國際熱泵技術(shù)發(fā)展趨勢分析

  ０ 引言

 

  熱泵技術(shù)于１８５４年提出之后，經(jīng)歷了曲折的發(fā)展過(guò)程，目前已進(jìn)入了全面高速發(fā)展階段，尤其在能源危機和全球變暖的環(huán)境壓力下，熱泵技術(shù)成為了各國關(guān)注的焦點(diǎn)，對各類(lèi)熱泵技術(shù)的研究、應用及推廣也上升到了一個(gè)持續關(guān)注的高度。由國際能源組織熱泵中心（ＩＥＡ Ｈｅａｔ Ｐｕｍｐ Ｃｅｎｔｒｅ）主辦的國際能源組織熱泵大會(huì )（簡(jiǎn)稱(chēng)國際熱泵大會(huì )）每三年舉行一次，是國際熱泵界的最高學(xué)術(shù)會(huì )議。

 

  會(huì )議匯集了全球熱泵技術(shù)研究與應用進(jìn)展以及市場(chǎng)的最新信息。參會(huì )各國普遍關(guān)注的均為當前熱泵技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，同時(shí)討論熱泵技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢。第１０屆國際熱泵大會(huì )在日本舉行，會(huì )議的主題為“Ｔｈｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ａ Ｌｏｗ Ｃａｒｂｏｎ Ｗｏｒｌｄ”。

 

  筆者對本次大會(huì )參會(huì )論文進(jìn)行綜述，總結目前國際熱泵發(fā)展的熱點(diǎn)，并對國際熱泵發(fā)展的趨勢和研究方向進(jìn)行分析。

 

  １ 熱泵市場(chǎng)發(fā)展分析

 

  回顧熱泵技術(shù)在世界范圍內的發(fā)展歷程，每一次熱泵技術(shù)的發(fā)展都與能源緊密關(guān)聯(lián)，因此，在礦物能源匱乏的歐洲和日本，熱泵技術(shù)的研究和發(fā)展一直處于領(lǐng)先地位。圖１為瑞士、德國和芬蘭近年來(lái)的熱泵市場(chǎng)變化情況，圖２為日本的熱泵市場(chǎng)變化情況?？梢钥闯?，從２０世紀９０年代至今，熱泵發(fā)展總體處于上升趨勢，尤其是進(jìn)入２１世紀后，更是增速顯著(zhù)。這與熱泵技術(shù)的發(fā)展和各國能源環(huán)境的壓力是分不開(kāi)的，同時(shí)熱泵市場(chǎng)的發(fā)展也與各國經(jīng)濟發(fā)展水平息息相關(guān)。

 

  從圖１可以看出，德國和芬蘭的熱泵市場(chǎng)發(fā)展在２００８年處于頂峰，之后的兩年均有不同程度的下滑；只有瑞士２０１０年的數據勉強與２００９年持平。這是由全球性的經(jīng)濟衰退影響造成的，由于各國的能源政策及價(jià)格出現了變動(dòng)，而各類(lèi)熱泵系統的初投資高于常規系統，因此經(jīng)濟的下滑直接影響了熱泵市場(chǎng)走向。

 

  與熱泵市場(chǎng)不斷發(fā)展相對應的是熱泵制造技術(shù)的不斷進(jìn)步和熱泵性能的不斷提升。圖３給出了日本各類(lèi)熱泵機組性能系數ＣＯＰ 的逐年變化曲線(xiàn)，可以看出，當前熱泵機組的性能與十幾年前相比均有了較大幅度的提升，尤其對于２．２ｋＷ 的房間空調器來(lái)說(shuō)，提升幅度超過(guò)９０％。

 

  熱泵技術(shù)應用規模的不斷擴大，推動(dòng)了熱泵產(chǎn)品能效水平的不斷提升，高能效的熱泵產(chǎn)品由于更具節能、環(huán)保優(yōu)勢又作用于市場(chǎng)，使規模進(jìn)一步擴大，當前熱泵技術(shù)已進(jìn)入一個(gè)循環(huán)促進(jìn)、良性發(fā)展的階段。

 

  ２ 地源熱泵技術(shù)發(fā)展分析

 

  ２０世紀７０年代之前，地源熱泵受初投資高、當時(shí)的能源價(jià)格低等多種因素的影響，一直發(fā)展遲緩，在經(jīng)歷了之后的能源危機后，才重新受到人們的重視。尤其在進(jìn)入２１世紀后，經(jīng)十幾年發(fā)展，各國地源熱泵的應用規模不斷擴大。圖４為地源熱泵在美國、加拿大、法國和瑞士的應用規模變化情況。由圖４可見(jiàn)，地源熱泵應用發(fā)展迅猛，相關(guān)研究工作也十分活躍?？偨Y本次大會(huì )的論文，發(fā)現地源熱泵技術(shù)研究的焦點(diǎn)集中在以下幾個(gè)方面。

 

  ２．１ 豎直地埋管換熱器的數值模擬及新型換熱器研究Ｊａｌａｌｕｄｄｉｎ等人利用計算流體力學(xué)（ＣＦＤ）技術(shù)，對單Ｕ、雙Ｕ 和多管的豎直地埋管換熱器，在連續運行與間歇運行兩種工況下進(jìn)行了模擬分析和實(shí)驗驗證，得到的模擬結果與實(shí)驗數據可以較好地吻合，且３種豎直地埋管換熱器在２２ｈ的運行周期內，間歇運行比連續運行的換熱率分別提高了１７．１％，２２．５％和１６．５％［１］。Ｆａｎ Ｒｕｉ等人用模擬方法研究了土壤導熱系數、地下水流速、豎直鉆孔參數及運行策略對地埋管換熱量及出水溫度的影響，并進(jìn)行了線(xiàn)性及非線(xiàn)性回歸，為地源熱泵的簡(jiǎn)化設計提供了思路［２］。Ａｃｕｎａ等人研發(fā)的新型地埋管換熱器由一個(gè)絕熱中心管和若干個(gè)周?chē)毠芙M成，他們對沿管深方向的流體溫度分布進(jìn)行了測量，結果證明周?chē)毠転槲鼰嶂黧w，且與中心管間無(wú)熱短路發(fā)生［３］。Ｇｒｕｎｉｇｅｒ等人研發(fā)了一種以ＣＯ２為介質(zhì)的虹吸式地埋管換熱器，并對其流體特性和傳熱特性進(jìn)行了模擬，計算得出其季節性能系數可比傳統地埋管提高１５％～２０％［４］。

 

  ２．２ 復合式地源熱泵系統研究

 

  Ｏｏｋａ等人將太陽(yáng)能、土壤能和空氣源等多種能源方式結合作為熱泵的低溫熱源，模擬計算其與傳統熱泵系統的能耗差別，結果顯示多源熱泵系統夏季最大可減少電力消耗４４％，冬季可減少３９％［５］。Ｋｕｒｍａｎｎ等人針對采用太陽(yáng)能、蓄熱與地源熱泵相結合系統的單體居住建筑采用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化模擬設計，實(shí)測結果顯示熱泵短期效率得到了大幅提升，同時(shí)也驗證了不合理的運行策略是導致系統能效下降的主要原因［６］。Ｗａｋａｙａｍａ等人基于實(shí)際運行數據對樁基短期蓄能地源熱泵系統進(jìn)行研究，結果顯示，白天供冷與夜間供生活熱水的運行模式可使地源熱泵系統取得更高的效率［７］。潘玉亮等人以北京地區別墅建筑為例，對地源熱泵與太陽(yáng)能復合系統進(jìn)行了模擬，模擬結果顯示，當地埋管換熱器換熱能力不足時(shí)，采用復合系統可以明顯改善系統性能［８］。

 

  ２．３ 地源熱泵系統的ＳＰＦ（系統性能系數）及能效的研究Ｚｏｔｔｌ等人指出計算系統邊界直接影響著(zhù)測量計算ＳＰＦ 參數所需的裝置，提出了測量指導方法及對測試裝置的精度要求，同時(shí)通過(guò)對１０個(gè)實(shí)際地源熱泵項目的測試驗證了指導方法［９］。

 

  Ｅｄｗａｒｄｓ等人建立了地源熱泵的數學(xué)模型，在循環(huán)水泵均為定流量情況下計算ＳＰＦ，結果顯示輔助元件的能耗在總能耗中占很大比例。同時(shí)，在供冷、供熱時(shí)，部分負荷情況下ＳＰＦ 值均有所下降［１０］。Ｋａｔｓｕｒａ等人對采用多聯(lián)機及變流量控制的地源熱泵系統進(jìn)行了３年的實(shí)測研究，證實(shí)變流量與定流量系統相比可以使循環(huán)水泵的電耗降低約８０％，使ＳＰＦ 值達到４．５１［１１］。肖龍等人提出了系統化的地源熱泵設計方法，強調在地源熱泵設計全過(guò)程中合理科學(xué)地應用設計軟件的必要性，采用系統化的方法可以大大提高地源熱泵設計的合理性、可靠性［１２］。

 

  ３ 空氣源熱泵發(fā)展分析

 

  空氣源熱泵的低溫熱源隨處可得，且空氣源熱泵具有安裝使用方便，運行管理簡(jiǎn)單，初投資相對較低等特點(diǎn)，因此得到了廣泛應用，尤其在能源危機之后更是得到了大力推廣。但是隨著(zhù)室外環(huán)境溫度的降低，空氣源熱泵的性能受到較大影響，在應用中也存在著(zhù)許多問(wèn)題，因此當前空氣源熱泵的研究多集中在以下幾個(gè)方面。

 

  ３．１ 空氣源熱泵在低溫下應用的研究

 

  Ｍｉｎｅａ提出了一種采用丙烷鍋爐作為輔助熱源的變速空氣源熱泵系統，該系統可以解決北美地區傳統空氣源熱泵電輔助加熱造成的高峰用電緊張問(wèn)題，同時(shí)將低溫環(huán)境下空氣源熱泵的平衡點(diǎn)溫度由－５ ℃降低至－９ ℃［１３］。Ｎｏｇａｗａ等人在標準房間中應用變頻雙壓縮機空氣源熱泵，針對低溫環(huán)境部分負荷工況進(jìn)行了模擬和實(shí)測研究，實(shí)測結果表明ＣＯＰ 可達到２．６［１４］。Ｗａｎｇ Ｗｅｉ等人在北京地區極端天氣下對空氣源熱泵進(jìn)行了連續８０ｈ的監測，以研究其低溫特性，結果顯示當室外氣溫為－１１℃時(shí)機組ＣＯＰ 可達到２．２１，供熱量滿(mǎn)足要求；同時(shí)指出誤除霜和頻繁啟停是影響供熱穩定性的主要原因［１５］。Ａｂｄｅｌａｚｉｚ等人對熱泵在美國的應用作了總結，對熱泵在低溫地區應用時(shí)可采取的措施進(jìn)行了歸納分析，并針對美國市場(chǎng)提出了低溫地區應用高效熱泵機組的建議［１６］。

 

  ３．２ 空氣源熱泵的除霜研究

 

  Ｋｗａｋ等人通過(guò)測試肋片管的結霜厚度和結霜量來(lái)分析影響多肋片管結霜的因素，研究顯示其與空氣流量和肋片表面溫度相關(guān)［１７］。Ｏｌｔｅｒｓｄｏｒｆ等人指出空氣／水熱泵機組每年的除霜耗電量占熱泵總耗電量的５％，解決這一問(wèn)題的途徑是采用蓄熱自然循環(huán)除霜來(lái)代替電除霜，電能僅作驅動(dòng)能源。并針對制冷能力為２ｋＷ 的機組設計了流量分配及除霜方案，使蒸發(fā)器具備同時(shí)利用兩種熱源的能力［１８］。Ｂｙｒｎｅ等人對空氣源熱泵兩相熱虹吸管除霜技術(shù)進(jìn)行了研究，該空氣源熱泵系統有空氣／制冷劑和水／制冷劑兩個(gè)蒸發(fā)器，在兩個(gè)蒸發(fā)器間設熱虹吸管，回收制冷循環(huán)過(guò)冷熱用于除霜，模擬結果表明系統ＣＯＰ 可提高１２％［１９］。Ｗａｎｇ Ｗｅｉ等人對新型光電傳感器在空氣源熱泵除霜控制中的應用進(jìn)行了研究，結果表明光電傳感器可以顯著(zhù)延長(cháng)除霜時(shí)間間隔，避免誤除霜現象，可使測試機組ＣＯＰ 提高８％［２０］。

 

  ３．３ 空氣源熱泵的能效研究

 

  Ｍｏｒｔａｄａ等人研發(fā)了采用迷你流道換熱器的小型熱泵機組，減少了傳統空氣源熱泵配置高于建筑負荷需求造成的能源浪費，并對應用Ｒ１２３４ｙｆ和Ｒ１３４ａ兩種制冷劑的示范項目進(jìn)行了能效水平研究［２１］。Ｇａｓｓｅｒ等人通過(guò)模擬和實(shí)驗研究，得出了通用有效的設計準則，通過(guò)控制壓縮機和風(fēng)機以實(shí)現空氣／水熱泵系統的高效性、可靠性和經(jīng)濟性。

 

  研究結果表明，采用連續控制的熱泵機組其季節性能系數比開(kāi)／關(guān)控制的機組提高約１０％ ～６０％［２２ ２３］。Ｆａｒｄｏｕｎ等人用ＭＡＴＬＡＢ軟件建立空氣源熱泵熱水器的數學(xué)模型來(lái)研究其能效特性，結果顯示熱水生產(chǎn)率隨蓄熱水箱容積減小而上升，整體ＣＯＰ 隨室外環(huán)境溫度升高而增大。

 

  ３．４ 空氣源熱泵噪聲影響的研究

 

  Ｊｏｈａｎｓｓｏｎ等人對空氣／空氣熱泵機組的噪聲問(wèn)題進(jìn)行了研究，通過(guò)對不同噪聲機組的對比研究發(fā)現，室內噪聲水平與室外環(huán)境無(wú)關(guān)，與風(fēng)機的類(lèi)型和轉速有直接關(guān)系。而室外機組噪聲則隨天氣而變化，有些噪聲是由部分負荷運行產(chǎn)生的。

 

  ４ 系統及組成部分研究

 

  組成熱泵機組的關(guān)鍵部件及控制系統對機組能效有著(zhù)至關(guān)重要的影響，同時(shí)，熱泵主機能否發(fā)揮其全部節能潛力與系統又是息息相關(guān)的，因此系統及熱泵組成部件一直受到業(yè)內的廣泛關(guān)注，當前的研究工作主要集中在以下幾個(gè)方面。

 

  ４．１ 新型制冷劑在熱泵中的應用研究

 

  Ｔａｉｒａ等人指出由于熱泵在各國應用的氣候區、運行工況、使用方式及各國的法律條例均不同，因此選擇制冷劑的標準也不同，應針對不同地區、不同應用條件，選取不同的制冷劑替代方案。

 

  Ｍｕｒｐｈｙ等人通過(guò)實(shí)驗評估了制冷劑Ｒ１３４ａ和其替代制冷劑Ｒ１２３４ｙｆ在家用電驅動(dòng)熱泵中的應用，測試結果顯示采用Ｒ１２３４ｙｆ時(shí)的ＣＯＰ 比采用Ｒ１３４ａ時(shí)約低６％，可采用更換熱力膨脹閥的方法進(jìn)行改善［２８］。Ｗｉｎａｎｄｙ等人對適用于Ｒ４０７Ｃ和Ｒ４１０Ａ的熱泵機組進(jìn)行了優(yōu)化設計，研究以實(shí)際壓縮過(guò)程為基礎，結果表明在最新蒸氣渦旋壓縮技術(shù)下，Ｒ４１０Ａ的性能優(yōu)于Ｒ４０７Ｃ［２９］。Ｐａｌｍ討論了新型制冷劑選擇的標準及關(guān)注的信息，并對即將上市的新型制冷劑Ｒ１２３４ｙｆ及相近的Ｒ１２３４ｚｅ進(jìn)行了介紹［３０］。Ｋｏｙａｍａ等人對非共沸二元制冷劑熱泵循環(huán)進(jìn)行了實(shí)驗研究，結果表明當采用Ｒ１２３４ｚｅ和Ｒ３２（質(zhì)量分數比為２０％∶８０％）的二元制冷劑時(shí)熱泵ＣＯＰ 與采用Ｒ４１０Ａ時(shí)幾乎相同［３１］。

 

  ４．２ 變制冷劑流量熱泵系統理論及實(shí)踐應用研究Ｏｈｎｏ等人指出由于變制冷劑流量系統運行及控制方式多變，其性能系數難以估計，因此建立了實(shí)驗測試裝置，對具有４個(gè)末端裝置的系統穩態(tài)下的性能系數進(jìn)行了測試研究分析。而后他們又指出僅采用實(shí)驗來(lái)驗證系統能效具有一定的局限性，因此對變制冷劑流量系統建立數學(xué)模型，進(jìn)行非穩態(tài)模擬，并通過(guò)實(shí)驗驗證了模型的正確性，可以采用該模型預測系統實(shí)際運行工況［３２ ３４］。

 

  Ａｋｉｍｏｔｏ等人進(jìn)行了智能能量管理系統研究，以減少變制冷劑流量系統的能耗。即通過(guò)監測與控制變制冷劑流量系統的運行模式可以使其與傳統系統相比具有較高的ＣＯＰ，在２個(gè)項目中的應用情況表明能效可分別提高３０％和２０％［３５］。Ｋｉｋｕｃｈ等人使用壓縮機曲線(xiàn)法對變制冷劑流量系統的性能進(jìn)行了評價(jià)研究，該方法可以使用較少的測量裝置來(lái)預測制冷劑流量，即采用壓縮機曲線(xiàn)法建立了變制冷劑流量模型并證明了其有效性［３６］。Ｄｏｃｔｏｒ等人指出在獨立新風(fēng)系統中除熱回收技術(shù)外，應用變制冷劑流量技術(shù)可以提高獨立新風(fēng)系統對不同室外氣候環(huán)境的適應性，降低壓縮機在變制冷劑流量時(shí)的能耗。同時(shí)指出系統的膨脹裝置和空氣盤(pán)管需與變流量運行的工況相適應［３７］。

 

  ４．３ 新型熱泵換熱器研究

 

  Ｂｒｕｄｅｒｅｒ等人提出在聯(lián)合國教科文組織的世界文化遺產(chǎn)建筑中，采用地源熱泵和加強保溫都受到嚴格限制時(shí)，可以采用一種新型屋面瓦集熱器，這種特殊設計的屋面瓦集熱器的材質(zhì)為銅，具有良好的集熱能力，可以吸收太陽(yáng)熱、周?chē)諝饧坝晁械臒崃?，作為熱泵的低位熱源。通過(guò)在瑞士和德國的應用，證明這種新型換熱器是熱泵應用的新選擇［３８］。Ｓｏｎｇ等人對鋸齒形肋片換熱器的特性進(jìn)行了研究，這種新型換熱器設計了鋸齒肋片以提高換熱性能，與百葉窗肋片相比在低流速區具有更高的換熱效率［３９］。Ｓａｌｅｈ等       人采用在線(xiàn)多目標優(yōu)化方法來(lái)設計新型風(fēng)冷換熱器，采用多尺度模擬提高了模型的逼真度，并采用ＣＦＤ技術(shù)與ε－ＮＴＵ 法耦合求解換熱器的性能，在取得更好的優(yōu)化結果的同時(shí)，大大降低了計算成本［４０］。

 

  ４．４ 吸附式、吸收式熱泵研究

 

  ｖａｎ ｄｅｒ Ｐａｌ等人研發(fā)了一種壓縮／吸收混合式熱泵機組，將低于１００℃的工業(yè)廢熱進(jìn)行提升，對混合式熱泵建立模擬計算模型并進(jìn)行實(shí)測驗證，結果顯示當壓縮機位于蒸發(fā)器和吸附反應器之間時(shí)，其對機組能效的影響顯著(zhù)大于壓縮機位于吸附反應器和冷凝器之間時(shí)，后者與純粹熱驅動(dòng)機組相比能效幾乎相同，充分證明了研究系統內各部件之間相互影響的重要性［４１］。Ｍｉｙａｚａｋｉ等人提出了一種雙蒸發(fā)器吸收式制冷機，這一新型制冷機由２個(gè)蒸發(fā)器、１個(gè)冷凝器和３個(gè)吸收器組成，蒸發(fā)和吸收同時(shí)在２個(gè)不同的壓力下進(jìn)行，可以擴大濃縮和稀釋過(guò)程中吸附質(zhì)的濃度變化范圍。實(shí)驗結果表明在給定條件下雙蒸發(fā)器吸收式機組的ＣＯＰ 是普通機組的３．４倍［４２］。Ｈｕ等人對３種雙效吸收式制冷機組分別建模，并在相同初始條件及供冷量情況下進(jìn)行模擬計算。通過(guò)詳細的分析可知，機組的發(fā)生器、吸收器和換熱器處的損失顯著(zhù)高于蒸發(fā)器、冷凝器和膨脹閥處。低溫發(fā)生器優(yōu)先串聯(lián)式機組比高溫發(fā)生器優(yōu)先串聯(lián)式機組和并聯(lián)式機組有更高的ＣＯＰ 和效率，但是也最容易結晶，而并聯(lián)式機組則在能效和避免結晶兩方面都有不錯的表現［４３］。

 

  ５ 熱泵技術(shù)應用發(fā)展研究

 

  地源熱泵技術(shù)、空氣源熱泵技術(shù)及熱泵部件和

 

  系統的不斷發(fā)展，推動(dòng)了熱泵技術(shù)應用范圍的不斷擴大，近年來(lái)熱泵技術(shù)應用主要集中在以下幾個(gè)方面。

 

  ５．１ 熱泵在低能耗建筑中的應用研究

 

  Ｒｕｕｄ等人對瑞典不同氣候區內不同圍護結

 

  構的建筑應用不同供能系統時(shí)的能耗量和價(jià)格進(jìn)行了計算，結果顯示地源熱泵具有較低的年能耗量，但是初投資仍高于其他可選方式［４４］。Ｋｏｓｔｅｒ等人對荷蘭的低能耗建筑進(jìn)行了研究，發(fā)現熱泵是有效實(shí)現低能耗的可行手段，適用于大規模住宅項目，且監測裝置的使用可以降低維護費用，提升用戶(hù)滿(mǎn)意度［４５］。Ｎａｇａｎｏ等人設計了與地源熱泵集成的被動(dòng)式低能耗建筑，通過(guò)測量其全年能耗，自動(dòng)控制通風(fēng)系統的溫度和濕度，改變地源熱泵系統的運行方式，并開(kāi)發(fā)了適用的模擬軟件，最終得出了保證舒適性和低能耗的高效控制方式［４６］。Ｉｔｏｈ等人采用熱泵和蓄熱技術(shù)實(shí)現低碳建筑設計，將地源熱泵與空氣源熱泵相結合，同時(shí)采用潛熱儲熱系統，與建筑能源管理系統結合，有效降低建筑能耗［４７］。Ｔａｎａｂｅ指出了高效空氣源熱泵對實(shí)現二氧化碳減排任務(wù)的重要性，并探討了空氣源熱泵在減少不同國家不同類(lèi)型建筑能耗方面可能扮演的角色［４８］。

 

  ５．２ 熱泵工業(yè)中的應用研究

 

  Ｓａｋａｓｈｉｔａ介紹了工業(yè)熱泵在過(guò)去３０年對節能和阻止全球變暖所作的貢獻，同時(shí)指出了其應用仍然局限于小部分區域的原因，分析了阻礙其發(fā)展的壁壘以及現實(shí)可行的解決措施，尤其是ＣＤＭ（清潔發(fā)展機制）項目的實(shí)施對其未來(lái)的發(fā)展起到了重要推動(dòng)作用［４９］。Ｓａｋａｍｏｔｏ等人對１１個(gè)國家的食品和飲料行業(yè)應用熱泵技術(shù)可實(shí)現的ＣＯ２減排潛力進(jìn)行了估算，假設采用電驅動(dòng)熱泵取代供熱溫度在１００℃以下的蒸汽鍋爐，估算結果顯示每年的ＣＯ２減排量可達到４ ７００萬(wàn)ｔ，達到參與調查國家工業(yè)燃料燃燒產(chǎn)生的ＣＯ２總量的１．４％［５０］。

 

  Ｋａｄｏｗａｋｉ等人開(kāi)發(fā)了一種具有溫濕度調節功能的烘干木材熱泵系統，與傳統的礦物燃料鍋爐相比可以顯著(zhù)降低ＣＯ２排放量，提高系統經(jīng)濟性，同時(shí)還可以提高木材烘干的質(zhì)量［５１］。Ｎｏｒｄｔｖｅｄｔ等人對安裝在挪威屠宰場(chǎng)的混合式余熱回收熱泵的運行經(jīng)驗進(jìn)行了分析，這種壓縮和吸收式混合熱泵采用氨水作為工作介質(zhì)，可以回收制冷過(guò)程中溫度約為５０℃的介質(zhì)中的冷凝熱，將熱水側溫度提升至１００℃［５２］。

 

  ５．３ 熱泵系統在各類(lèi)不同建筑中的應用研究Ｒｏｇｎｏｎ等人介紹了瑞士聯(lián)邦能源辦公室于１９９４年啟動(dòng)的供熱現場(chǎng)監測項目，截至２００３年有２５０個(gè)低于２５ｋＷ 的熱泵系統納入監測范圍，其中１５０個(gè)為長(cháng)期監測項目，１００個(gè)已經(jīng)監測超過(guò)１０年。監測的目標是通過(guò)長(cháng)期測試得到熱泵系統全壽命周期內的可靠性、穩定性及ＳＰＦ 變化特點(diǎn)［５３］。Ｉｂａ等人對日本山梨縣大型商業(yè)設施中應用的高效模塊熱泵機組進(jìn)行了連續７個(gè)月的實(shí)測研究，結果表明應用大型模塊熱泵機組運行效率高于傳統吸收式熱泵，在部分負荷情況下優(yōu)勢更加明顯［５４］。Ｙａｎａｇｉｈａｒａ等人對應用在大型實(shí)驗室建筑中的蓄能型暖通空調系統進(jìn)行了實(shí)測研究，分析了１５年的監測數據，結果表明該系統具有良好的節能特性［５５］。Ｌｉｕ基于能耗狀況及不同天氣、地理位置差異，分析了改造美國單戶(hù)地源熱泵系統的收益。收益包括節能、降低夏季電力峰值以及減少使用者費用等幾個(gè)方面［５６］。

 

  ６ 熱泵技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢預測

 

  ６．１ 熱泵應用仍將處于高速發(fā)展的上升階段作為節能減排的技術(shù)，熱泵技術(shù)前景廣闊，會(huì )有越來(lái)越多的國家及政府、企業(yè)意識到熱泵可以帶來(lái)的節能及環(huán)保效益，市場(chǎng)數據也表明未來(lái)發(fā)展趨勢良好。

 

  ６．２ 地源熱泵、空氣源熱泵的高效化研究仍然存在較大提升空間各個(gè)國家及地區的實(shí)際情況不同，因此關(guān)注的熱泵技術(shù)不同，在換熱器、熱泵機組、系統控制優(yōu)化及低溫環(huán)境應用等各方面都有研究?？傮w來(lái)說(shuō)地源熱泵和空氣源熱泵的高效應用仍是各國關(guān)注的目標，也是未來(lái)熱泵技術(shù)研究的重要方向之一。

 

  ６．３ 新型高效環(huán)保制冷劑在熱泵機組中的應用是廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)受氣候公約的限制，隨著(zhù)現有制冷劑的禁用，新型高效環(huán)保制冷劑的探索及其在熱泵中的應用成為一個(gè)緊迫的課題，目前世界各國均在不斷的探索當中。

 

  ６．４ 復合式熱泵系統研究活躍

 

  可再生能源作為低位熱源使熱泵系統受其變化影響較大，根據各個(gè)國家及地區的實(shí)際情況，采用復合熱泵技術(shù)可以實(shí)現更好的節能環(huán)保效果，因此復合熱泵系統研究仍然具有很大的空間。

 

  ６．５ 各種熱泵形式在不同建筑中的應用及優(yōu)化研究也是熱泵技術(shù)應用研究重點(diǎn)之一研究熱泵技術(shù)在實(shí)際工程中的應用，使熱泵的節能環(huán)保作用在實(shí)際中得以更好地發(fā)揮，是推廣熱泵技術(shù)的重要基礎，因此實(shí)際工程應用及優(yōu)化研究工作十分重要。