热泵技术及其发展与应用_刘恩海

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

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。

地源热泵行业相关政策

1997年~2002年 ■ 1997年11月8日，原国家科委与美国能源部在北京签署了中美两国《关于地热能源生产与应用的合作协议书》，决定在我国开始推广美国土-气（水）型地源热泵技术。 ■ 1998年11月4日，“中美两国《能源效率和可再生能源技术的发展利用领域合作议定书》工作小组第一次工作会议”在美国举行，会议通过了《中美两国政府合作推广美国地源热泵技术工作计划书》，中美两国政府地源热泵合作项目正式启动。 ■ 2002年4月23日，中美在北京签署了《中美两国地源热泵资助项目协议书》，大大加快了中美两国政府地源热泵合作项目的进程。 ■ 2002年12月19日，国土资源部发布《关于进一步加强地热矿泉水资源管理的通知》（国土资发[2002]414号）。通知指出，地热资源是宝贵的矿产资源，是重要的清洁能源之一，各级国土资源行政主管部门对此要有足够的认识，要加大地热资源的勘查评价力度，加强地热资源的开发和保护，严格地热井审批、施工和年审程序，开展地热开发利用示范项目和地热水回灌等新技术的研究推广工作，实现地热资源的可持续利用。 2005年 ■ 2005年2月28日，国家主席胡锦涛颁布33号主席令：2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》开始正式实施。地热能的开发与利用被明确列入新能源所鼓励发展的范围。 ■ 2005年11月29日，国家发展和改革委员会制订并颁布了《中华人民共和国可再生能源产业发展指导目录》，“地热发电、地热供暖、地源热泵供暖或空调、地下热能储存系统”被列入重点发展项目；“地热井专用钻探设备、地热井泵、水源热泵机组、地热能系统设计、优化和测评软件、水的热源利用”等被列为地热利用领域重点推荐选用的设备。 2006年 ■ 2006年5月30日，财政部发布实施了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》（财建[2007]371号）。该办法明确提出，加强对可再生能源发展专项资金的管理，重点扶持燃料乙醇、生物柴油、太阳能、风能、地热能等的开发利用。其中第二章有关“扶持重点”第七条中提出“在建筑供热、采暖和制冷的可再生能源开发利用，重点支持太阳能、地热能等在建筑物中的推广应用。” ■ 2006年5月31日，由北京市发展和改革委员会、规划委、建委、市政管委、科

(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

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，

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

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

地源热泵技术文件

辛集市阳光壹号翡翠园住宅小区 建筑能耗监测 审查：XXX 校对：XXX 设计：XXX 2011年06月09日

1.设计依据 1.1《过程检测及控制流程图图形符号和文字代号》GB2625－81 1.2《民用建筑电气设计规范》JGJ16 －2008 1.3《财政部、建设部关于加强可再生能源建筑应用示范管理的通知》（财建[2007]38号） 1.4《关于加快开展可再生能源建筑应用示范项目验收评估工作的通知》（财办建[2009]116号） 2.概述 地源热泵技术是一种利用浅层常温土壤或地下水中的能量作为能源的高效节能、零污染、低运行成本的既可供暖又可制冷并能提供生活热水的新型热泵技术。热泵是一种从低温热源汲取能量，使其转换成有用热能的装置。 系统由水循环系统、热交换器、地源热泵机组和控制系统组成。冬季代替锅炉从土壤中取出热量，以30-40℃左右的热风向建筑物供暖，夏季代替普通空调向土壤排热，以10—17℃左右的冷风形式给建筑物制冷。同时，它还能供应生活热水。它的最大优点是节能、无污染和运行费用低、空气质量高。它不向外界排放任何废气、废水、废渣，是一种的理想的“绿色技术”。从能源角度来说，它是一种用之不尽的可再生能源。 先进的自动化技术在可再生能源建筑应用中已广泛使用，并发挥出显著的技术经济效益。在系统控制过程中，通过对水泵、热泵、机组以及水流流量的控制和监测，使系统达到最大程度的高效和节能。 3.监控系统构成 根据本工程的实际情况及工艺要求，监控系统设计采用分布式计算机监控系统。系统由中心监控计算机和现场控制分站组成，采用以太网及现场控制总线相结合的通讯网络。同时中心监控计算机预留与物业管理网络衔接的通讯接口。设置中央控制室，中央控制室内设置中央监控计算机、打印机、投影仪等设备。 由可编程序控制器及自动化仪表组成检测控制系统---现场控制站，对各工艺过程进行分散控制；再由中央控制室，对全系统实行集中管理。分控站与中央控制室之间由以太网进行数据通信。

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.sodocs.net/doc/cf14158995.html,/Periodical_xxjs201102035.aspx

热泵技术与热声技术

热泵技术与热声制冷技术 摘要本文主要通过介绍热泵技术与热声制冷技术的概念，原理，主要技术，研究热点及应用，热泵技术还介绍了各个技术的优缺点，应用及应用限制，目前存在的问题及对应的解决方案，并对两种技术的今后发展进行了展望。 1.热泵技术 热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出能用的高品位热能的设备。现在我国主要利用三种热泵技术，分别是水源泵，地缘热泵，以及空气源热泵。 1.1热泵新技术主要为热泵系统节能新技术，热泵变频节能技术，同时供冷供热的热泵系统，高湿地区空气源热泵除霜技术，污水冷热源热泵技术应用等[1]。 1.2技术上存在方面问题风冷热泵型机组存在体型较大，噪声较高，除霜技术尚不完善等问题。主要应用风冷热泵的地区是长江流域，由于其气候原因，要求热泵必须适应0℃以下低温高湿气候环境；吸收式溴化锂制冷机组效率偏低；房间空调器存在噪声污染、热污染（大量电机功率转化的热量排入住宅）和制冷剂污染，特别是（分体式空调机安装和使用时的泄漏）。 1.3技术发展总趋势主要发展高效率的供热、供冷热泵和超级热泵系统。机械压缩式热泵的发展:（1）制冷剂侧的热泵控制（2）压缩机能量控制（3）压缩机设计（4）新工质技术；吸收式热泵和吸收式热变换器压缩-吸收式热泵；高温热泵[2]。 1.4水源热泵 1.4.1水源热泵技术的工作原理通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。 1.4.2优点高效节能、属可再生能源利用技术，节水省地，环保效益显著，水源热泵系统可供暖、制冷、还可供生活热水，一机多用，水体波动小、运行稳定可靠，装置结构简单、维护方便等。

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。

热泵技术及应用

第8章热泵技术及应用 热泵是以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统，是近三十年来迅猛发展的一种高效的节能装置。由于热泵花费少量的驱动能源，就可以从周围环境中提取低品位热量转化为有用的热量，被广泛应用于建筑空气调节、石油化工供能、农副产品加工、化工原料处理、中草药材干燥、轻工产品生产等领域中。热泵还可以采用各种新能源和可再生能源作为驱动能源，合理匹配利用能源，在节约能源的同时实现了社会的可持续发展。正是因为热泵同时兼顾节约能源、环境保护和持续发展而倍受人们关注。 8.1 热泵的基本知识 8.1.1 热泵的发展与现状 热泵的理论最早可追溯到1824年法国物理学家卡诺(S. Carnot)发表的逆卡诺循环。世界上第一个提出热泵装置的人是英国的著名科学家开尔文(L. Kelvin)，开尔文早在1852年就描述了他的热量倍增器的设想。如图8—1所示，该装置由两个气缸和一个储气筒组成，气缸活塞由蒸汽机驱动，储气筒起换热器的作用。室外环境的空气被吸入气缸，膨胀降温后排至室外的储气筒，在储气筒中吸收环境热量温度回升，然后进入排出气缸被压缩至大气压力排出。显然排出空气的温度高于环境温度，被送入需要供暖的建筑物。遗憾的是，限于当时的工业技术水平，开尔文没有制造出他的热泵装置。

图8-1 卡尔文的“热泵”设想简图 历史上，同样是制冷系统的制冷机的发展远远领先于热泵，主要的原因是人类获得冷的方式比较少，而获得热的方式有很多。如化石燃料直接取暖、锅炉采暖、电加热取暖等。 世界上第一台热泵装置是1927年在英国安装试验的一台家用热泵，它是用氨作为工质，外界空气作为热源，用来采暖和加热水。当时人们已经认识到在热泵装置中，通过简单的切换循环的方向来实现冬季供热、夏季供冷的可能性，以及合理匹配废热、驱动能源、供热和制冷等综合利用的问题。 随后，美国、瑞士、德国和日本等国家也开始研究和使用热泵装置。1931年，美国洛杉矶一间办公大楼将制冷设备用于供热，供热量达1050 kW，性能系数达2.5，这是世界上最早应用的大容量热泵。1937年，日本在大型办公大楼中安装了两台194 kW的压缩机驱动并带有蓄热箱的热泵系统，以井水作为低温热源，性能系数达4.4。1939年，瑞士苏黎世安装了一台热泵系统，向市政厅冬季供暖夏季制冷，以河水作为热源，R12作为工质，采用离心式压缩机，有蓄热系统和辅助电加热系统，供热量为175 kW，性能系数为2，输出水温为60℃。此后受第二次世界大战的影响，热泵的发展出现第一个停滞期。

热泵技术及其应用的综述

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。 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。目前常用的一些方法，或多或少都存在一些问题，如发生多

《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005解读

国家标准《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005设计要点解析 中国建筑科学研究院空气调节研究所邹瑜徐伟冯小梅 摘要：本文针对不同地源热泵系统的特点，结合《规范》条文，对地源热泵系统设计特点、方法及要点进行了深入分析，为地源热泵系统的设计提供指导。 关键词：地源热泵系统、设计要点、系统优化 1 前言 实施可持续发展能源战略已成为新时期我国能源发展的基本方针，可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。2006年1月1日《可再生能源法》正式实施，地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一，同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式，近年来在国内得到了日益广泛的应用。地源热泵系统利用浅层地热能资源进行供热与空调，具有良好的节能与环境效益，但由于缺乏相应规范的约束，地源热泵系统的推广呈现出很大盲目性，许多项目在没有对当地资源状况进行充分评估的条件下就匆匆上马，造成了地源热泵系统工作不正常，为规范地源热泵系统的设计、施工及验收，确保地源热泵系统安全可靠的运行，更好的发挥其节能效益，由中国建筑科学研究院主编，会同13个单位共同编制了《地源热泵系统工程技术规范》（以下简称规范）。该规范现已颁布，并于2006年1月1日起实施。 由于地源热泵系统的特殊性，其设计方法是其关键与难点，也是业内人士普遍关注的问题，同时也是国外热点课题，在新颁布的《规范》中首次对其设计方法提出了具体要求。为了加深对规范条文的理解，本文对其部分要点内容进行解析。 2 《规范》的适用范围及地源热泵系统的定义 2.1 《规范》的适用范围 该《规范》适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源，以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用蒸气压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程的设计、施工及验收。它包括以下两方面的含义： （1）“以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质”，意旨不适用于直接膨胀热泵系统，即直接将蒸发器或冷凝器埋入地下的一种热泵系统。该系统目前在北美地区别墅或小型商用建筑中应用，它优点是成孔直径小，效率高，也可避免使用防冻剂；但制冷剂泄漏危险性较大，仅适于小规模应用。 （2）“采用蒸气压缩热泵技术进行……”意旨不包括吸收式热泵。 2.2 地源热泵系统的定义 地源热泵系统根据地热能交换系统形式的不同，分为地埋管地源热泵系统（简称地埋管系统）、地下水地源热泵系统（简称地下水系统）和地表水地源热泵系统（简称地表水系统）。其中地埋管地源热泵系统，也称地耦合系统（closed-loop ground-coupled heat pump system）

热泵发展过程

的建筑物内，这是一各开式装置，也可以向建筑物供冷。汤姆森教授预见到了闭式循环的可能性，但当时的技术基础使他没有可能设计出象现代这样的热泵装置。 与制冷机的发展相比，由于取暖的方式多样化，简单而价廉，因此当时在技术上对热泵的近需性就不大，这就是热泵的发展明显地滞后于制冷机的原因。 直至本世纪20-30年代，热泵有了较快的发展，一方面，在这之前工业技术特别是制冷机的发展为热泵的制造奠定了良好的基础，另一方面社会上出现了对热泵的需要。有代表性的上英国霍尔丹（Hajdane）与1930年在他的著作中报道了1927年在苏格兰安装试验的一台热泵。当时霍尔丹已经能认识道通过简单的切换制冷循环来实现冬季供热夏季制冷的可能性。他还研究了利用废水热量廉价的低谷电力，带废热回用的菜油机及在低温热源端制冰等问题。 在这之后，美国开始对热泵进行了不设计和研究，但能进行试验的很少。与1931年间，美国南加利福尼亚安迪生公司的洛衫机办公楼，将制冷设备用于供热，这是大容量热泵的最早利用，供热量达1050KW，制热系数达到2.5。欧洲第一台较大的热泵在1938-1939年间，安装于瑞士苏黎士。以河水做低温热源，采用离心式压缩机，R12做为工质，向市政亭供热175KW，制热系数为2，输出水温60度，有蓄热系统，在高峰负荷时采用电加热做辅助加热做为辅助加热。该装置夏季也能来制冷。 第二次世界大战的爆发，一方面影响与中断了空调用热泵的发展，另一方面战时能源的短缺促进了大型供热和工艺用热泵的发展。对木材及其他生物制品的干燥不仅有明显的节能效果，而且能改善产品质量。而在物料的浓缩工艺中，只需将蒸发装置中产生的废气采用压缩热泵提高一些温度便可重复用于对装置的加热，热泵在这种场合下使用因温升少其制热系数极高。同样在精馏装置中应用热泵的经济性也非常好。热泵在二次世界打战中也直接用于战事装备，如美国制造了一万台蒸馏热泵为上百万的人们提供饮用水。 在美国，各种空调与热泵机组与战后开始发展起来。于1950年，已有20个厂商及十于所大学和研究单位从事热泵的研究。当时拥有的600台热泵中约50%用于房屋供暖，45%为商用建筑空调。仅5%用于工业。通用电器公司生产的以空气为热源，制热和制冷可自切换的机组打开了局面，使空调用热泵作用一种全年云运行的空调机组而进入空调商品市场。1957年美国军事当局决定在建造十批住房项目中用热泵来代替原先设想的燃气供热方案，这又使热泵的发展进入了一个高潮。数十家空调设备制造商匆忙赶制热泵，导致数以万计的压缩机损坏，连维修更换都来不及。至60年初，在美国安装的热泵机组已到近万8万台。然而由于过快的产品增长速度造成制造质量较差，设计安装水平低维修及运行费用高，成了美国热泵发展史上的一个重大挫折，大大影响了热泵的声誉，使热泵进入10年左右的调整期，直至70年代中期才重新有了快速增长，这一方面时由于热泵技术的发展，机组可靠性的提高，另一方面时1973年能源危机的推动。至1978年美国的热泵产量已近60万台，而至1988年，美国包括热泵在内的房间和单元式空调机的产量已分别达到463万和321万台。至1996年单元式空调机产量已达567万台，而空气热源热泵产量已达114万台。 与美国的早期的迅速发展相比，欧洲一些国家热泵的发展较为缓慢。直至1973年能源危机时才又一次推动了世界范围内热泵的发展。瑞士被称为传统的热泵国家。瑞典，挪威等北欧国家取暖的需求明显超过了夏季空调的要求，故在热泵理论及技术上均有许多研究。还有象德国、法国、苏联等国家对热泵的研究也十分重视。在德国最为广泛用的是一种即可减低地窖食物存储室温度又可供应生活热水的一举两得式热泵热水器。而热泵用于区域供暖则以为瑞典为最多。斯德哥尔摩市区域供暖的容量约未50%由大型热泵提供。 一些国际组织如国际制冷学会（IIR），世界能源委员会（WEC），国际能源机构（IEA）等，经常组织有关热泵的国际活动与学术会议，促进热泵技术的发展。1922-1944年，国际能源机构的热泵中心在国际制冷协会合作下进行了国际热泵状况与政策调整调研，于25个

热泵技术的发展现状与其展望

热泵技术的发展现状与其展望 1、前言 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。 2.4 城市能源结构的改变 大中城市人口集中，能源消耗量大，污染问题最突出，因此，必须实施国家能源政策，改善能源结构，提倡使用清洁优质能源，限制煤炭的使用，这就为热泵的应用创造了条件。 2.5 能源价格的调整 3、热泵技术发展的展望

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）

热泵技术的研究现状和发展前景

热泵技术的研究现状和发展前景 热泵技术是一种新型的高效节能装置，具有广泛的应用前景。本文对比了空气源热泵，水源热泵，地源热泵的特点和适用场合，总结了热泵技术在现阶段的研究现状和在空调采暖，农业等领域的应用现状，并展望了热泵技术的研究方向。 标签：热泵；热水系统；研究现状；发展动向 随着经济社会的发展，我国建筑能耗（生活能耗，空调采暖等）在总能耗中所占比例不断上升。我国的能源结构以利用矿物燃料为主，矿物燃料的燃烧产生的气体如SO2，NOx进入大气中形成酸雨，CO2等造成温室效应，同时建筑能耗占比增加也给电力的供应带来巨大压力。 热泵通过做功使热量从低温热源转移至高温热源，与制冷原理相同，热泵则是以获取高温热源的热量为目的。热泵作为一种新型的高效节能装置，具有较大的节能潜力。本文通过总结各类热泵技术的研究和应用现状，对比分析了各类热泵的特点和适用场合，并对热泵技术未来的研究方向提出展望。 1、常见的热泵系统 1.1 空气源热泵系统 空气源热泵系统以室外空气为低温热源，利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源。空气作为热泵的低位热源，资源丰富、容易获得，且安装和使用都比较方便。空气源热泵的系统如图1所示。对于冬季寒冷且室外空气潮湿的地区，空气源热泵系统的蒸发器表面容易结霜，使换热器传热效果下降，增加了传热热阻，机组效率明显降低。因此，空气源热泵系统要设置除霜装置，适合于冬季室外环境温度较高的地区使用，如我国的长江以南地区。 图1 空气源热泵系统 1.2 水源热泵系统 水源热泵是利用地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低品位热能资源，使低位能热能向高温位能转移的装置。水源热泵的系统如图2所示。夏季时，将建筑物中热量转移到水源中；冬季时，从恒定温度的水源中提取热量，利用热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。水源热泵能有效克服空气源热泵在冬季室外温度较低的情况下易结霜的不足，而且运行效率高，费用低，实现了能源的可再生利用。地表水源容易获得，但受气温影响较大，在冬季运行时COP较低；浅层水源的温度受气候影响较小，因此在冬季运行时可获得较高的COP。 图2 水源热泵系统