热泵节能技术在节能领域应用和前景
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20万立方米。
热泵在工作时，虽然要消耗一定量的热能或机械能，但因为Q1=Q2+W，也即传给高温物体的热量口，总是大于所消耗的能量W，也就是COP恒大于1。这表明用热泵要比用热能或电能来直接加热高温物体来得合算，更何况现在一般热泵的COP =2~7。这也就是使用热泵可以节能的基本道理。例如，设室内采暖温度为18℃，室外温度为-9 ℃,ηe = 0.6时，如直接用电炉取暖，每消耗l kW·h电能，可得热量3600kJ。若用热泵从室外冷室气吸取热量来取暖，由于此时热泵的COP为:
即热泵每消耗l kW·h电能，可向室内供应热量23292kJ，是直接用电取暖的6.47倍。
至此可以清晰的理解热泵工作系数(性能系数)的物理意义，COP表示:以热量计(或以恰值计)，其输出能量是其消耗能量的倍数。不过，如考虑到电能是由电厂生产的，而火力发电厂的发电效率ηhd为0.35，则每消耗l kW·h的电，相当于消耗3600/0 .35=10286kJ热量的燃料。那么，
当用热泵与电能直接加热来对比时，热泵的COP至少要等于3，否则是不合算的。
COP值反映了热泵输出热量与消耗功的比值大小，但由于输人的是功，输出的是热能，二者相比存在着本质上的差别，因此，在热泵理论中广泛应用一次能源利用率来评价热泵，其意义就是热泵输出的热量与热泵消耗功量折合成一次能源的数量之比。这样就具有与锅炉效率等同的含义，再将热泵与锅炉等产热设备相比，具有明确、合理的可比性。
许多生产和生活的供热是由工业锅炉产生蒸汽来加热的。如用热泵来取代，若由锅炉供热的燃料消耗量为B1，由电能驱动热泵的电厂燃料消耗量为B2，当供给用户的热量Q相等时，锅炉耗能与热泵耗能之比为：
式中：Q dw为燃料低位发热量;
ηg为锅炉效率，取0.68;
ηgw为供热管网效率，取0.95;
ηhd为火力发电效率，取0.35;
ηdw为输配电效率，取0.9。
当K值大于1时，B2<B1;即热泵消耗燃料少，为节能。由上式计算得知，K与COP的关系如下：
K/COP 0.5/1.02 1/2.05 1.5/3.07 2/4.10 2.5/5.12
当COP=2.05时，K= 1，两者耗能相等; COP=4 .10时，K=2，可节约燃料50%。COP越大，节能越多。由上述知使用热泵后能否节能，或热泵的COP等于多少才能节能，与所取代的高温热源的类型有极大的关系。
实际上，与锅炉供热相比，热泵还有其他优势。如减少优质燃料的消耗和烟尘有害气体及C02的排放，对维护生态、保护环境都有积极的作用。
利用热泵的意义不仅在于节能，而且还可以把大气、水的潜在能量以及太阳能、地热能等自然能源充分利用起来。同时，可进行余热回收及减少环境的污染。因为热泵与制冷机的工作原理相同，所以对制冷机进行一些技术改进时，就可以兼有热泵功能，如现在普遍应用的冷暖空调。这样，夏季降温，冬季供暖，大大提高了设备的利用率。
具有较高工作系数的热泵与其它供热方式相比，虽然在很多情况下可以节约燃料，但不可避免地要增加设备投资，减少热化发电的效益(与热电站供热比较)。在具体拟订方案时，应对其经济性加以论证。额外投资回收年限不超过允许值是衡量运用热泵系统是否合理的常用方法。设热泵系统的额外投资为△D，每年节省的费用为△Dy，额外投资回收期允许的年限为n,则合理的条件应满足：
A为标准燃料单价，元//t。
供热量为Q的热泵每年运行所消耗的电能W为：
热泵在工作时，虽然要消耗一定量的热能或机械能，但因为Q1=Q2+W，也即传给高温物体的热量口，总是大于所消耗的能量W，也就是COP恒大于1。这表明用热泵要比用热能或电能来直接加热高温物体来得合算，更何况现在一般热泵的COP =2~7。这也就是使用热泵可以节能的基本道理。例如，设室内采暖温度为18℃，室外温度为-9 ℃,ηe = 0.6时，如直接用电炉取暖，每消耗l kW·h电能，可得热量3600kJ。若用热泵从室外冷室气吸取热量来取暖，由于此时热泵的COP为:
至此可以清晰的理解热泵工作系数(性能系数)的物理意义，COP表示:以热量计(或以恰值计)，其输出能量是其消耗能量的倍数。不过，如考虑到电能是由电厂生产的，而火力发电厂的发电效率ηhd为0.35，则每消耗l kW·h的电，相当于消耗3600/0 .35=10286kJ热量的燃料。那么，
当用热泵与电能直接加热来对比时，热泵的COP至少要等于3，否则是不合算的。
COP值反映了热泵输出热量与消耗功的比值大小，但由于输人的是功，输出的是热能，二者相比存在着本质上的差别，因此，在热泵理论中广泛应用一次能源利用率来评价热泵，其意义就是热泵输出的热量与热泵消耗功量折合成一次能源的数量之比。这样就具有与锅炉效率等同的含义，再将热泵与锅炉等产热设备相比，具有明确、合理的可比性。
许多生产和生活的供热是由工业锅炉产生蒸汽来加热的。如用热泵来取代，若由锅炉供热的燃料消耗量为B1，由电能驱动热泵的电厂燃料消耗量为B2，当供给用户的热量Q相等时，锅炉耗能与热泵耗能之比为：
ηg为锅炉效率，取0.68;
ηgw为供热管网效率，取0.95;
ηhd为火力发电效率，取0.35;
ηdw为输配电效率，取0.9。
当K值大于1时，B2<B1;即热泵消耗燃料少，为节能。由上式计算得知，K与COP的关系如下：
K/COP 0.5/1.02 1/2.05 1.5/3.07 2/4.10 2.5/5.12
当COP=2.05时，K= 1，两者耗能相等; COP=4 .10时，K=2，可节约燃料50%。COP越大，节能越多。由上述知使用热泵后能否节能，或热泵的COP等于多少才能节能，与所取代的高温热源的类型有极大的关系。
实际上，与锅炉供热相比，热泵还有其他优势。如减少优质燃料的消耗和烟尘有害气体及C02的排放，对维护生态、保护环境都有积极的作用。
利用热泵的意义不仅在于节能，而且还可以把大气、水的潜在能量以及太阳能、地热能等自然能源充分利用起来。同时，可进行余热回收及减少环境的污染。因为热泵与制冷机的工作原理相同，所以对制冷机进行一些技术改进时，就可以兼有热泵功能，如现在普遍应用的冷暖空调。这样，夏季降温，冬季供暖，大大提高了设备的利用率。
具有较高工作系数的热泵与其它供热方式相比，虽然在很多情况下可以节约燃料，但不可避免地要增加设备投资，减少热化发电的效益(与热电站供热比较)。在具体拟订方案时，应对其经济性加以论证。额外投资回收年限不超过允许值是衡量运用热泵系统是否合理的常用方法。设热泵系统的额外投资为△D，每年节省的费用为△Dy，额外投资回收期允许的年限为n,则合理的条件应满足：
△D/△Dy≤n
每年节省的费用只考虑燃料费的情况下：
△D=△Ba
式中：△B为热泵系统每年节约的标准燃料数量，t;A为标准燃料单价，元//t。
供热量为Q的热泵每年运行所消耗的电能W为：
W=Q/（3600×COP）
凝汽式火力发电生产上述电能的热耗量Qhd为：
Qhd=3600W/（ηhdηdw）KJ/年
热电站满足热负荷所消耗的热量：
Qhd=3600W/（ηhdηdw）KJ/年
热电站满足热负荷所消耗的热量：
式中，锅炉效率ηg可取0.85，凝汽式电站热效率ηhd和热电站的效率ηrd可分别为0.35和0.6; yr为热化机组供热发电系数，即发电机的发电功N与供热Q之比，yr=N/Q。通常，yr，的取值为0.82 × 10-4kW/kJ。
采用热泵替代热电站可以节省的热量：
采用热泵替代热电站可以节省的热量：
△Q=Qrd-qhd（KJ/年）
相应地每年可节约的标准燃料：
△B=△Q/2.93×107（t/年）
压缩式热泵的电动功率N，如以ny为全年运行时数，则：
N=W/ny（KW）
热泵系统的额外投资△Dy为：
△Dy=NC（元）
式中C为热泵价格，元/kW。
以上计算结果如在允许年限之内，则认为采用热泵是合理的。
此外，在利用环境介质作为热泵的热源时，还要考虑到气候及地理条件是否合适，在一些严寒地区，因温度差较大，工作系数不高，用空气热源热泵采暖并不经济，否则会得不偿失。
以上计算结果如在允许年限之内，则认为采用热泵是合理的。
此外，在利用环境介质作为热泵的热源时，还要考虑到气候及地理条件是否合适，在一些严寒地区，因温度差较大，工作系数不高，用空气热源热泵采暖并不经济，否则会得不偿失。
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