热泵技术有哪些优点?在节能方面有哪些特点?

热泵技术有哪些优点？在节能方面有哪些特点？

2025年03月13日 14:41

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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。
二、水源热泵
虽然目前空气源热泵机组在我国有着相当广泛的应用，但它存在着热泵供热量随着室外气温的降低而减少和结霜问题，而水源热泵克服了以上不足，而且运行可靠性又高，近年来国内应用有逐渐扩大的趋势。
三、地源热泵
地源热泵是以大地为热源对建筑进行空调的技术，冬季通过热泵将大地中的低位热能提高对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量，以备冬用。由于其节能、环保、热稳定等特点，引起了世界各国的重视。欧美等发达国家地源热泵的利用已有几十年的历史，特别是供热方面已积累了大量设计、施工和运行方面的资料和数据。
四、复合热泵
为了弥补单一热源热泵存在的局限性和充分利用低位能量，运用了各种复合热泵。如空气-空气热泵机组、空气-水热泵机组、水-水热泵机组、水-空气热泵机组、太阳-空气源热泵系统、空气回热热泵、太阳-水源热泵系统、热电水三联复合热泵、土壤-水源热泵系统等。
五、其它热泵
热泵除上述四类以外，还有喷射式热泵、吸收式热泵、工质变浓度容量调节式热泵及以CO2为工质的热泵系统。
六、热泵技术在我国的运用及发展
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
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冷系统可行性研究“；1988年天津大学热泵研究所开展了京津地区运用热泵兼暖空调节能可行性的研究；1988年中国科学院广州能源研究所开展热泵在我国应用与发展问题的研究；1992年中国建筑科学研究院空调所开展了中、高档旅馆利用热泵技术节约能源的可行性研究；1991年开始，哈尔滨建筑大学开展了在我国应用电动热泵站、吸收式热泵站的可行性研究并进行了闭式环路水环热泵空调系统和太阳能开式环路水源热泵空调系统在我国应用的评价；1996年青岛建筑工程学院开展了青岛东部开发区建设以海水为热源的大型热泵站可行性研究。
（2）空气-空气小型热泵试验装置的研究
国际上公认的房间热平衡试验方法是小型空气-空气热泵性能测试最精确的方法。哈尔滨建筑工程学院于1980年建成国内第一台标定型房间热平衡法试验装置。空调所于1987年建成国内第一台平衡型房间热平衡法试验装置。某空调器检测中心于1986年底建成了由国外全套引进的平衡型房间热平衡法试验台。
建成试验装置后，开展了下述各项工作：
①为国家商检部门标定进口空调器性能，把好质量关；
②为开发空气-空气热泵新产品，对进口热泵空调器进行详细的实验研究；
③标定国产空调器性能；
④我国小型空气-空气热泵除霜问题的研究；
⑤我国小型空气-空气热泵供热季节性能系数的实验研究；
⑥探索提高标定型房间量热计的测试精度的技术措施；
⑦开拓房间热平衡法试验装置用途的研究。
（3）热泵空调的计算机模拟技术的研究与应用
浙江大学开发了一个风冷热泵全年性气候工作的计算机模拟软件，以此研究了风冷热泵运行特性。同济大学等作了直燃型氨-水GAX吸收式热泵的计算机仿真研究和吸收式热泵计算机模块化仿真设计和优化技术的研究。
（4）国内一些研究单位、高校对土壤源热泵十分感兴趣，作了一些实验研究工作。重庆建筑大学对垂直布置的U型管换热器进行了实验研究哈尔滨建筑大学和青岛建筑工程学院对水平布置的地下盘管换热器进行实验研究和计算机数值模拟。
3、热泵空调新产品、新技术不断涌现，产品不断更新换代
早在60年代我国开发了窗式热泵空调器，80年代初开发了分体式热泵空调器，质量不断提高，现已推出变频控制和模糊控制新技术。近年来，我国又先后开发了整体式风冷热泵式冷热水机组、模块式风冷热泵冷热水机组、水源热泵空调器等。例如，上海实业空调机有限公司研制成RF系列热泵空调机，采用全新的制冷系统，改进了热泵融霜、防冻结等功能；上海富田空调冷冻有限公司、厦门国本公司等经过几年的努力，不断改进产品质量，基本解决了低温启动、融霜等问题。1994年又研制出全电脑控制双螺杆型空气源热泵式冷热水机组，其性能已达到国外同类产品水平。上海台佳机电有限公司的螺杆采用第三代齿形，效率比活塞式压缩机高15％。合众-开利30GQ空气-水热泵机组采用多台06E半封闭压缩机，多回路设计，高效换热管，低噪声风机等，并微电脑控制，使机组始终处于最佳运行工况、该厂在1999年推出30HT新型空气-水热泵机组。
目前，空气源热泵冷热水机组市场空前繁荣，生产厂家已由1995年的十几家发展到现在40多家。产品规格齐全，据不完全统计，国内销售的机组共有45个品牌，其中国产机组约占25％左右，其余为合资产品、台资产品和进口产品。例如，美国特灵、开利、约克、麦克维尔，法国的西亚特，意大利的阿尔西；国产台资产品有上海富田、厦门国本、福州的扬帆等。合资的有上海合众-开利、上海新晃、广东吉荣等。根据国内空气源热泵冷热水机组样本及资料的统计，在额定工况下，空气源热泵冷热水机组的制热性能系数基本大于3，有的高达4以上。
4、热泵在空调工程中的应用日益广泛
早在1980年上海手工业局设计室与上海冷气机厂为上海某商场设计了国内第一套空气-水热泵空调系统，运行效果一直良好。近年来随着国内空调技术的飞速发展，热泵空调系统获得广泛的应用、主要表现在：
（1）自90年代起窗式热泵空调器、分体式热泵空调器有了突飞猛进的发展，开始步入我国百姓家庭。据国家有关信息中心预测统计，房间空调器在北京、上海、广州、深圳四城市居民家庭普及率达 42.8％，其中约有三分之一以上是热泵型的。
（2）热泵应用的重要方向是解决长江流域建筑物中央空调的冷热源问题。我国部分地区的气候特点是夏热冬冷。上海、浙江、江西、湖南、湖北全境，江苏、安徽、四川大部，陕西、河南南部，贵州东部，福建、广东、广西北部，甘肃南部的部分地区均属于夏热冬冷的气候。在这些地区很适宜应用空气源热泵冷热水机组，解决建筑物中央空调冷热源的问题。同时，再考虑到热泵的地球环保效益，使空气源热泵冷热水机组在这些地区的大、中、小城市中获得广泛的应用。目前，空气源热泵冷热水机组的地区应用范围仍有继续向北移动的趋势。例如，1993年在天津沃特文化游乐总汇第一期空调工程的KTV歌舞厅和餐厅雅座的新风系统中，选配了2台SJC-05H型空气源热泵冷热水机组（制冷量15.1kw，制热量17.9kw）。夏季供冷，过渡季节作为热源，为新风机组提供40～50℃热水，使用效果很好。因此，1994年第二期改造工程的客房空调设计又选2台SJC-15H（制冷量45.3kw，制热量53.8kw）作为空调的冷热源装置。1996年，烟台第一百货商场扩建工程中，也选用了空气源热泵冷热水机组作为空调冷热源，全年运行，效果也不错。
（3）近年来，在我国一些大中城市的现代办公楼和大型商场建筑中开始采用闭式环路水源热泵空调系统，以回收建筑物内的余热，效果很好，发展速度很快。
80年代初，我国在一些外商投资的建筑中采用了闭式环路水源热泵空调系统。这些工程显示出闭式环路水源热泵空调系统回收建筑物内余热的特有功能以及节省或减小常规空调系统的冷热源设备和机房，便于分户计费，便于安装、管理等优点。因此，90年代便得到广泛地应用。据统计，1997年国内采用闭式环路水源热泵空调系统的工程共52项；从“天龙”水源热泵空调中国地区一览表（共15项工程）看，不仅上海、北京、天津、广州、深圳等大城市中一些工程采用它，而且如佛山、绍兴等中、小城市也开始采用。据有关文献的预测分析，闭式环路水源热泵空调系统是一种很有前途的节能型空调系统，在我国将会有广阔的应用前景。
节能始终是空调领域中的重要研究课题之一。热泵技术能提高能源利用率，是合理用能的典范。正因为热泵的节能效益，才使热泵在20世纪70年代后，在空调领域中获得广泛地应用与发展。有关文献将这一时期称为热泵发展的第一兴旺期。并预言，由于全球温暖化问题成为世人瞩目的焦点，人们要求减少温室效应。也就是说，空调能源效率再次变得最重要，这不是由于经济问题，而是出于环境原因，我们暧通空调工作者将会经历热泵发展的第二次兴旺期。为此，暖通空调工作者应做好思想准备，加强有关热泵空调方面的研究工作，积极推广应用热泵空调。

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