熱泵技術(shù)的發(fā)展歷程

  熱泵是以消耗一部分高品位能源(電能、機械能或高溫熱能)為補償，使熱能從低溫熱源向高溫熱源傳遞的裝置。其實(shí)質(zhì)是借助降低一定量的功的品位，提供品位較低而數量更多的能量。由于熱泵能將低溫熱能轉變?yōu)?a href="http://keyinmall.com/t/高溫.html" >高溫熱能，提高能源的有效利用率，因此是回收低溫余熱(廢熱)、利用環(huán)境介質(zhì)(地下水、地表水、土壤和室外空氣等)中儲存的能量的重要途徑。

 

  熱泵技術(shù)最早可追溯與 1824 年，卡諾在當時(shí)就提出了:“制冷機也可以有效地用于供熱”，這一表述也從根本上為后人在熱泵技術(shù)方面的研究奠下了理論基礎。世界上最早的熱泵機組是在 20 世紀 30 年代的歐洲誕生的，它把自然環(huán)境中的河水作為低溫熱源，冬季供暖，夏季供冷，一機兩用，輸出的熱水溫度達到了60℃。但是由于技術(shù)、成本等原因，熱泵技術(shù)一直發(fā)展緩慢，這種情況持續到了 1852 年，由 L.Kelvin 提出了熱泵供暖模型之后，人們才逐漸意識到熱泵在與現有的供暖系統相比其節能效果顯著(zhù)性。之后研究人員對熱泵技術(shù)的投入也逐漸多了起來(lái)。

 

  但是由于當時(shí)化石燃料價(jià)格十分便宜，所以熱泵技術(shù)并沒(méi)有被大規模推廣。直到 20 世紀 70 年代初，世界石油危機爆發(fā)，導致原油價(jià)格大幅上漲，為了節約成本，人們又重新開(kāi)始重視熱泵技術(shù)。各國都投入了很大的人力物力用來(lái)開(kāi)發(fā)熱泵技術(shù)，從而使得熱泵技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。到目前為止，全世界有超過(guò)1.3 億臺熱泵機組在運行，總供熱量超過(guò)了 4.7×109GJ/年。美國、日本等國在熱泵方面的研究和發(fā)展處于領(lǐng)先地位，除美國和日本以外，其他一些能源緊缺的國家比如:英國、法國、意大利、德國、瑞典等都對熱泵方面進(jìn)行了大量的工作。目前，工業(yè)熱泵主要應用在釀造、紡織、木材、食品加工、石油化工、海水淡化、電廠(chǎng)余熱以及冶金等領(lǐng)域。

 

  國內的熱泵技術(shù)從 20 世紀 60 年代開(kāi)始發(fā)展，但由于受各種因素的影響，熱泵技術(shù)在相當一段時(shí)間內在國內發(fā)展緩慢。改革開(kāi)放以來(lái)，隨著(zhù)國內經(jīng)濟飛速的發(fā)展，能源供應緊張狀況的加劇，及國家相關(guān)扶持政策的出臺，技術(shù)得到快速發(fā)展?！吨腥A人民共和國節約能源法》第三十九條將熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)列入國家鼓勵發(fā)展的通用技術(shù)。國家經(jīng)貿委《2000-2015 年新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃要點(diǎn)》之處:“積極推廣地熱采暖和地熱發(fā)電技術(shù)”，“加快地熱熱泵技術(shù)的引進(jìn)和開(kāi)發(fā)，加速?lài)a(chǎn)化”。

 

  《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》(JGJ134-2001)第 6.0.7 條:“具備有地面水源(如江河、湖水等)，有適合水源熱泵運行溫度的廢水等水源條件時(shí)，居住建筑采暖、空調設備宜采用水源熱泵。當采用地下井水為水源時(shí)，應確保有回灌措施，確保水源不被污染，并應符合當地有關(guān)規定;具備可供地熱源熱泵機組埋管用的土壤面積時(shí)，宜采用埋管式地源熱泵?！?a href="http://keyinmall.com/t/水源熱泵.html" >水源熱泵應用水作為機組的冷(熱)源，可以應用河、湖及海水，地下水，工業(yè)廢水等。從原理上看，地源熱泵其實(shí)也是水源熱泵的一種，只是將水通過(guò)埋設在土壤中的一種傳熱效果較好的塑料管來(lái)吸取土壤熱量(制熱時(shí))及排出熱量(制冷時(shí))到土壤中。這些促使了熱泵技術(shù)在國內的快速發(fā)展。