热泵技术发展和在集中供暖的应用
分布式空气源热泵集中供暖白皮书
分布式空气源热泵集中供暖白皮书分布式空气源热泵集中供暖白皮书简介分布式空气源热泵集中供暖是一种基于分布式能源系统的供暖方式。
它利用空气能作为能源，通过热泵技术将低温热能转换为高温热能，并将其分发到室内各个供暖终端。
与传统的集中供暖方式相比，分布式空气源热泵集中供暖具有能耗低、环保、安全性高等优点，逐渐受到人们的关注和应用。
1. 背景和发展历程1.1 能源危机和环境问题推动分布式能源发展随着经济的快速发展和全球能源需求的不断增长，能源供应面临着挑战。
传统集中供暖方式往往依赖于煤炭、石油等传统能源，导致能源消耗过度、二氧化碳排放增加等环境问题。
为了应对能源危机和环境问题，人们开始关注分布式能源系统，并以此为基础研发出了分布式空气源热泵集中供暖技术。
1.2 分布式空气源热泵集中供暖的发展历程分布式空气源热泵集中供暖技术起源于20世纪70年代初的瑞典，当时煤炭和石油价格飙升，人们迫切需要一种更加高效、环保的供暖方式。
瑞典的研究人员首先将空气源热泵技术应用于供暖领域，成功地将室外低温热能转换为室内高温热能。
随后，这一技术逐渐推广到其他欧洲国家和亚洲国家，受到了广泛关注和应用。
2. 分布式空气源热泵集中供暖的原理和工作模式2.1 空气源热泵的原理空气源热泵利用空气中的低温热能，通过蒸发器和压缩机等设备将低温热能转换为高温热能。
具体而言，空气源热泵包括：蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等主要组成部分。
在蒸发器中，制冷剂吸收空气中的热能并蒸发，然后通过压缩机增加制冷剂的压力和温度，使其成为高温高压气体。
接下来，高温高压气体通过冷凝器释放热量，并将制冷剂转变为高温高压液体。
高温高压液体通过膨胀阀减压，变为低温低压液体，以重新进入蒸发器。
2.2 分布式空气源热泵集中供暖的工作模式分布式空气源热泵集中供暖通过将空气源热泵安装在室外，通过管道将高温热能传输到室内各个供暖终端，实现集中供暖。
具体而言，分布式空气源热泵集中供暖包括：室外机组、室内机组、管道和散热器等主要组成部分。
地源热泵供暖方案
地源热泵供暖方案近年来，环境保护和节能减排成为了全球关注的焦点。
其中，供暖领域的能源消耗占据了很大的比重。
地源热泵供暖方案作为一种环保、高效的供暖方式，日益受到人们的关注和推崇。
一、地源热泵供暖的基本原理和优势地源热泵供暖利用地下土壤中储存的地热能量，通过热泵系统将低温热能转换为高温热能。
这种供暖方式有以下几个优势：1. 高效节能：地热能量稳定可靠，地源热泵能够将1单位的地热能量转化为3-4单位的热能，相较于传统的电采暖和燃气采暖，节能效果显著。
2. 环保低碳：地源热泵供暖过程中无烟尘、废气和噪音的排放，减少了对环境的污染，对改善空气质量和保护生态环境起到了积极的作用。
3. 稳定舒适：地源热泵供暖具有温度稳定、室温均匀的特点，可以满足人们对舒适室内环境的需求。
4. 综合运行成本低：尽管地源热泵供暖的初投资较高，但其长期运行成本较低，尤其在能源政策日益严格、燃气价格不断上涨的背景下，具有更为显著的经济优势。
二、地源热泵供暖方案的技术配置和应用地源热泵供暖的技术配置主要包括地热井、换热器、热泵主机以及室内分布系统等。
根据不同的场所和需求，地源热泵供暖方案可以选择垂直地热井和水平地热井。
垂直地热井是利用孔深为100米以上的钢管或塑料管穿透地下可生产热量的地层至地下，形成一个地热回灌系统，以达到充分吸收、循环使用地热能量的目的。
垂直地热井主要适用于空间有限、地热资源丰富的地区。
水平地热井是利用U型沟槽或螺旋式管道将低温制冷剂埋设在地下，利用地下土壤的稳定温度进行供热或制冷。
水平地热井相比于垂直地热井来说，施工和维护成本较低，适用于房地产开发以及大规模工业园区等。
除了地热井，地源热泵供暖还需要配备换热器、热泵主机等设备。
换热器用于将地热井中的低温热能传递给热泵主机，而热泵主机则通过压缩机和膨胀阀等设备，将低温热能转换为高温热能，并通过室内分布系统传送到各个供暖区域。
三、地源热泵供暖方案的发展前景和应用推广随着全球对能源环境的重视和绿色低碳的兴起，地源热泵供暖技术在各个领域得到了广泛的应用和推广。
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。
热泵技术利用地热尾水在集中供热系统的应用案例
一 � 前言 能源是人类赖 以生存和发 展的物质基础 .随着人类 文 明的进步和社会发展， 人类对能源的消耗愈来愈多. 因此， 大 力发展新能源与 可再生能源已成为我国 21 世纪发展国民 经 济和建设小康社会刻不容缓的主要任务和战略目标. 国务院 总理温家宝在十一届 全国人大三次会议上指 出： 要大力发 展 新能源, 新材料, 节能环保等产业.大力发 展低碳技术， 推广 高效节能技术， 积极发展新能源和可再生能源 . 供热是能源消 耗的大户，从 目前我国的 能源利用结 构 和城市集中供热发展 态势看， 以 热电联产和大型区域锅炉 房 为热源集中供热仍 然为主体.但近年来， 随着一次石化能 源 开采量飞速增加而 带来的能源紧张情势促使 以利用地热, 工 业废水 , 地表 水, 城 市污水 , 燃 气, 太阳能 等方式作 为辅助 性 环保热源参与集中供热所占的比例逐年增加. 热泵技术是应 用低位可再生能源的重要技术措施之一. 人们愈来愈关注如 何通过热泵技术， 将贮存在土建 , 地下水, 地表水或空气 中的 太阳能之类的自然能 源以及生活和生产排除 的废热， 用于建 筑物采暖和热水供应 等方面， 从 而有效地降低高位能的耗散 速度. 本文通过阐述 天津塘沽渤海 石油水电服 务公司港区 水 暖分公 司 （下 简称 "港区 " ） 采用热 泵技术 利用地热 尾水资 源 替代原有燃气锅炉进 行供热所取得的可观经济 和社会效益， 从而为同行业的供热企业提供借鉴和参考. 二 � 热泵技术简 介 （ 一 ） 热泵. 热泵 仅需要 消耗少 量高 品位能 源 （电能 或燃 料 ） ， 就能 从低温 热源 （如环境空 气, 海水, 土壤 等 ） 中抽取 大量低温 热 能， 将其温度升高后 "泵送" 给用户. 顾名思义， 热泵也就是向 泵那 样, 可以 把不能 直接 利用 的地 位热 能 （如 地热 , 工业 废 热, 城市 污水, 空气 , 土壤, 太阳能等 ） 转换为可以利用的高 位 热能， 从而达 到节约部分 高位能 （如 煤, 燃气, 油, 电能 等 ） 的 目的. 热泵虽然需要 消耗一定量 的高位能，但 所供给用户 的
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热泵是一种能够将低温热能转换为高温热能的装置，广泛应用于供暖、供冷、热水供应等领域。
随着能源短缺和环境污染问题的日益严重，热泵技术得到了广泛关注和应用。
下面将从应用发展和技术特点两个方面进行分析。
一、热泵的应用发展1.供暖领域：热泵在供暖领域的应用发展迅速。
传统的供暖方式主要依靠燃煤、燃油、天然气等化石能源，对环境造成严重污染。
而热泵利用地热、空气、水等可再生能源，能够有效地降低供暖成本，减少碳排放，具有较大的应用潜力。
2.供冷领域：热泵在供冷领域的应用也越来越广泛。
传统供冷方式主要依靠空调机组，但其耗能量大、耗电高、对环境污染严重。
而热泵通过制冷循环，将低温热能转换为高温热能，从而实现空调供冷。
热泵空调的节能效果明显，具有广阔的市场前景。
3.热水供应领域：热泵在热水供应领域也有着重要的应用。
传统的热水供应方式主要依靠燃煤、燃气等能源，污染严重且能源利用率低。
而热泵通过吸收低温环境的热能，通过压缩循环提升温度，将低温热能转化为高温热能，从而实现热水供应。
二、热泵的技术特点1. 能效高：热泵具有高能效的特点。
热泵根据能源输入和热能输出的比值来衡量能效，通常用COP（Coefficient of Performance，性能系数）来表示。
热泵的COP通常在2-4之间，即能够通过消耗1单位的能量，获得2-4单位的热能输出。
相比之下，传统燃煤、燃油锅炉的能效只有0.9-1.2，热泵的能效明显更高。
2.环保节能：热泵利用可再生能源进行运作，能够显著降低对化石燃料的依赖，减少碳排放和空气污染。
同时，热泵具有加热效益高、能源利用率高、不产生废气、低噪音等优点，对环境友好。
4.技术成熟稳定：热泵技术经过多年的发展，已经相对成熟和稳定。
各类热泵设备在性能、运行稳定性、系统控制等方面都有了较大的突破和改进，能够满足各类应用的需求。
因此，热泵作为一种高效环保的能源利用方式，具有广泛的应用前景。
浅析水源热泵在城市供冷、供暖中的发展及应用
算 ，水 源热 泵 制 热 的性 能 系数 在 ３ － ３ ～ ４ ． ４之
间， 制 冷 的性 能 系数 在 ４ ． １ ～ ５ ． ８之 间 。
２ ． ２ 水 源热泵 工作 原理
一
７—
区专 戋 堡垫
． 塑 筑应 用示 范 项 目中 ，全 国最 大规 模 的水 源 热
地 球表 面 浅层 水 源 （ 如 深度 在 １ ０ ０ ０米 以 １ 人 Ｊ 的地 下 水 、 地 表 的河 流 、 湖 泊 和 海洋 ） 吸 收 丫太 的辐射 能 趟 ，这 些 水源 的温度 一 般都
热， 应 该 说 其 属热 泵 中 “ 地源热泵” 的一种 。 经过 严格 测试 及 不 同地 区热泵 的应用 实 例测
办法 》 ，在专 项 资金 支持 的六项 重 点 领域 中 ，
有 四项 都依 靠水 源热 泵技 术 。 现 阶段 ，我 国正 处 于城 市 化 的快 速进 程 中 ，随着 城市 人 口的增 长及 人 们生 活 水平 的 提 升 ，以环保 和 节能 为 主要 特 征 的绿 色建 筑
表 水 中不 可 直 接 利 用 的低 品 位 热 量 提 取 出 来， 变成 可 以直 接利 用 的高 品位 能源 的装 置 。
后， 财政部 、 建设部于 ２ ０ ０ ６年 ９月 ４ 日颁 布 了 《 可再 生能 源 建筑 应 用专 项 资金 管 理暂 行
水 源 热 泵 是 利 用 太 阳能 和 地 热 能 来 制 冷 、 供
区域 供 热
２ ０ １ ４ ． ３期
浅析水源热泵在城市 供冷 、 供 暖 中的发展及应用
淄博 市规 划设 计研 究院 杨 华玺
【 摘
要】 现 阶段 ， 我 国正 处于城 市化 的快速 进 程 中 。 随 着城 市人 口的 增长及 人 们
建筑知识：建筑中热泵技术的应用和发展
建筑知识：建筑中热泵技术的应用和发展近年来，热泵技术在建筑领域的应用越来越广泛。
它可以利用自然环境中的低温热量，通过换热工艺转化为高品质的热能，为建筑提供供暖、制冷、热水等服务。
相较于传统的燃气、电力供暖方式，热泵技术具有环保、节能、安全、经济等优势，越来越受到建筑领域的青睐。
热泵技术的应用范围包括住宅、商业、公共建筑等各种类型的建筑。
例如，在住宅领域，采用热泵地源热泵系统，可以使建筑的制热量、制冷量大幅提高，同时可以实现供暖与制冷的双重服务。
在商业与公共建筑领域，热泵技术可以为大型活动场馆、学校、医院和办公楼等建筑提供空气调节、供暖、制冷、热水等多种能源服务。
在建筑领域中，热泵技术的应用也在不断地演化和发展。
现在主要的几种热泵技术包括空气源热泵、地源热泵、水源热泵、太阳能热泵等，每种热泵技术都有其优缺点和适用范围，需要根据具体的应用需求进行选择。
同时，热泵技术还可以与其他技术结合应用，例如通过热蓄能、冷蓄能等技术，为建筑提供更灵活的能源管理手段，以实现更精细化的能源控制。
随着技术的不断进步，热泵技术的应用和市场前景也越来越广阔。
未来，建筑领域中的热泵技术将继续不断地得到改进和完善，例如在材料、制造工艺、能效等方面的提高，从而进一步降低能源成本、提高环保性能、增强系统可靠性等。
同时，热泵技术也可以通过与智能化技术和绿色建筑技术的结合，实现更加智能、高效、绿色的建筑管理。
总之，热泵技术在建筑领域中的应用越来越广泛。
它可以为建筑提供多种能源服务，同时带来环保、节能、安全、经济等多重优势。
随着技术的不断进步和应用的不断拓展，热泵技术将为建筑领域带来更多的创新和发展机遇。
热泵技术应用案例
热泵技术应用案例热泵技术是一种利用热能传递原理实现能源高效利用的技术。
它广泛应用于供暖、制冷、热水和热回收等领域。
下面列举了10个热泵技术应用案例。
1. 居民楼采暖系统：热泵技术可用于居民楼的集中供暖。
它通过从环境中吸收低温热能，经过压缩、蒸发、冷凝等过程，将低温热能提升并传递到室内，实现供暖。
2. 商业建筑空调系统：热泵技术可用于商业建筑的空调系统。
它通过从室外吸收热能，经过压缩、蒸发、冷凝等过程，将热能传递到室内或室外，实现制冷或供暖。
3. 工业生产过程中的废热回收：热泵技术可用于工业生产过程中的废热回收。
它通过从废热中吸收热能，经过压缩、蒸发、冷凝等过程，将热能提升并利用于其他工艺过程。
4. 污水处理厂热能回收：热泵技术可用于污水处理厂的热能回收。
它通过从污水中吸收热能，经过压缩、蒸发、冷凝等过程，将热能提升并利用于污水处理过程或供暖。
5. 太阳能热水系统辅助加热：热泵技术可用于太阳能热水系统的辅助加热。
它通过从环境中吸收低温热能，经过压缩、蒸发、冷凝等过程，将热能提升并加热太阳能热水系统中的水。
6. 医院手术室空调系统：热泵技术可用于医院手术室的空调系统。
它通过从室外吸收热能，经过压缩、蒸发、冷凝等过程，将热能传递到手术室，实现温度控制和空气净化。
7. 温室种植环境控制：热泵技术可用于温室的种植环境控制。
它通过从室外吸收热能，经过压缩、蒸发、冷凝等过程，将热能传递到温室内，实现温度和湿度的控制，提高植物生长效率。
8. 超市冷冻设备：热泵技术可用于超市的冷冻设备。
它通过从室内或室外吸收热能，经过压缩、蒸发、冷凝等过程，将热能传递到冷冻设备，实现冷冻和保鲜效果。
9. 高温热泵干燥系统：热泵技术可用于高温热泵干燥系统。
它通过从环境中吸收低温热能，经过压缩、蒸发、冷凝等过程，将热能提升并应用于物料的干燥过程。
10. 地源热泵供暖系统：热泵技术可用于地源热泵供暖系统。
它通过从地下吸收热能，经过压缩、蒸发、冷凝等过程，将热能传递到室内，实现供暖效果。
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6、吸收式热泵的特点
* 能源利用范围广，可充分利用多种驱动能源。 * 与燃气锅炉或汽水换热器相比，制热效率高。 * 机组运行维护简便，使用寿命可达20年以上。 * 单机制热能力大，最大单机制热能力可达60MW。 *具有出水温度高、供/回水温差大的特点。 * 机组在真空状态下运行，安全可靠；运转部件少，运 转安静。 * 机组以溴化锂水溶液为工作介质，无毒、无臭。 * 机组制热量调节范围广，可以在10%～100%间连续 调节。 * 适应外界条件变化能力强，安装要求低。
年），采暖期从3个月到6个月。 • 城市供热仍以煤为主要燃料，全国供热能耗达
每年1.8亿吨标煤。 • 热电联产因为能耗低成为城市供热主要方式。
目前各种采暖方式比例
各种采暖方式比例
0
26亿平米，34%
23亿平米，31% 分散采暖 热电联产
26亿平米，34%
区域锅炉房
热电联产的现状
• 热电联产占全国城市集中供热50%以上，是集 中供热的主要方式。
热泵技术发展和在集中供暖 的应用
目录
热泵原理 吸收式热泵原理 热泵技术的应用
一、热泵原理
1、什么是热泵？ 热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中
获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们 所用的高品位热能的装置。 热泵实质上是一种热量提升装置，热泵的作用 是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热 的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷 机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的 只是工作的温度范围不一样。
2、热泵的工作原理
热泵在工作时，它 本身消耗一部分高品质 能量（Qa)，把环境介 质中贮存的低品位能量 (Q吸)加以提升，通过 传热工质循环系统提高 温度进行利用，而整个 热泵装置所消耗的功仅 为输出功中的一小部分， 因此，采用热泵技术可 以节约大量高品位能源。
3、热泵的种类
按热源获取来源的种类可分为 ： 水源热泵、地源热泵、空气源热泵、双源热泵。
溴化锂溶液正是具有这些特性才被广泛应用 于吸收式热泵中。
2、吸收式热泵的工作过程
这是一个溴化锂吸收 式热泵模型，通过模 型讲解其工作过程。
高温蒸汽加热稀溶液， 溶液被浓缩浓度升高， 产生大量的过热水蒸
2、吸收式热泵的工作过程 汽进入冷凝器
高温蒸汽作为驱动 热源，将稀溶液浓
缩成浓溶液
2、吸收式热泵的工作过程
从蒸汽发生器过来的溴化 锂浓溶液淋在热水管表面，
同时吸收冷剂蒸汽变成稀
溶液，同时释放出大量热
量；热水在传热管内流动，
吸收热量，热水被初步加
热。 稀溶液经过溶液泵加
压提升，送入发生器。
利用浓溴化锂溶液 吸收低温蒸汽提高 了溴化锂溶液的温 度—实现了热的转 移，得到高品位的 热。
2、吸收式热泵的工作过程
3、溴化锂吸收式热泵种类
蒸汽型溴化锂吸收式热泵 热水型溴化锂吸收式热泵 直燃型溴化锂吸收式热泵
蒸汽及热水型溴化锂吸收式热泵模型
直燃型溴化锂吸收式热泵模型
与汽水型不同 的是直燃型发 生器用一个直 燃锅炉代替发 生器，其他循 环步骤是一致
的。
4、溴化锂吸收式热泵溶液与吸 收器出来的稀溶液进行热 交换，提高进入发生器的 稀溶液温度，降低进入吸 收器的浓溶液温度，提高 机组运行效率。 形成整个 溴化锂热循环。
吸收式热泵与空调制冷的区别
冷凝器与吸收器循环 水，在空调中的作用 作为冷却水，在热泵 中的作用吸收余热，
提高热量品位。
蒸发器的热源，在空 调中作为制冷水，在 热泵中作为余热回收 热源；
按工作原理分类： 蒸汽压缩式热泵、气体压缩式热泵、蒸汽喷射式热泵、
吸收式热泵、吸附式热泵、电热式热泵。 按用途分类：
住宅用热泵，一般供热量1-70KW 商用热泵，一般供热量2-120KW 工业用热泵，一般供热量100-10000KW
按驱动力分类可分为 ：
其实总起来就两类，一类机械能驱动的热泵， 一类是热能驱动的热泵。
所以热能驱动热泵被广泛应用于大型建筑物 的制冷和取暖工程，其中应用最广泛的就是吸收 式热泵--------溴化锂中央空调系统。
二、吸收式热泵的工作原理
1、溴化锂溶液的特性-----传热质 a、溴化锂在水中的溶解度随温度的降低而降
低，所以在溶液一定的情况下，温度越高其浓度 越高，容易受热被浓缩。 b、溴化锂溶液中溴化 锂分子对水分子的吸引力比水分子之间的吸引力 强，因而溴化锂溶液有强烈的吸湿性，而且浓度 越大吸湿性越强。 c、由于溴化锂的沸点很高， 在一定压力下，溴化锂溶液的饱和温度一定大于 水的饱和温度，所以溶液中产生的水蒸气总是处 于过热状态的。
热水在传热管内流动，吸 收管外冷剂蒸汽热量，水 温被进一步提升，冷剂蒸 汽被冷凝为冷剂水，进入 蒸发器。
2、吸收式热泵的工作过程
利用水在负压下低 温沸腾—从低温热 源中把热量提取出 来。
传热管内的余热水 与管外的冷剂水进 行热交换，冷剂水 吸收余热水热量变 成冷剂蒸汽，进入 吸收器。
2、吸收式热泵的工作过程
7、吸收式热泵的应用
正因为吸收式热泵效能高，对余热热源品位要 求低，而且其单机功率已经大型化，所以在热电 厂、钢铁冶炼、石油化工企业、纺织等行业被广 泛用于余热回收，大幅度提高了企业节能效率。
三、热泵技术在集中供热的应用
目前城市集中供热能耗状况
• 建筑能耗占全国总能耗的30%，耗能巨大。 • 城市供热的建筑面积超过90亿m²（截至2008
4、热泵的经济性
热泵的效能系数（cop)
由于吸收式热泵和压缩式热泵效能比比较高，所以得 到了广泛的应用，比如：家用的空调就是压缩式热泵， 我厂的溴化锂中央空调就是吸收式热泵。
对比几种取热形式的效能图
通过对比几种取热形式发现：
燃料燃烧的直接取暖方式效能仅有60%。 电 动机驱动热泵效能达到114%。 原动机驱动热泵 效能达到153%。 说明热泵取暖效能比直接燃烧 燃料取暖效能要高，而热能驱动比电能驱动取暖 效能更高。