制热技术的应用已成为当今文明社会发展不可缺少的重要条件。 制冷和制热（热泵）是人为实现降温或加温的过程和措施，也就是利用一定的装置系统人为地将某一空间（或某些物质）内的（固有的或现有的）热量迅速的吸收后转移释放到另一空间（或另一部分），被吸收了热量的空间内（或物体）温度降低（相对），得到了更多热量的空间（或物质）内温度升高。 长期以来，由于种种原因和惰性的传统研发模式，制冷与制热技术的开发和应用至今仍未达到应有的发展水平，特别是大型中央空调设备(制冷机组)只能用于制冷降温，只有部分功率较小的风冷空调具有双温（热泵）功能，但是制热供暖效果较差，特别是寒冬用以制热供暖时效果更差，大都需要附加电加热用以补充供热；就近几年发展兴起的所谓水源热泵和地源热泵空调装置，有两种不同配置模式，一种是较大型的冷暖型机组利用了简单的外置流程转换，使传统制冷机组（冷水机组）在冷凝器中而产生的热水和蒸发器产生的低温冷水，通过流程转换阀的转换分别输出；另一种是小型机组，采用四通换向阀的转换作用实现热泵机组的冷暖转换达到分别用于供冷或供暖的目的，难以实现理想的多用途兼顾的双温效果和节能效果。
目前为止，大型风冷热泵冷暖空调至今仍未实现真正意义上的全热泵式供暖，热泵机组的制热供暖效果较差，大都需要直接采用了电热辅助加温，而且难以实现及时有效化霜，特别是大型的热泵冷暖空调装置更难实现全热泵直接制热供暖，既是有的可以达到了一定的供热采暖效果，但也大都附加了较大负荷的电辅助加热，电辅加热时直接烧电模式，能耗大，费用高。 高温多功能热泵冷暖装置，是利用多项自主知识产权的专利技术开发的新产品，充分利用了人工制冷的普遍原理和综合采用了各种人工制冷系统的不同效果流程，使制冷（热泵）机组实现了高温制热供暖和多用途兼顾的工况运行、可实现自控转换的功能，可使蒸发与冷凝状态（制冷与制热）而实现了不间断供热采暖与多功能利用，可同时应用于制冷降温、制热供暖和提供生活热水。 众所周知，热泵装置是一种转换利用低温热能的装置，输入输出比较大的机电一体化的热能转换装置。传统的制冷（热泵）装置能效比即可达到1：2、8以上，采用新技术合理配置开发的制冷（热泵）装置的能效比可达到1：3—5以上，即热泵装置消耗1KW的电能即可转换得到相当于3—5KW电能的有用热量，这是目前一切其他电器冷暖（或电热）设备所无法可比和无法实现的高能效。而且热泵装置具有结构简单、性能稳定、易操作、安全可靠等特点，采用热泵装置为各类建筑物配套供热采暖或制冷降温，投资少、费用低、无污染、好管理，是实现低成本、高效益、无风险经营理想的集中供冷（暖）装置，也是改变现代化文明都市面貌、创造更舒适的人类生活环境不可
精馏节能技术
热泵精徭工艺分析 化工行业就是能耗大户，其中精镭又就是能耗扱鬲得单元揀作，而传统得精餾方式热力学效率很低，能量浪费很大。如何降低精憎塔得能耗，充分利用低温热源，已成为人们普遍关注得问题。对此人们提出了许多节能措施，通过大董得理论分析、实验研究以及工业应用表明其中节能效果比较显著得就是热泵精憎技术。热泵精馅就是把精馅塔塔顶蒸汽加压升温，使其用作塔底再沸器得热源，回收塔顶蒸汽得冷凝潜热。 热泵精餾在下述场合应用，有望取得良好效果： (1)塔顶与塔底温差较小，因为压缩机得功耗主要取决于温差，温差越大，压缩机得功耗越大。損国外文献报导，只要塔顶与塔底温差小于36°C,就可以获得较好得经济效果。 (2)沸点相近纽分得分离，按常规方法，蒸惚塔需要较多得塔盘及较大得回流比，才能得到合格得产品，而且加热用得蒸汽或冷却用得循环水都比较多。若釆用热泵技术一般可取得较明显得经济效益。 (3)工厂蒸汽供应不足或价格偏商，有必要减少蒸汽用量或取消再沸器时。 (4)冷却水不足或者冷却水温偏高、价格偏喷■，需要釆用制冷技术或其她方法解决冷却问題吋。 (5)—般蒸憎塔塔顶温度在38?138°C之间，如果用热泵流程对缩短投资回收期有利就可以釆用，但就是如果有较便宜得低压蒸汽与冷却介质来源，用热泵流程就不一定有利。 (6)蒸餾塔底再沸器温度在300°C以上，釆用热泵流程往往就是不合适得。 以上只就是对一般请况而言，对于某个具体工艺过程，还要进行全面得经济技术评定之后才能确定。根据热泵所消耗得外界能量不同，热泵赭憎可分为蒸汽加压方式与吸收式两种类型 J蒸汽加压方式 蒸汽加压方式热泵箱憎有两种：蒸汽压缩机方式与蒸汽喷射式。 1> 1蒸汽压缩机方式 蒸汽压缩机方式又可分为间接式、塔顶气体直接压缩式.分割式与塔釜液体闪蒸再沸式流程。1> 1. 1间接式 当塔顶气体具有腐蚀性或塔顶气体为热敏性产品或塔顶产品不宜压缩时，可以釆用间接式热泵精徭，见图1o 图1间接式热泵精馅流程图 它主要由祷惚塔、压缩机、蒸发器、冷凝器及节流阀等组成。这种流程利用单独封闭循环得工质(冷剂)工作：冷剂与塔顶物料换热后吸收热董蒸发为气体，气体经压缩提高压力与温度后，送至塔釜加热釜液，而本身，親结成液体。液体经节流减压后再去塔顶换热，完成一个循环。 于就是塔顶低温处得热董，通过冷剂得媒介传递到塔釜高温处。在此流程中，制冷循环中得冷剂冷凝器与塔釜再沸器合为一个设备。在此设备中冷剂冷凝放热而釜液吸热蒸发。 间接式热泵精鶴得特点就是： (1)塔中要分离得产品与冷剂完全隔离；
不为人所熟知的热泵技术之四系统节能量Word
不为人所熟知的热泵技术之四：谁偷走了热水机的节能量 江苏华扬新能源有限公司陈志强 空气源热泵性能系数（COP）的数值是热泵产品宣传推广的节能依据。但在实际应用过程中这些“标称”数据很高的热泵产品的实际表现有时并不尽如人意。许多工程的实际检测结果与标称值相差较大。那么，这是否是热泵厂家对机器性能造假，利用不切实际的性能系数来忽悠了消费者呢？ 当然，不排除有少部分滥竽充数的厂家利用市场的不规范来混水摸鱼，以次充好，产品的制热量小、耗电量大，性能系数比较低，没有达到国家标准要求，节能效果自然达不到期望效果。但是，即使是对于性能合格、质量可靠的空气源热泵热水机产品，其工作系统的实际能耗也不是那么简单。机组工作模式、水泵能耗、水箱散热、热水管道散热等因素直接影响到了系统的实际能耗，有必要进一步加以分析。 一、影响热泵制热量的因素 1、实际热水系统的运行模式 如本系列之三“为什么循环热泵系统的水温不稳定”中所言，如果采取定温补水、循环加热的系统模式来制热水，由于系统中热泵机组总是在中高水温状态下工作，热泵实际性能系数将会比由冷水加热至热水的直热系统的理论性能系数下降20%以上。这是个很直接的损失，但直到今天，还是常常由于设计师的无知或者直热控制技术的缺乏，许多热水系统的节能效果因此而被确确实实地打了个折扣。 2、系统中循环水流量和水垢 本文以循环式商用机为分析对象，《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》“GB21362-2008”（以下简称商用机国标）中明确：对于不提供水泵的热水机，实验室为其选配水泵，使循环水在机组名义制热量条件下，换热端温升5°。由于实际工程设计中管道阻力损失大小不一，在有的工程系统中循环水流量较小，换热端温升超过5°，换热量下降，从而使得机组的制热能力也会下降。 管道和换热器中水垢的增加会影响水流量，更会直接增加换热器热阻，减少机组制热量。所以在工作一定年限后热泵机组的制热能力会有所下降。水质越差的地方制热量的下降速度往往会越快。 3、不同地区气候的差异 如本系列“概述”中所言，同样一个产品选择提高5℃的环境温度工作，产品制热量可以增加5%-20%以上，尤其是冬季，制热量随气温的变化相当明显。有些设计方案中，
先进的节能技术综述
先进的节能技术综述 摘要：解放一种能源，就必须创新；正如，我们有丰富的海水，如果有一流的淡化技术，就不必再提节约用水一样！下面我们一起把人类发展历程简单分解——把复杂的问题简单化，是意识传播的基本原则！ 主题词：节能技术；能源利用；国际先进水平 解放一种能源，就必须创新；正如，我们有丰富的海水，如果有一流的淡化技术，就不必再提节约用水一样！下面我们一起把人类发展历程简单分解——把复杂的问题简单化，是意识传播的基本原则！ 在电能被广泛运用之前的时代是化学能时代，植物充当了转化器，把光能转化为我们可用的化学能，同时部分植物把光能储存为化石燃料。 然后，特斯拉把交流电带给我们，这就是我们目前所在的第二阶段。在这个阶段里，我们尝试着把各种形式的能量转化为电能，而绝大多数设备都是基于电能和化学能的。 下一阶段是我们要关注的，直接运用光能的时代，尽管我们的思维始终拉着我们把光能尽可能的转化为电能使用，但是我们如果要想实现突飞猛进，必须摆脱电能形式的束缚，基于光能直接设计新型原件和设备。光能设备将使我们走向统一，而不是二元对立。 下面要发现的是大统一。人类喜欢把自己特殊化，从而可以与外部世界进行比较，发现相同和不同，加以运用。而直接使用光能，可以让我们不再比较，光能无处不在。光能设备可以载入更多发现，把发现传播到光可以到达的任何地方。光能设备可以把人类从劳动中解放出来，实现自生产。光能设备的发现，将把人类带入新纪元。 设备的通用原理是，在能量的作用下，把输入转化为人类可用的输出。光能设备的基本原理是，在光能的作用下，把输入转化为人类可用的输出。 正如发现交流电一样突然，光能原件的发现更可能是突然出现的，而不是由量变到质变这样缓慢演变出来的。所以希望全人类共同擦亮眼睛，一同来发现基于光能的原件和设备。 能源是人类生存和发展须臾不可或缺的资源，是工业化和现代化的粮食和血液。在人类历史的几百万年间，工程科学技术不断发展，推动人类对能源的利用
几种热泵的应用发展及技术特点分析
几种热泵的应用发展及技术特点分析 （家电英才网) 热泵作为提供热量的主要设备之一，以其对环境友善及节约能源等特点，在许多领域得到了广泛的应用。在本文中。作用首先回顾了热泵的发展历史，介绍了热泵的种类、特点、使用场合及条件，对几种主要热泵在应用过程中存在的问题进行了讨论，分析了热泵技术的研究进展、应用现状及相关新技术。 1热泵与制冷机 热泵是一种以冷凝器放出的热量对被调节环境进行供热的一种制冷系统。就热泵系统的热物理过程而言，从工作原理或热力学的角度看，它是制冷机的一种特殊使用型式。它与一般制冷机的主要区别在于： ①使用的目的不同。热泵的目的在于制热，研究的着眼点是工质在系统高压侧通过换热器与外界环境之间的热量交换；制冷机的目的在于制冷或低温，研究的着眼点是工质在系统低压侧通过换热器与外界之间的换热； ②系统工作的温度区域不同。热泵是将环境温度作为低温热源，将被调节对象作为高温热源；制冷机则是将环境温度作为高温热源，将被调节对象作为低温热源。因而，当环境条件相当时，热泵系统的工作温度高于制冷系统的工作温度。 2热泵的由来及主要应用型式 2.1热泵的由来 随着工业革命的发展，19世纪初，人们对能否将热量从温度较低的介质“泵”送到温度较高的介质中这一问题发生了浓厚的兴趣。英国物理学家J.P.Joule提出了“通过改变可压缩流体的压力就能够使其温度发生变化”的原理。1854年，W.Thomson教授（即大家熟知的LordKelvin勋爵）发表论文，提出了热量倍增器（Heat Multiplier）的概念，首次描述了热泵的设想。 当时，热泵供暖的对象主要是民用，供暖需求总量小，特别是对由于采暖方式及其对环境的影响尚没有足够的意识。人们采暖的方式主要是燃煤和木材，因而，热泵的发展长期明显滞后于制冷机的发展。 上世纪30年代，随着氟利昂制冷机的发展，热泵有了较快的发展。特别是二战以后，
热泵技术在中国市场的发展前景分析
热泵技术在中国市场的发展前景分析中国泵业网热泵在我国起步较早。50年代，天津大学的一些学者已开始从事热泵的研究工作。60年代开始在我国暖通空调中应用热泵。 例如，从1963年起原华东建筑设计院与上海冷气机厂就开始研制热泵式空调器；1965年上海冰箱厂研制成我国第一台制热量为3720kw的CKT-3A热泵型窗式空调器。1965年天津大学与天津冷气机厂研制成国内第一台水冷式热泵空调机。1966年又与铁道部四方车辆研究所共同合作进行干线客车的空气-空气式热泵试验。1966年原哈尔滨建筑工程学院与哈尔滨空调机厂研制成功LHR-20恒温恒湿热泵式空调机，首次提出冷凝废热用作恒温恒湿空调机的二次加热的新流程。但是，由于我国能源价格的特殊性，以及一些其他因素的影响，热泵空调在我国的应用与发展始终很缓慢。 直至70年代末期，才又为热泵空调的发展与应用提供了机遇。 80年代初至90年代末在我国暖通空调领域掀起一股热泵热。热泵空调在我国的应用日益广泛，发展速度很快、主要表现在以下几点。
1、热泵空调的学术交流活动十分活跃 1978年至2001年，中国制冷学会第二专业委员会主办过9届“全国余热制冷与热泵技术学术会议”，今年十月将在杭州举办底10届“全国余热制冷与热泵技术学术会议”。1988年中国科学院广州能源研究所主办了“热泵在我国应用与发展问题专家研讨会”。自90年代起，中国建筑学会暖通空调委员会、中国制冷学会第五专业委员会主办的各届“全国暖通空调制冷学术年会”上专门增设“热泵专题”交流。每届热泵学术会上都广泛地交流了大量的学术论文，这充分反映了我国热泵技术的发展和进步。 2、积极开展热泵空调技术的研究工作 （1）热泵空调技术在我国运用的可行性研究 1986年北京公用事业科学研究所开展了“燃气吸收式热泵供热制
太阳能与热泵节能干燥技术
ＧＭ产业与布场 一．太阳能千燥 太阳能是清洁、廉价的可再生能源，取之不尽用之不竭。每年到达地球表面的太阳能辐射能约为目前全世界所消耗的各种能量的１万倍。我国有较丰富的太阳能资源，约有２／３的国土年辐射时间超过２２００ｈ，年辐射总量超过５０００ＭＪ／ｍ２。 １．太阳能干燥室的类型 太阳能干燥室一般可分为温室型和集热器型两大类，实际应用中还有两者结合的半温室型或整体式太阳能干燥室。 （１）温室型太阳能干燥室温室型太阳能干燥室如图１所示。这是一种具有排湿口的温室。这种干燥室的东、西、南墙及倾斜屋顶均采用玻璃或塑料薄膜等透光材料，太阳能透过玻璃进入干燥室后，辐射能转换为热能，其转换效率取决于木材表面及墙体材料的吸收特性。一般将墙体（或吸热板）表面涂上黑色涂料以提高对太阳能的吸收率。温室型干燥室一般为自然通风，如有条件也可以装风机实行强制通风，以加快木材的干燥速度。图１所示为自然通风，但在干燥室顶部加了一段烟囱，以增强通风能力，且烟囱越高，通风能力越强。 温室型干燥室的优点是：造价低；建造容易；操作简单；干燥成本低。它的缺点是：保温性能不好，昼夜温差大；干燥室容量少。 舒番专豸ｃ 阳能与热泵节能燥技术 玻璃 北京林业大学张璧光 图ｌ温室型太阳能干燥室外观 材堆 （２）集热器型太阳能干燥室这类干燥室是利用太阳能空气集热器把空气加热到预定温度后，通入干燥室进行干燥作业的。从操作系统来看，此类型太阳能干燥室可以比较好地与常规能源干燥装置相结合，用太阳能全部或部分地代替常规能源。且集热器布置灵活，干燥室容量较大。但集热器型比温室型投资大，干燥成本高一些。图２、３分别为集热器型干燥室原理图和实物照片。集热器型干燥室都采取了强制通风，除集热器系统有风机外，干燥室内设有循环风机。 集热器放置的倾角（包括温室型南面的倾角）与所处的纬度有关，冬季最大日射量收集角之倾角为纬度加１０。，夏季减１０。。如北京地区为北纬４０。，可取集热器安装角为４５。，以适当照顾冬季太阳能的收集。一般情况下集热器倾 角可取当地的纬度。根据干燥室湿度的大小和干燥工艺的要
热泵技术的发展及存在问题
万方数据
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热泵技术的发展及存在问题 作者：乔凤杰， 徐砚， QIAO Feng-jie， XU Yan 作者单位：哈尔滨电力职业技术学院,哈尔滨,150030 刊名： 信息技术 英文刊名：INFORMATION TECHNOLOGY 年，卷(期)：2011(2) 被引用次数：1次 参考文献(8条) 1.徐伟地源热泵技术发展策略和工程应用分析[期刊论文]-工程建设与设计 2008(01) 2.李元哲空气源热泵在建筑节能中的应用[期刊论文]-建设科技 2010(04) 3.李景善空气源热泵蒸发器表面霜层生长特性试验研究[期刊论文]-制冷学报 2010(01) 4.GB 50366-200 5.地源热泵系统工程技术规范 2005 5.温玮地埋管地源热泵系统的设计概述[期刊论文]-福建建筑 2010(02) 6.刘慧海水热泵对海水温度影响分析[期刊论文]-环境科学与管理 2010(01) 7.毛大庆城市循环经济建设中的污水热能资源开发与水资源再生一体化研究[期刊论文]-生态经济 2006(08) 8.郭敬红大庆地区应用污水源热泵的可行性分析[期刊论文]-制冷与空调 2008(06) 本文读者也读过(10条) 1.张原.ZHANG Yuan热泵技术发展趋势探讨[期刊论文]-科技情报开发与经济2009,19(23) 2.胡连营.HU Lian-ying热泵技术与可再生能源的开发利用[期刊论文]-可再生能源2007,25(1) 3.蔡泽宇热泵技术的可持续发展与节能环保道路[期刊论文]-辽宁建材2008(6) 4.刘学飞.LIU Xue-fei热泵技术在火电厂节能中应用的探讨[期刊论文]-冶金动力2010(6) 5.刘恩海.何媛热泵技术及其发展与应用[期刊论文]-内江科技2009,30(2) 6.吕太.刘玲玲.LV Tai.LIU Ling-ling热泵技术回收电厂冷凝热供热方案研究[期刊论文]-东北电力大学学报2011,31(1) 7.杨蕾.汪南.朱冬生热泵技术及其在工农业生产中的应用[会议论文]-2008 8.于海泉热泵技术在萨南油田的应用[期刊论文]-油气田地面工程2006,25(3) 9.范亚云.夏朝凤.李军凯.韦小岿.宋洪川热泵技术在太阳能利用中的实验研究[期刊论文]-太阳能学报 2002,23(5) 10.李彬.张莉.曾立春.LI Bin.ZHANG Li.ZENG Li-chun现代空调中热泵技术的应用与发展[期刊论文]-包钢科技2009,35(2) 引证文献(1条) 1.刘凤丽海水源热泵项目排水对海域生态环境的影响[期刊论文]-现代农业科技 2012(12) 本文链接：https://www.360docs.net/doc/b33236637.html,/Periodical_xxjs201102035.aspx
空气源热泵技术与应用
空气源热泵技术及其应用 建筑工程学院建筑环境与能源应用工程 B132班游诚 目录 摘要 --------------------------------------------2 关键词 --------------------------------------------2 前言 --------------------------------------------3 1.空气源热泵的简介 ----------------------------------4 1)概念 ----------------------------------------4 2)特点 ----------------------------------------4 3)发展历史 ----------------------------------------5 4)优点 ----------------------------------------6 5)工作原理 ----------------------------------------6 2.空气源热泵的应用 -----------------------------------9 1)空气源热泵在我国的应用 ------------------------9 2)空气源热泵的技术性分析 ------------------------9 3)空气源热泵的经济性分析 ------------------------10 4)空气源热泵的能量利用分析 ------------------------10 5)空气源热泵与能源价格的关系 ----------------------10 参考文献 -------------------------------------------11 word完美格式
地源热泵技术对建筑节能的重要意义分析
地源热泵技术对建筑节能的重要意义分析 发表时间：2018-10-19T14:04:12.270Z 来源：《科技新时代》2018年8期作者：杨晓伟 [导读] 在世界各国都在关注能源、环境等问题的形势下，对于建筑行业来说也提出了绿色建筑的理念，其中比较关键的技术就是地源热泵技术 国家能源集团准能集团大准铁路公司 010300 摘要：在世界各国都在关注能源、环境等问题的形势下，对于建筑行业来说也提出了绿色建筑的理念，其中比较关键的技术就是地源热泵技术。文章在介绍地源热泵技术的概念和原理的基础上，对此技术在我国的发展现状和未来的发展趋势进行分析，重点研究此技术在建筑行业中的应用对于我国建筑节能的重要意义。 关键词：地源热泵技术；建筑节能；重要意义 1引言 在我国目前经济快速发展和建筑行业不断发展进步的形势下，人们生活水平不仅有了极大的提高，而且对于建筑使用性能和舒适性也提出了较高的要求。在目前的民用以及公共建筑中，通常为了满足冬暖夏凉的要求，采用的是冬季燃煤锅炉系统进行供热而夏季采用空调进行制冷的方式。而此种方式在目前全球资源紧缺和环境恶化的背景下，已经无法满足我国提出的节能减排和可持续发展的要求。而地源热泵技术则是一种新型的空调系统技术，可以实现对地下浅层地热资源(通常小于400米深）的利用来实现冬季供热，并且在夏季将室内的热量待会地下土壤中来实现制冷，确保室内温度的舒适性。而且比起传统的燃煤锅炉制热以及空调制冷的方式具有较高的节能优势。 2地源热泵技术的概念及原理 地源热泵技术所采用的原理就是针对不同地区中在地下一定深度的位置其土壤和地下水的温度会常年保持在25℃的温度左右，是人体感觉比较舒适的温度。其基本原理简单地说就是将建筑物的供热以及制冷的管道在此深度的位置进行填埋，然后利用热泵的原理将室内的热能与地下此位置的热能进行交换。这样就可以实现在夏季室内温度较高时，可以将室内的热量带入地下，并实现与地下较低温度的热能进行交换；而在冬季则将地下土壤中的热能进行取代来实现给室内供暖，这样就可以确保室内在全年始终保持一个比较舒适的温度。通常地源热泵消耗1KW的能量，用户可以得到4—5KW以上的热量或冷量,因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节约二分之一的能量；其制冷、制热系数可达4—5，运行费用为普通中央空调的50—60%。地源热泵技术主要有地能换热系统、热泵机组系统以及室内空调系统等三大部分组成。其中目前比较常用的热泵机组主要采用水和空气型机组以及水和水型机组两种，就是通过空气或水作为介质来实现室内热能与地下热能之间的热能交换。 3当前地源热泵技术在国内的发展及应用现状 地源热泵技术最早是在上世纪初由瑞士的科学家提出的，并且在欧美等发达国家开始迅速普及，地源热泵技术以及市场也不断成熟，在住宅建筑、公共场所中已经逐渐代替传统的空调系统，而且目前有些国家也已经开始对生活和工业废水进行充分利用，推动地源热泵的技术创新和推广应用。而我国是在上世纪80年代开始进行地源热泵技术的研究，经过了30年左右的发展，尤其是近年来随着我国经济的发展和工业化以及城镇化进程的不断加快，地源热泵建筑面积已经超过5亿平方米，居世界前列，但是在我国目前新增的建筑面积中，地源热泵建筑面积的占比较低，仍需在进行超低能耗建筑推广和绿色建筑推广过程中，增加地源热泵技术的应用，发挥地源热泵技术在建筑节能方面的作用。 在目前我国重视地源热泵建筑的发展，推动地源热泵技术不断进步的同时，地源热泵的热源类型也在不断增加、产业规模在不断扩大，并随着市场化的运转和不断成熟也逐渐降低了市场价格，为我国的节能减排工作做出突出贡献。地源热泵系统的主要发展趋势为在地下水源热泵数量逐渐减少的同时提高其运行效率和效果，主要表现在新型换热器以及室外机组的研发不断深入，国际间的合作不断增强且在不断引入先进的国际领先技术，地源热泵系统的设计、施工和运行也更加专业化。 4地源热泵技术对建筑节能的重要意义 4.1推动我国建筑节能的快速发展 在我国目前推动节能绿色建筑的过程中，大部分的既有建筑仍然无法满足目前我国提出的节能建筑标准的要求，而且正在建设的建筑项目中，也有超过80%的建筑达不到以上标准。而发达国家中此比例进不到一半。尤其我国的建筑数量基数较大，因此我国的超出节能建筑标准的建筑数量已远超出国际水平，对于我国的能源浪费和环境污染造成不利影响，不符合我国提出了节能减排以及可持续发展的策略要求。尤其是我国北方的大部分城市，冬季需要进行供暖，而且目前主要的供热方式就是燃煤锅炉的形式，对于目前北方越来越严重的雾霾天气产生不利影响。此外，目前我国大力发展的风能、太阳能以及水能等清洁型能源则在建筑中由于技术以及能源分布等因素而受到一定的限制，导致上述清洁型能源的利用概率较低。但是地源热泵技术则可以对我国目前丰富的地下浅层热能资源进行利用，不仅满足冬季供热的需求，也能满足夏季制冷的需求，可以在我国的建筑项目中广泛应用，对于推动我国建筑节能发展提供了发展方向和有力保障。 4.2具有良好的经济性特点 基于地源热泵技术设计的空调系统在建筑中进行应用，不仅可以实现冬季供热以及夏季制冷，而且可以进行生活热水的供应，实现一机三用，全年冷热供应，节省投资和占地，所以说，地源热泵的空调系统的功能比较多样化，可以采用一套系统来代替原有的供热系统以及制冷系统。此外，此种系统的结构较为紧凑，可以减少建筑项目建设过程中的空间占用，而且便于后期使用的维护。此技术还可以提高空调系统的利用效率，比传统的空调系统的运行效率提高50%以上。而且地源热泵空调系统常年保持在稳定的温度，所以机组可以持续进行稳定的运行，便于进行机组的运行和维护来确保机组的可靠运行。但是相较于传统的空调系统来说，由于不同地区具有不同的地形、地质条件以及能源结构，所以在进行前期建设时，采用地源热泵技术的投入比较大，投资成本的回收较慢，但是后期的使用和维护费用会远低于传统的空调系统和供热系统等。 4.3地源热泵技术具有显著的环保效果 在环境污染问题日益引起人们关注的同时，我国政府也加大了对环境保护的投资力度，但是在我国近年来经济快速发展的同时，我国对于石油、煤炭等能源的消耗量也在不断增加，同时也导致大量的废气以及废渣等环境污染物的产生。所以尽管我国在不断加大环境保护的投资力度，但是环保问题仍然比较严峻，且没有得到有效的解决。而随着建筑工程项目的不断增多，建筑工程建设以及运营过程中也具
(完整版)水源热泵节能技术标准
《水源热泵机组节能产品认证技术要求》 （申请备案稿） 编制说明 中标认证中心 2006年10 月
1.背景 今年上半年全国单位GDP能耗同比上升0.8%，全年实现4%的节能目标形势严峻。为了贯彻党的十六届五中全会精神，落实科学发展观，建设资源节约型社会，通 过政府机构率先节能的表率作用，充分发挥政府采购制度的政策功能，极大的推进了节能产品的广泛使用。据悉国家将出台节能产品政府采购强制措施，使整个社会逐步 形成节能、节水等节约的消费模式。为了规范市场、引导企业技术进步，提高产品的 市场竞争力，鼓励消费者选择高效产品，实施节能产品认证制度，是一条有效的途径。 水源热泵机组是一种采用循环流动于共用管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或在地下盘管中循环流动的水为源，制取冷（热）风或冷（热）水的设备；包 括一个使用侧换热设备、压缩机、热源侧换热设备，具有单制冷或制冷和制热功能。 水源热泵机组按使用侧换热设备的形式分为冷热风型水源热泵机组和冷热水型水源 热泵机组。按冷（热）源类型分为水环式水源热泵机组、地下水式水源热泵机组和地 下环路水源热泵机组。 为了规范水源热泵机组的安全性能和质量性能，国家对水源热泵机组实施了CCC 认证制度和生产许可证制度，但在能效方面尚未出台标准。然而随着近几年水源热泵 行业的高速发展，社会及消费者对水源热泵机组的能效性能的关注度大大提高，而且我们国家的水源热泵机组也存在着巨大的节能潜力，因此制定水源热泵机组的节能认 证技术要求、尽快开展水源热泵机组节能产品认证成为贯彻我国的节能中长期规划和 适应市场需求重要工作，2005年中标认证中心正式将其列入新项目计划。 2.工作过程综述 2.1成立工作组 2006年初项目正式启动，2006年3月正式组成技术要求起草小组，负责技术要 求的具体编写工作。 技术要求起草单位： 组长单位：中标认证中心 组员单位： 1、合肥通用机械产品检测所 2、美意（浙江）空调设备有限公司 2.2技术要求制定原则 为使技术要求能够满足科学、规范地开展认证工作的需要，客观反映我国水源热
建筑节能检测方法综述
建筑节能现场检测方法 田斌守 摘要本文综述了几种建筑物围护结构传热系数现场检测方法的原理、操作方法、适用条件，指出各种方法的优缺点及注意事项。 关键词建筑节能检测热流计法热箱法控温箱－热流计法非稳态法当今飞速发展的国民经济活动必然导致前所未有的资源能源消耗速度。而许多资源能源是不可再生的，为了人类的可持续发展，节约能源刻不容缓。据介绍，我国目前单位建筑面积采暖能耗相当于气候条件相近的发达国家的2～3倍，而建筑能耗也占全国能耗总量的27.5％。随着人民生活水平的不断提高、城市化进程的加快以及住房体制改革的深化，建筑能耗在我国增长趋势很大，很可能是我国今后能耗的一个主要增长点。为建设节约型社会，促进经济社会可持续发展，国家发展委员会发布了“节能中长期专项规划”，建筑节能作为三大重点领域中的一项，受到高度重视。建设部也相继发布了一系列建筑节能标准，其中包括若干强制性条款，目前正在建设领域逐步实施。 建筑节能工作从流程上可分为设计审查、现场检测、竣工验收三个大的阶段。对节能建筑的评价，从建设前期对施工图纸审查计算阶段、向现场检测和竣工验收转移是大势所趋。建筑节能现场检测也是落实建筑节能政策的重要保证手段。目前，全国范围内建筑节能检测都执行JGJ132－2001《采暖居住建筑节能检验标准》，它是最具权威性的检测方法，它的发布实施，为建筑节能政策的执行提供了一个科学的依据，使得建筑节能由传统的间接计算、目测定性评判到现在的直接测量，从此这项工作进入了由定性到定量、由间接到直接、由感性判断到科学检测的新阶段。 根据我们对建筑节能影响因素和现场检测的可实施性的分析，我们认为能够在实验室检测的宜在实验室检测（如门窗等作为产品在工程使用前后它的性状不会发生改变），除此之外，只有围护结构是在建造过程中形成的，对它的检测只能在现场进行。因此建筑节能现场检测最主要的项目是围护结构的传热系数，这也是最重要的项目。如何准确测量墙体传热系数是建筑节能现场检测验收的关键。目前对建筑节能现场检测的、围护结构（一般测外墙和屋顶、架空地板）的
热泵技术与应用
热泵技术方案 摘要：介绍了蒸汽压缩式热泵和吸收式热泵的原理、基本构成、工作过程及计算方法，结合工程应用进行了经济效益分析。通过热泵回收低温余热是一项重要的节能措施，技术上可行，经济上合理。 1、背景 在石油、化工、电力、冶金、纺织、制药等行业的工艺生产过程中，往往会产生大量30~60℃的废热水，这些的低品位热源若不加以利用，不仅造成环境污染，而且还会浪费大量能源。如果这些行业有工艺或采暖用热需求，可以配备热泵，回收利用工艺产生的废热，达到节能、减排、降耗的目的。 2、热泵原理 热泵技术是根据逆卡诺循环原理，将低温热源（如城市污水、各种废水、地下水等）中的低品位热能进行回收，转换为高品位热能的一种节能与环保性技术，利用这项技术的逆过程同时还可以达到制冷的目的。目前使用的热泵主要有蒸汽压缩式热泵和吸收式热泵两种。 2.1蒸汽压缩式热泵 （1）基本构成 蒸汽压缩式热泵主机主要有以下四大部分：压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器，同时还有过滤器、储水箱等辅助部件。 压缩式热泵采用电能驱动，通过制冷剂经压缩后状态的变化，把自然界的空气热能吸收，对冷水进行加热。 （2）工作过程 蒸汽压缩式热泵机组系统工作过程如下： ●处于低压液态循环工质（如氟利昂R22及R134a）经过蒸发器，在蒸发器中工质从低温热源吸收热量变成低温、低压蒸汽进入压缩机。 ●蒸汽工质经过压缩机压缩、升温后，变成高温、高压的蒸汽排出压缩机。 ●蒸汽进入冷凝器，在冷凝器中将从蒸发器中吸取的热量及压缩机做工所产生的那部分热量传递给冷水，使其温度提高。工质经过冷凝器放热后变成液态。 ●高压液体经过膨胀阀节流降压后，变成低压液体，低压液态工质再次进入蒸发器，由此不断循环工作。 整个过程就象是热量搬运一样将低温热源中的热量连续不断的搬运至高温热源（水）中去。
热泵技术及其在工业节能中的应用 (2)
热泵技术及其在工业节能中的应用 热泵技术及其在工业节能中的应用目录 1、能量系统的转换 1 1.1 能量的品位 1 1.2 常规热力系统蒸汽节流减压的能量损失 2 1.3 疏水系统产生的能量损失 3 2、蒸汽喷射式热泵 4 2.1 热泵的原理 4 2.2 热泵的分类 4 2.3 热泵的特性参数 6 3、热泵供热系统的基本流程 8 3.1 热泵供热流程 8 3.2 热泵供热系统的运行及效益 9 4、热泵供热在工业生产中的应用9 4.1废热蒸汽回收及换热网络9 4.2 能级匹配及热力系统优化运行13 4.3 钢铁冶金焦化蒸氨塔热泵供热14 4.4 酒精蒸馏塔釜废热回收18 4.5 氨纶生产的热泵供热 21
4.6 热泵是提供工业生产汽源的可靠设备22 4.7 热泵式减压减温器26 4.8 热泵区域供热 27 4.9 热泵脱水蒸发及多效蒸发28 4.10 余热制冷及余热供热28 4.11 纸机干燥部热泵供热32 4.12 啤酒生产醣化车间热泵供热35 4.13 压差疏水器的研究和应用35 5、热泵节能的评价36 6、合理用能的评价方法37 1.能量系统的转换 1.1能量的品位 能量是物质的基本特性参数,它表示物质所具有的做功能力。热力学第一定律说明了不同形式的能量可以转换,但在转换过程中数量守恒,热力学第二定律指出,能量除了有量的多少外,还有品位的高低,不同品位的能量转变为功的能力不同。 物质的总能中可用能所占的比例代表了能量的品质。世界各国学者对“可用能”的理论和在各个领域中的应用进行了深入的研究和广泛的实践。1960年至1963年间,南斯拉夫学者郎特把能量分为可转变为技术功部分火用(Exergy)和不可转变为技术功部分火无(Anergic)。 火用表示热力系统中物质在任意状态下相对于环境零态(dead