國際熱泵技術(shù)的發(fā)展講義

國際熱泵技術(shù)的發(fā)展與趨勢

――第八屆國際能源組織熱泵大會回顧第八屆國際能源組織熱泵大會(簡稱國際熱泵大會)于2005年5月30日至6月2日在美國拉斯韋加斯市愷撒宮舉行，由國際能源組織熱泵委員會主辦。國際能源組織熱泵委員會是國際熱泵界的最高學(xué)術(shù)會議，熱泵委員會涉及領(lǐng)域包括熱泵、空氣調(diào)節(jié)以及相關(guān)的制冷技術(shù)。會議主題：

熱泵技術(shù)、應(yīng)用與市場的全球發(fā)展。國際熱泵大會簡介大會每三年舉行一次，此前的七屆年會：2002年中國北京、1999年德國柏林、1996年加拿大多倫多、1993年荷蘭馬斯特里赫特、1990年日本東京、1987年美國奧蘭多、1984年奧地利格拉茨。此次年會的目的：通過技術(shù)、市場、政策及標(biāo)準(zhǔn)信息的交流和討論，審視熱泵技術(shù)保護環(huán)境、節(jié)約能源方面的益處，在世界范圍內(nèi)促進(jìn)熱泵技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)步。大會受到多方支持相關(guān)學(xué)術(shù)團體

美國供熱制冷與空調(diào)工程師學(xué)會ASHRAE美國地?zé)釤岜脜f(xié)會GHPC國際制冷學(xué)會IIR國際地源熱泵協(xié)IGSHPAORNL政府部門

加拿大自然資源部德國聯(lián)邦經(jīng)濟與勞工部日本新能源與工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織日本熱泵與蓄熱技術(shù)中心挪威能源署瑞典能源署瑞士聯(lián)邦能源部美國能源部

大會規(guī)模這次大會共有來自20國家和地區(qū)223名代表參加了會議，中國有10名代表（包括2名香港代表）出席了會議。會議共收到128篇論文，中國有17篇。會議共安排52篇專題發(fā)言，場外交流76篇，中國有2篇專題發(fā)言，一篇場外交流。大會活動展覽會國家代表、研發(fā)組織、制造廠商、學(xué)會以及社會團體參展會前專題研討會供暖供生活熱水用熱泵測試步驟和季節(jié)性能系數(shù)計算方法（ANNEX28）克服地源熱泵市場與技術(shù)障礙（ANNEX29）大會活動技術(shù)參觀拉斯韋加斯湖（LakeLasVegas）新社區(qū)－湖水源水環(huán)熱泵工程洛基研究中心（RockyResearch）－吸附式制冷九個專項議題熱泵技術(shù)的現(xiàn)狀與趨勢能源與環(huán)境熱泵應(yīng)用地源/水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用工具熱泵在冷熱電（CHP）系統(tǒng)中的綜合利用先進(jìn)概念—熱泵組件先進(jìn)的熱泵系統(tǒng)及設(shè)備替換制冷劑的進(jìn)展國家研究計劃概述熱泵技術(shù)的現(xiàn)狀與趨勢北美、歐洲及亞太地區(qū)的區(qū)域報告，已成為熱泵大會的傳統(tǒng)特色，這些報告為認(rèn)識和了解世界主要熱泵應(yīng)用區(qū)域在該技術(shù)的應(yīng)用及研究方面的相似與不同，提供了寶貴的資料。北美地區(qū)供熱仍以天然氣為主，熱泵供熱僅占10%，在美國地?zé)釤岜美谜忌鐣偰芎?.32%。垂直地埋管46%水平地埋管38%地表水15%其他1%地下?lián)Q熱器單位管長造$36/m22個州推廣地源熱泵GaltHouseHotel最大地源熱泵項目，4700冷噸。全美國有30個地源熱泵制造商地源熱泵應(yīng)用的目標(biāo)是減少70％建造費用美國2006年1月23日將實行新的熱泵能效標(biāo)準(zhǔn)，SEER=13，HSPF＝7.7Air/Air熱泵機組逐漸采用410A制冷劑，2010年全面禁止使用R22。加拿大，閉式地源熱泵系統(tǒng)季節(jié)平均COP達(dá)到3.5，開式系統(tǒng)達(dá)到2.8美國地?zé)釤岜玫膽?yīng)用形式歐洲地區(qū)熱泵技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)及民用建筑領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用熱泵賣出的數(shù)量在持續(xù)增長，在許多國家15~25%的年增長率為熱泵系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)良與費用盡可能的低廉提出了新的要求制冷劑的變革與建筑物熱工性能將直接影響熱泵的設(shè)計與裝配

亞太地區(qū)中國已成為世界范圍內(nèi)最大的空調(diào)生產(chǎn)國澳大利亞最大的地源熱泵項目，350個孔，100m深，并在市場上已出現(xiàn)了一種太陽能熱泵熱水器日本的“領(lǐng)跑者”計劃將使小型空氣源設(shè)備的效率在2000年的基礎(chǔ)上提升60%，房間空調(diào)器制冷COP為5.0、制熱COP為5.26，最高制冷COP大于6.0，日本燃?xì)鉄岜靡褢?yīng)用60多萬臺

地源熱泵應(yīng)用，美國有最大的市場規(guī)模；瑞典增長速度最快，主要用于單戶住宅，通常承擔(dān)熱負(fù)荷的70％，熱耗的90％加拿大、挪威致力于改善地耦合熱泵性能日本在北部推廣地源熱泵，并開發(fā)一系列設(shè)計和模擬工具奧地利開發(fā)了許多單戶住宅直接膨脹系統(tǒng)、CO2工質(zhì)作為一次系統(tǒng)的載體的系統(tǒng)、以及與建筑樁基結(jié)合的系統(tǒng)

發(fā)達(dá)國家地源熱泵應(yīng)用的變化建筑的供熱負(fù)荷在減少，供冷負(fù)荷在增加在大型商業(yè)系統(tǒng)中，由于氣候條件和建筑性能不同，需要保持地下?lián)Q熱器的平均溫度接近非干擾的地下溫度，熱響應(yīng)測試變得非常重要克服初投資高的問題人們對節(jié)能和環(huán)境效益的認(rèn)識不夠能源與環(huán)境

奧地利的HermannHalozan教授做了基調(diào)發(fā)言：熱泵與環(huán)境各國政府長久以來的共同目標(biāo)：為保持經(jīng)濟的持續(xù)增長提供足量且廉價的能源。所有工業(yè)化國家都或多或少面臨氣候變化的問題各國達(dá)成共識，共同致力于減少主要由于燃燒礦石燃料帶來的CO2的排放熱泵技術(shù)為建筑及工業(yè)領(lǐng)域減少能源消耗及CO2的排放提供了可能幾個國家關(guān)于熱泵實現(xiàn)CO2減排的數(shù)據(jù)美國的AliceGitchell與LynnStiles在發(fā)言中談到，高效地源熱泵系統(tǒng)與燃?xì)鉅t或冷卻塔相比將分別減少31%和50%的CO2排放熱泵在氣溫較低地區(qū)優(yōu)勢并不十分明顯，Caneta研究中心發(fā)現(xiàn)在加拿大所有地區(qū)，地源熱泵系統(tǒng)的減排量都較小，最小的減排量只有15%日本的N.Endo等人對AIST實驗室的調(diào)查顯示，采用熱泵技術(shù)后減少61%的能耗，合計37TJ/年，減少63%的運行費用合計近四千五百萬日元，減少53%的CO2排放計2400噸/年熱泵的應(yīng)用世界上已安裝1.3億臺熱泵，每年新增1500萬臺熱泵瑞士熱泵的銷售量近十年持續(xù)增長，平均增長率15%，隨著熱泵產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高及其不斷可靠的運行，瑞士熱泵市場將會更好的發(fā)展在挪威，2003年熱泵機組的銷售呈現(xiàn)55,100件的爆炸式增長，而整個90年代的年銷售量也只是1000~2000之間，考慮到挪威政府相關(guān)政策的出臺，今后熱泵的銷售量仍然值得期待在日本，東京灣區(qū)域供冷/暖蓄熱系統(tǒng)實現(xiàn)了與高效率熱源機器的結(jié)合，實現(xiàn)了與系統(tǒng)能力范圍最大化蓄熱罐的結(jié)合，同時實現(xiàn)了與大供回水溫差的結(jié)合，系統(tǒng)的CO2排放量小于平均水平的60%在加拿大使用熱泵對木材進(jìn)行干燥，同比將平均減少近35%的能耗在新加坡，使用改進(jìn)的空氣源熱泵干燥系統(tǒng)干燥后的水果，與使用傳統(tǒng)干燥方法干燥的水果相比諸多指標(biāo)都得到了改進(jìn)，某些指標(biāo)甚至可以與冷凍干燥法干燥后的水果相媲美，冷凍干燥法被認(rèn)為是最好的干燥法，但同時也是最昂貴的方法地源/水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用工具關(guān)于熱泵系統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)與空氣源熱泵系統(tǒng)相比能效更高，但地源熱泵系統(tǒng)的初投資卻遠(yuǎn)高于空氣源熱泵，同時也要高于傳統(tǒng)的燃油/汽鍋爐JohnnyW?rnel?f介紹了他們研究的高效集熱器只需要很小的占地面積，集熱器裝配過程十分簡單，在收集地下熱能的同時還可以收集房間排出氣體中的能量，該系統(tǒng)不間斷對房間進(jìn)行通風(fēng)從而保證了室內(nèi)空氣的質(zhì)量目前津世界躺上商與用建永筑用筑地源鹽熱泵罰地下筒換熱倘器設(shè)品計計默算分唉析軟攏件主叢要有察：歐洲去地?zé)釗蠀f(xié)會領(lǐng)的EE調(diào)D（Ea求rt塔h腔En典er要gy巴D徑es嗎ig自ne脆r）北美種和歐肌洲建慢筑模督擬軟謹(jǐn)件TR枯NS危YS國際捧地源膨熱泵繳協(xié)會鍬的GL展HE纏P當(dāng)ro這些樣軟件控基本腸都基銜于瑞艘典隆悅德大問學(xué)q-庸Fu傷nc赴ti認(rèn)on眨s算子微，并里且得家到試頓驗驗讀證，瘡世界看各國餓廣泛失采用除此餃之外紡國際隸上地緊源熱翻泵設(shè)排計軟劣件還漏有LU產(chǎn)ND農(nóng)P位RO魂GR抗AM界S、GL訪GS、EC杯A、WF況EA、GS鄰20猛00、GE咐OC細(xì)AL峰C等等頭。瑞肌典還辰特為蝴建造顆商開白發(fā)了呢簡易托設(shè)計催軟件Pr搬es墨ti奪ge，目登前有60號0多用朱戶。熱泵廚在冷符熱電顆（C桌HP擠）系定統(tǒng)中聞的綜環(huán)合利校用電驅(qū)夢動熱掌泵單嘉純供宰熱或返制冷昂可以峽提高旨電能貿(mào)利用晴率，庫但初級躁能源楚利用殘率卻捉?jīng)]有構(gòu)質(zhì)的省提高美國偷能源吳部協(xié)漿同供暴熱部棉門、棄制冷坦部門肢及發(fā)玩電廠盛聯(lián)合堆開發(fā)隨先進(jìn)善的熱碌驅(qū)動負(fù)熱泵摩系統(tǒng)究，該犯系統(tǒng)宣利用求發(fā)電純設(shè)備勵余熱鍬對建椅筑物歐進(jìn)行間供熱宮與制惜冷，意該計思劃將貧推動宅熱泵兼尤其況是綜猶合利盡用發(fā)逮電廠尚廢熱囑的冷暖證同供能技術(shù)的發(fā)獸展，相這種節(jié)技術(shù)尿如果沫被推針廣使遲用將挽使全礦能源奮利用燥率提箱高近飾80想%Ho扒rn久sb糧y圖書毯館是城奧地瓣利第橫一個三聯(lián)問供區(qū)蒙域供失冷工程兆，該卡工程循最終減爬少CO礦2的排誕放近20磚%，新萬近裝配店的新卸的控毫制方什案將穩(wěn)有望嘩使這一數(shù)捷據(jù)得汪到進(jìn)杰一步震提高日本AI構(gòu)ST的Ch崇ao紅bi底nDa醉ng向大柄會提律交了膠一份龜研發(fā)撞計劃夫用于厘研究小型槍利用過熱力攻分配嚷站廢戒熱工五作的烤吸收鈔式熱恢泵系狀統(tǒng)，該害計劃紡的目嘗標(biāo)是花減小竹吸收合機的率型號落同時波提高優(yōu)機組可的CO均P，新說的“銀混合亦式”伶裝置貧在容記量上離減少50拿%，而CO姓P卻提恨升了10助~1帆5%熱泵游系統(tǒng)槽的良搖好運動轉(zhuǎn)需桃要依勺賴組飄件優(yōu)胡良的性能誓，系臉統(tǒng)的織改進(jìn)研需要濾組件養(yǎng)技術(shù)頓不斷乘的進(jìn)豈步高效深換熱聽器的喬研究浪集中課在如瓦何減俱少換熱籌器熱粒阻，母提高口換熱塵效率廚的問委題上壓縮蛇機是喝熱泵妖另一挑重要村組件辛，Cl奮ar涉k者Bu丘ll虜ar垂d的文爐章認(rèn)纏為壓借縮機欲的研究毀重點頌在對渾渦輪雅壓縮插機的捏研究,高效趕優(yōu)質(zhì)殼渦輪根壓縮別機設(shè)諒計十分復(fù)削雜,這也最從另頃一個餃角度崗說明其性材能的乘提升且仍然甩有廣義泛空觸間先進(jìn)宇概念吸—熱麗泵組央件先進(jìn)棒的系胡統(tǒng)及灰設(shè)備建筑斬設(shè)計藍(lán)水平爪的不面斷提窩高將及會降苦低建作筑對元熱量盜的需峽要，但空強調(diào)和憂生活耽熱水熄卻會鹽更加絹重要繳當(dāng)前答熱泵胸系統(tǒng)榮普遍迅效率不高置，但蹈卻預(yù)監(jiān)示了癥該技低術(shù)持負(fù)續(xù)發(fā)蘭展的北空間J.向J孟.舟To圖ml央in須so煉n介紹曠了一狂種空氣窯調(diào)節(jié)趕與生意活熱吊水聯(lián)道合供惑應(yīng)的熱鉆泵系耽統(tǒng)，鄉(xiāng)豐但該零系統(tǒng)現(xiàn)出投晶資過插高，惑在美帝國這蓮部分澤投資終將達(dá)塘到1選00掀0美郊元左碑右新加戒坡的Ha毫wl僑ad羨er介紹漲了一佳種跪“三糖位一贈體”沉系統(tǒng)簡，即劫同時完成襲制冷莊、提璃供生把活熱賊水與圈衣物秤干燥功能農(nóng)的熱蹲泵系費統(tǒng)，鮮由于涌該系獎統(tǒng)高幼位熱劃源選率用了而太陽機能，迅這也旬就決吩定了爬其適影用范迅圍的摩局限逮性Ma挪ts暮F狠eh晴rm介紹旺了一戚種全室島內(nèi)排鏈氣源撤熱泵銀系統(tǒng)，該追系統(tǒng)玩利用滑室內(nèi)域排氣蠅中的親能量扶參與肢進(jìn)熱棵泵熱飾源，遲再次粒利用昆排氣殖帶走伯的建綠筑耗駐能。技保溫量層很男厚的皇居住剖建筑瞇，排屬氣熱寇損失居占去咸全部草建筑彎耗能未的很疊大部付分，執(zhí)回收疾利用陽這部士分能條量正陳是追鋒求建稅筑零改能耗絡(luò)的結(jié)拜果替換突制冷萌劑的趨進(jìn)展傳統(tǒng)攪炭氟萌化物烏制冷警劑受咽到越扯來越米多的唐批評災(zāi)，這每是由槐于從違系統(tǒng)密泄漏句出去杜的傳炎統(tǒng)制串冷劑肺會破鳴壞臭婚氧層姓，從懼而影睛響全聲球氣豬候。神近年少來，鞋制冷辜劑的嶼研究胳重點帥在自矩然制芹冷劑灑取代雙傳統(tǒng)選制冷桶劑，沈尤以CO2制冷旺劑為恰代表日本卻的CO2制冷尺劑熱舞泵：20表01姑年1寫月由閱東京兄電力黑等三膀家機俘構(gòu)共既同研認(rèn)制出撓了世稼界上木第一別臺住傻宅用激CO2制冷勝劑熱霧泵熱鋤水器偉，四悠年后緣瑞的今曬天日嗓本已口有1售7家哨企業(yè)透可以賠設(shè)計晴制造通并出盼售這沙種熱恩泵產(chǎn)逐品了腿。夏昌季制臺冷工簡況下霜全系示統(tǒng)的愈效率冷是3汗.5抓，過此渡季雙節(jié)3忍.2拿，冬礙季供廣熱工罪況下猴是2級.8續(xù)，全呢年效垮率大近概是姐3.革1?；暝撓翟罱y(tǒng)可茂節(jié)約慶30歷%的啟能耗瓜并減貍少5含0%持C會O2排放估，實遺行峰還谷電仰價的塑地區(qū)資在夜慰間運嫌行機挑器將駕進(jìn)一矩步降朽低系煩統(tǒng)的挨運行炭費用歐洲千的CO2地源柴熱泵積系統(tǒng)呀：CO2循環(huán)麥借助潮重力珠作用架在地幫埋垂店直管稻中自動叨運行沈，CO2吸收兩土壤儀低位啞熱量CO2在循聾環(huán)過珠程中扇發(fā)生稿相變新，從剝而其售吸熱效龍率遠(yuǎn)奸高于陸普通活制冷片劑，吩有數(shù)壁據(jù)顯岡示其吸恭熱效庭率是詳普通阿制冷惕劑的4~瞇12倍循環(huán)范制冷滑劑與CO2發(fā)生投熱交揪換，婚再由術(shù)熱泵將非制冷抗劑從CO2中獲埋得的替低位鼠熱量雖提升油品位這種魚產(chǎn)品姥投放理市場驚已有韻四年晉，其干特有黃的CO2自循戴環(huán)系毒統(tǒng)降孕低了具系統(tǒng)刮的電騰能消之耗，覆獲得煤了較沾好評義價CO2熱泵覽產(chǎn)品竄在歐餐洲在承日本歐都已合投入膠了市追場，詳?shù)珵閷倌苁笴O2熱泵嗓更快假的推崗廣，怎還須蠟在加拳大出丑熱量恒、如談何在證寒冷彼地區(qū)廢使用封以及燙降低你造價顫方面噸做許苗多工虎作國家盡研究限計劃們概述瑞典買十年這間實招施了波三項嶼熱泵漲發(fā)展飯計劃:“可變童制冷鳳”汗、“半氣候21閑”、“密更高筆效的糧熱泵肢與制間冷系摸統(tǒng)”。主冷旨是餐使瑞旁典的玩熱泵秩技術(shù)土及制掌冷系殃統(tǒng)的朗能源麥利用篇率得興到提闊高，蔥并注靠重在伸相應(yīng)沒經(jīng)濟彈條件抄及自喬然環(huán)跑境中傍的可遲行性構(gòu)。熱泵忍技術(shù)凝是日腹本國缸內(nèi)“月犧光計鍛劃”中的隸核心奪內(nèi)容扒，作牙為國敗家節(jié)檔約能螞源工覺程中篩主要評的一請項，紹熱泵礦技術(shù)采已經(jīng)員得到揚了良貼好的請發(fā)展駱。美國客的研稈究計貴劃有盞一個抓很大疲的特績點，巾這就雹是美儀國的科研搜部門付與資值金資搶助部與門的最分家，由控類似被美國因能源嫂部這綠樣提贏供資年金資斷助的黃部門扔制定索研究巾規(guī)劃微，提悠供研跟究資握金，課由負(fù)指責(zé)研陡究的早部門雁完成酬具體補工作界。在加誼拿大霜，計峰劃大以部分已由實六驗室芽和政葵府機喝構(gòu)、魂大學(xué)覽