热泵技术及其发展与应用_刘恩海
热泵技术在油田的应用及技术经济分析
热泵技术在油田的应用及技术经济分析【摘要】当前，受全球经济危机的影响，我国实现节能减排的目标形势十分严峻，工业特别是高污染、高耗能的行业如何节约能源非常重要。
随着热泵技术迅速发展，人们普遍认识到其节能，高效，经济的特点。
大庆油田在原油的集输生产过程中产生大量的低温含油污水，用热泵技术回收这些低温余热，用于生产和生活用热，是油田节能的有效方法。
【关键词】节能减排热泵原理应用1 引言大庆油田是我国最大的油田，年产油气当量在5000万吨以上，在油气开采和集输过程中，产生大量的含油污水，这些低温含油污水多用于回注地层或者直接排放，造成大量热能的损失。
采用热泵技术回收含油污水的低温余热可以很好解决这一问题。
2 热泵的优势与其他的普通制热方式相比，热泵具有很明显的优势：（1）性价比高。
热泵的热源（水、空气、太阳能等）形式多样，且耗电量低。
可根据多种热源进行经济性评价，优先出性价比最高的作为热泵热源。
（2）绿色环保。
热泵技术与其他的制热方式相比没有明显的限制，在运行过程中无废水，废气，残渣和烟尘，不产生温室效应，是更为理想的生态环保产品。
（3）技术支持。
随着科学技术的日益发展，热泵技术换代升级，仅仅通过更换机组的零部件，即可提高热泵的效率，改造成本低，更为节能降耗。
3 热泵技术在油田应用的注意事项大庆油田多采用水源热泵技术，因此水源的质量是影响热泵机组稳定运行的关键。
热泵机组对水源的要求：流量大，温度较高，无腐蚀性。
大庆油田的含油污水输出温度在36-42℃间，水量大，满足要求，但含油污水多含油h2s、co、和o2等腐蚀性物质，不能直接使用。
因此，通过应用板式换热器间接换热的方法进行改善。
具体流程：含油污水经过净化系统处理后，经加压泵加压送至板式换热器与循环清水换热，再送回热泵系统。
大庆油田冬季采取传统的锅炉房集中供热，如采用热泵技术供热，需要对原有的系统进行改造。
因此，什么地方适合改造，需要多少改造成本，是一个值得关注的问题。
热泵-利用吸收式热泵回收工业废热技术
热泵-利用吸收式热泵回收工业废热技术原因主要是:一方面,缺少生物化合物在超临界CO2中的溶解度和相平衡数据,这就使工艺设计不好把握,需经多次实验来获得必要的数据;另一方面,目前国内设备装置投资大,设备时空产率低,能耗大。
随着我国食品工业的进一步发展和对食品高新技术的日益重视,CO2超临界流体萃取技术也必将得到长足的发展,从而赶上或超过世界先进水平。
参考文献1 刘茉娥.新型分离过程.杭州:浙江大学.2 王金元.中国食品,2000(8):353 赵宏伟.果蔬汁中芳香成分的提取、分离、鉴定.食品工业科技,1999(4):30～31(收稿日期:2000212229)利用吸收式热泵回收工业废热技术李辰砂3 梁吉李凇平刘长厚刘家俊沙庆云(清华大学机械系) (大连理工大学化工系)李晓峰刘志强陈君夏伟光(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司)(哈蒙公司北京办事处)摘要在生产中,具有大量低品位无法用常规方法进一步利用的废热,通常只能排放到环境中。
吸收式热泵采用吸收的方法实现热泵的循环,把低品位的废热提高到高品位,从而实现废热的回收利用。
吸收式热泵种类多,分闭式、开式,单级、多级,氯化锂、溴化锂等多种形式。
其原理相近,主要由蒸发器、吸收器、再生器等部分构成。
吸收式热泵的应用作为提高能源利用率的有力措施,深受世界各国的重视。
许多发达国家都在大力研制、开发,有的国家已经成功地应用了这项技术。
燕山石化橡胶厂用于回收凝聚工段废热的吸收式热泵已投入试运行,这项技术很有在国内推广的价值。
关键词吸收式热泵废热回收热力循环1 引言在工业生产中,具有大量低品位的、无法用常规方法进一步利用的废热,通常这部分热量只能被排放到环境中去。
吸收式热泵采用吸收的方法实现热泵的循环,把低品(温)位的废热提高到高品(温)位,从而实现废热的回收利用。
从节能的角度出发,热泵的开发利用已越来越受到人们的重视。
开发吸收式热泵是提高能源利用率的有力措施,深受世界各国的重视。
地源热泵应用现状调研及优化建议
地源热泵应用现状调研及优化建议摘要：热泵是在电能驱动下，通过热力学逆循环连续地将热量从低位热源转移到高温物体或者介质，并用于制取热量的装置。
可以利用一份电能提取3~4份可再生能源中的低位热能，共同向用户供热，因此，热泵供热是一种节能、环保、高效的供热方式，在建筑供暖和生活热水供应上获得了广泛应用。
正是由于其这一特性，热泵技术的发展始终同能源与环境问题息息相关，紧密联系在一起。
进入21世纪，气候变化及能源问题更加严峻，热泵技术作为可再生能源利用的有效途径，成为国际能源署认定的节能减碳关键技术之一，在我国获得了广泛的应用。
关键词：地源热泵；应用现状；优化建议引言能源革命、低碳能源、清洁供暖目前已经成为我国能源战略的重要组成部分。
面对严峻的能源危机，国家大力支持低碳清洁能源的开发和利用，建筑行业领域也迎来能源革命。
在建筑领域，地源热泵系统作为一种使用清洁能源的采暖（制冷）系统，可以利用少量的高位能（一般为电能），将浅层的地热能转化为高位热能。
地源热泵主要是将土壤所储藏的庞大太阳能作为热源，通过热泵系统进行能量的相互转换，是一种实用的节能技术。
从长期来看，地源热泵系统具有良好的发展前景，国家大力支持，随着科学技术的进步，未来，其势必获得更广泛的利用。
1热泵发展现状根据热泵利用的低位热源不同分为：空气源热泵、地源热泵、太阳能热泵，其中地源热泵包括地埋管地源热泵、地下水地源热泵和江、河、湖、海、污水及再生水等地表水源热泵。
按照低位热源的可得性、稳定性及技术经济性，空气源热泵和地源热泵是我国热泵应用主要类型。
空气源热泵早期以冷暖空调形式应用推广，以供冷为主、供热为辅，主要应用于分散式短期供暖的长江流域及以南地区。
近年来随着我国清洁取暖国家战略的实施，空气源热泵供暖成为分散电代煤的主要技术形式，应用范围不断北扩。
长江流域供暖需求的日益增加，空气源热泵在这一区域的应用也进一步推广。
建筑节能工作的不断深入推进，迈入近零能耗时代，建筑负荷需求大幅度降低，供能灵活性要求提升，空气源热泵集成新风、净化、除湿的多功能产品不断涌现。
热泵技术与应用 (5)
埋管系统
2.地表水源热泵系统
3.海水源热泵系统
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4.污水源热泵系统
壳管式换热器污水源热泵系统原理图
浸没式换热器污水源热泵系统原理图
污水干管组合式换热器污水源热泵系统原理图
5.水环热泵系统
5.2 水源热泵空调系统的运行性能
5.2.1 水源热泵机组的变工况性能 5.2.2 影响水源热泵系统运行性能的因素
5.1 水源热泵空调系统的特点和分类
5.1.1 水源热泵系统的特点 5.1.2 水源热泵机组的种类 5.1.3 水源热泵系统的分类
5.1.1 水源热泵系统的特点
利用可再生能源，环保效益显著 高效节能，运行费用低 运行安全稳定，可靠性高 一机多用，分户计量
5.1.2 水源热泵机组的种类
真空回灌
5.5.3 热源井的结构与设计要点
3.地下水回灌困难的原因
制冷工况
制热工况
高温型螺杆水/水热泵机组的典型变工况性能曲线
制冷工况
制热工况
5.2.2 影响水源热泵系统运行性能的因素
水源的水量、水温、水质和供水稳定性是影响水 源热泵系统运行效果的重要因素。
①制冷工况下当冷凝器中水流量增大时，制冷量增加， COP值增大；但当水流量增大到某一数值时，制冷量则趋 于恒定，COP值增加的梯度趋缓。
5.4 水源热泵空调系统设计要点
5.4.1 水文地质工程勘察 5.4.2 地下水回灌设计 5.4.3 地表水取水设计 5.4.4 与热源(热汇)交换的热量计算 5.4.5 水源热泵机组的选择 5.4.6 海水源热泵系统的特殊问题 5.4.7 污水源热泵系统的特殊问题
5.4.1 水文地质工程勘察
工程场地状况调查的主要内容 场地规划面积、形状及坡度 场地内已有建筑物和规划建筑物的占地面积 及其分布 场地内树木植被、池塘、排水沟及架空输电 线、电信电缆的分布 场地内己有的、计划修建的地下管线和地下 构筑物的分布及其埋深 场地内已有水井位置等
空气源热泵空调技术应用现状及发展前景
空气源热泵空调技术应用现状及发展前景摘要：在新形势下，高效环保的空气源热泵空调对节能减排减碳具有重要价值和现实意义。
本文从空气源热泵空调研究进展、典型应用、挑战和发展这几方面对近年来相关技术进行分析，探讨空气源热泵空调的优缺点，总结空气源热泵空调的节能减排潜力，为行业技术人员和学者提供参考。
关键词：空气源热泵空调；应用现状；发展前景1空气源热泵空调的应用现状1.1空气源热泵空调制冷的应用1.1.1汽车空调汽车空调是指对汽车内空气的温度、湿度、流速和清洁度等参数进行调节的装置，预防或去除风窗玻璃上的雾、霜和冰雪，保证驾驶员和乘客身体健康以及行车安全。
传统燃油汽车空调系统制冷主要采用发动机驱动压缩机制冷，制热主要来自发动机余热。
而对于纯电动汽车以及燃料电池汽车来说，没有发动机作为空调压缩机的动力源，不能利用其余热，无法直接采用传统汽车空调系统的解决方案。
对于混合动力汽车，发动机的控制方式多样，空调压缩机也不能采用发动机直接驱动的方式。
1.1.2房间空调我国是热泵和空调制造大国，家用空调产量持续占据全球80%以上份额。
新国标GB21455—2019《房间空气调节器能效限定值及能效等级》于2020年7月1日正式实施，在原标准（GB21455—2013）基础上能效有较大幅度提升，加快了高效节能空调的推广和产品结构调整。
提升房间空调器能效的主要措施包括采用变频调速、优化冷凝器与蒸发器的强化换热和流道、提高压缩机效率、优化设计电子膨胀阀和家用空调器结构参数以及系统参数等。
此外，研究人员还提出了一系列新技术：空调热回收技术，包括空调冷凝热回收加热水；空调蓄热技术，主要对电网削峰平谷，达到节能的目的；新材料研发技术，如采用亲水膜铝箔材料强化换热以及新型制冷剂等；高效压缩机，如采用变容量调节压缩机等。
1.1.3多联机空调多联机空调俗称“一拖多”，是指一台室外机连接2台及以上室内机，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，实时满足室内冷、热负荷要求的高效率制冷剂空调系统，常用于数据机房、商业中心、医院等功能性场所。
热泵产业研究报告
热泵产业研究报告一、引言随着全球能源危机和环境问题的日益严峻，寻求高效、清洁的能源利用方式成为当务之急。
热泵作为一种节能、环保的技术，在供热、制冷和热水供应等领域展现出了巨大的潜力。
本文将对热泵产业进行深入研究，分析其市场现状、技术发展趋势、应用领域以及面临的挑战和机遇。
二、热泵的工作原理及分类（一）工作原理热泵是一种通过消耗少量电能或热能，将低温热源中的热量转移到高温热源的装置。
其工作原理基于热力学第二定律，利用逆卡诺循环，从低温环境中吸收热量，并在高温环境中释放热量，从而实现供热或制冷的目的。
（二）分类1、空气源热泵以空气为低温热源，通过换热器与空气进行热量交换。
具有安装方便、适用范围广等优点，但在低温环境下制热效率会有所下降。
2、水源热泵利用地表水、地下水或废水等水源作为低温热源。
其能效比较高，但受水源条件限制较大。
3、地源热泵通过地下土壤、岩石或地下水等储存的热能作为低温热源。
具有稳定性好、能效高的特点，但初期投资较大。
三、市场现状（一）全球市场近年来，全球热泵市场呈现出快速增长的趋势。
在欧洲，由于政策支持和环保意识的提高，热泵的安装数量持续增加。
北美和亚太地区的市场也在逐步扩大。
（二）国内市场我国热泵市场发展迅速，尤其是在北方“煤改电”政策的推动下，空气源热泵采暖市场得到了极大的发展。
同时，南方的制冷和热水市场也对热泵有着较高的需求。
四、技术发展趋势（一）高效化提高热泵的能效比是技术发展的重要方向。
通过优化压缩机、换热器等关键部件的性能，以及采用先进的控制技术，不断提升热泵的效率。
（二）智能化结合物联网、大数据等技术，实现热泵的远程监控、智能控制和故障诊断，提高系统的运行稳定性和用户体验。
（三）多能互补将热泵与太阳能、风能等可再生能源相结合，实现多种能源的协同利用，提高能源综合利用效率。
五、应用领域（一）建筑供热与制冷在住宅、商业建筑和公共建筑中，热泵可以提供冬季采暖和夏季制冷，有效降低能源消耗和运行成本。
6 第四章-热泵节能技术
空气源热泵在5℃环境效果偏 低,地源水源热 泵不影响
空气源热泵在 -5℃环境效果 偏低,地源水 源热泵不影响
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2.1 空气源热泵
原理
其工作原理是将空气中的能量吸收，变成热量转移到水箱中，把水 加热起来，同时把失去大量能量的低温空气释放到厨房，用于厨房制冷。 空气在失去能量降低温度的同时，大量的水蒸气被冷凝，因而释放的冷 气湿度大大降低，相当于具有除湿的效果。因此该产品集节能中央热水、 厨房（卫生间）制冷、局部除湿功能于一体，大大挺高的产品的性价比 和使用性能。
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1980年上海冷气机厂为上海美术工艺服务部建造一台空气—空气式 电动热泵装置，成功地为面积1200m2的营业厅供暖和制冷。
山西省科学技术情报研究所刘慧敏等人先后编辑出版热泵译文集两集， 为广泛宣传介绍国外热泵节能先进技术起到推动作用。
自1981年开始中国制冷学会召开两年一度的余热（低势能）制冷和 热泵学术会议，促进了我国热泵技术的研究和推广。
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1.2 热泵主要功能与特点
（1）功能 通过作功使热量从低温介质流向高温介质，如同水泵。
（2）特点 一机两用：热泵能满足建筑空调冬季供热和夏季供冷 环保：削减燃煤锅炉，减少CO2排放 节能：效率高，运行费用低 可持续发展-利用的低温热能属于可再生的能源 均衡用电负荷：冬夏两季使用，有利于电网削峰填谷
3、运行成本低：阳光较好时，运行费用高于太阳能；在阴雨天和夜晚，热效 率远远高于太阳能的电辅助加热。全年平均，常规太阳能辅助系统全年耗能比 产品全年总耗能还要高出很多。
4、安装方便：空气源热泵占地空间很小，外行与空调室外机相似。
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与锅炉相比：
1、热效率高：产品热效率全年平均在300%以上，而锅炉的热效 率不会超过100%。 2、运行费用低：与燃油、燃气锅炉相比，全年平均可节约70%的 能源。 3、环保：热泵产品无任何燃烧排放物，制冷剂选用环保制冷剂， 对臭氧层零污染，是较好的环保型产品。 4、运行安全，无需值守：与燃料锅炉相比，运行绝对安全，而且 全自动控制，无需人员值守，可节省人员成本。 5、模块式安装，便于增添设备：产品采用多台机组并联的安装模 式，当用户用水量增大时，可随时增添设备。
热泵节能技术
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，其主要分为：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。