论文部分内容阅读
摘要：进入二十一世纪以来，由于前期的大量资源开发，导致了自然生态的破坏，所以人们开始越发关注能源节能技术，而建筑供热恰恰就是城市中能源消耗较大的一个部分，并且这一部分由于其自身的耗损较大，所以采用节能技术有着极大的必要性。在建筑供热中如果使用热泵节能技术，便能够切实有效的提升能源的使用效率，并且极大的减少CO2以及一些其他有害气体的排放。本篇文章主要针对热泵节能技术在供热工程中的实际应用进行了分析，以期为其他区域进行供热建设过程中提供参考。
关键词：热泵；供热；节能
0 前言
在当前社会经济持续发展的情况下，人们的生活水平在持续不断的提高的过程中，对建筑住宅内部进行供热、空调安装已经成为了现代建筑的普遍需求。热泵技术主要使用制冷循环的方式来使得热量能够从温度较低的环节流向温度较高的部分。热泵系统在进行供热的过程中，是直接将建筑内部的低温转移出去，并且连同其建筑内部所消耗的高品位能源一起，从而达到对建筑进行供热的目的；而在对建筑进行制冷的过程中，直接提出建筑内部的热量，将其释放到外部环境中。利用热泵技术能够较为良好的达到降低温室气体排放的目的，并且节省大量能源。下文主要对热泵节能技术在供热工程中的应用进行了分析。
1 热泵的工作原理
1.1 压缩式热泵
压缩式热泵系统在实际运行的过程中，其主要的运行原理就是在压缩机运行时，将压力从P1达到P2，而其中的温度在这期间也逐渐的升高，其温度从T1达到P2压力之下的T2温度，之后温度就逐渐转到冷凝器之中，从而达到把热量Q1释放到水中的目的，促使水温在这一过程中逐渐的升高，并且其中的工质温度也会在这一过程中逐渐的下降到T3，经过降温之后的工质在经过节流阀的过程中，内部压力降低到P4，并工质的温度也降低到P4环境中的T4，最后经过低温低压处理之后的工作质在这一过程中便在压缩机中进入到了一个循环模式。在经过压缩机处理之后，冷却中所出来的热水就可以使用到取暖以及日常生活用水中。在压缩式的热泵中主要有以下几个设备组成：压缩机、换热器（包括冷凝聚器和蒸发器）、节流阀。
1.2 吸收式热泵
吸收式热泵是利用溶液的特性来完成工作循环和实现供热，它以消耗热能为动力，工作介质是一种二元溶液，这2种溶液互相溶解，而沸点不同，其中沸点较低受热后容易蒸发的物质叫溶质（或称工质），而沸点较高的溶剂（吸收剂）。它之所以能制热是利用溶质在溶液中，其溶解度随温度而变化的特点，即在一定压力下，温度越高，溶解度越小，从而产生所需的高压蒸汽；反之，温度越低溶解度越大，易于被吸收剂吸收溶解。整个装置除有一个耗电量很小的溶液泵外，主要由几个容器组成：发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和节流阀。
溶液在发生器中被加热，消耗热能Q1（温度较高的热能，作为驱动力） ，使部分工质汽化，使溶液变为稀溶液，稀溶液由2到3通过节流阀降压后进人吸收器，在吸收器中吸收来自蒸发器的汽态工质而变成浓溶液，在吸收过程中同时放出热量Q2，溶液被泵打回发生器，从而完成溶液的循环。发生器中受热汽化的工质进入冷凝器被冷凝成液态，同时放出热量Q3（升温后供热）。液态工质经节流阀降温、降压后进入蒸发器，在蒸发器中吸收低温热量Q4，汽化后进入吸收器，被从发生器来的稀溶液吸收变为浓溶液，如此反复循环。
吸收式热泵的优点是可以利用温度不高的热源作为动力；除功率不大的溶液泵外没有转动部件，耗电量低，无噪声。
缺点是热效率低， 一般适合于规模大的供热系统。此外热泵还有：化学式热泵，利用化学反应吸收、吸附、浓度差等现象或化学反应原理制成热泵；喷射式热泵，以蒸汽喷射泵代替压缩机；热电式热泵（半导体热泵） 利用电流通过2种不同导体组成的回路时，会在两端产生温度差的现象。
2 热泵在供热工程中的应用
近年来，热泵供暖有着极为广泛的途径，并且在社会不断发展的过程中，该技术也必然会取代其他传统供热技术，并且在技术在一些较为寒冷的欧洲国家已经得到了全国性的应用，被政府和电力部门所重视；而我国的供暖系统中，绝大部分消耗的能源都是石油、煤炭、天然气，并且这其中有90%都是直接作为燃料来消耗掉。利用这样的方式来进行能源提供，不仅会消耗大量的自然资源，其能源供应的效率也并不高。再加上我国能源并不富裕，急需将余热资源大力开发出来，据不完全统计，我国各行业余热资源约占其燃料消耗总量的17%～67%，可回收利用的余热资源约为余热资源总数的60%，这些余热资源可作为热泵的低温热源，通过热泵回收和利用，用于供热工程。
2.1低温热水辐射供暖系统
低温辐射供暖系统的供水温度较低，一般为40℃～60℃，由热泵作为低温辐射供暖热源时，供水温度为40℃～45℃，目前以顶棚、地板或墙埋管作为辐射板的低温辐射供暖系统均可采用热泵作热源。又由于目前最常见的、最有效的热泵供暖方式为地板辐射供暖方式，所以热泵所提供供水温度完全可以满足当前地板辐射供暖方式。
2.2 传统的热水供暖系统
目前，我国热水供热系统设计上均采用供回水温度为95℃/70℃的热水采暖，而实际北方采暖地区采暖系统在运行时普遍采用的是大流量、小温差的方式，住宅供回水温度都在60℃/45℃。室内散热设备主要为铸铁散热器、钢制散热器、铜铝复合散热器和柱铝散热器等。如果房间围护结构的保温措施良好，改善门窗的绝热性能，减少冷风渗透，在采用上述各种散热器的条件下，可利用供水温度为60℃～50℃的热泵采暖系统进行连续供热。
2.3风机盘管供暖系统
在我国高层建筑、宾馆、大型商场等建筑中几乎全部采用风机盘管空调系统，而在一些现代化高级宾馆引进国外热泵装置，这将促进国内热泵供暖系统的进一步发展，国内早已采用以热泵为热源的风机盘管供暖系统，经验证明，这样的供暖系统稳定，运行可靠，节能和环保效果显著。
2.4大型热泵站
用于建筑物区域供热的大型热泵装置组成的集中热力站即热泵站，热泵站早于20 世纪70 年代末使用在瑞典、前苏联等国家的区域供热中，当时主要采用的是压缩式热泵装置，而后在一些发达国家的热泵站中采用了吸收式热泵装置、燃气机驱动的热泵装置，效率有明显提高。
3 结语
综上所述，在人们自身的节能意识不断提升的情况下，人们已经越发的重视对热泵技术的实际应用，这促使热泵技术有着更为广泛发展前景。由于我国的低温余热资源较为丰富，而各個行业的余热资源大约占到了总体燃料燃烧量的20%-70%左右，而这其中能够进行回收利用的余热达到了60%，同时在地热排水中还能够供应大量的低温源，以及自然的低温源，这些能源供应的基础都为热泵技术的快速发展提供了极大的帮助。此外，在有需要的情况下，还可以将传统的供热方式和热泵供热技术向结合，同样能够达到节能的目的，并且还节省了大量的改造费用。■
参考文献
[1] 马坤茹，李联友，崔明辉. 锅炉房供暖系统综合治理技术[J]. 河北工业科技. 2009（05）
[2] 孙瑞堃. 供热系统综合节能技术措施[J]. 中国科技信息. 2005（19）
[3] 许彦梅. 城市集中供热系统的节能技术探讨[J]. 科技资讯. 2008（19）
关键词：热泵；供热；节能
0 前言
在当前社会经济持续发展的情况下，人们的生活水平在持续不断的提高的过程中，对建筑住宅内部进行供热、空调安装已经成为了现代建筑的普遍需求。热泵技术主要使用制冷循环的方式来使得热量能够从温度较低的环节流向温度较高的部分。热泵系统在进行供热的过程中，是直接将建筑内部的低温转移出去，并且连同其建筑内部所消耗的高品位能源一起，从而达到对建筑进行供热的目的；而在对建筑进行制冷的过程中，直接提出建筑内部的热量，将其释放到外部环境中。利用热泵技术能够较为良好的达到降低温室气体排放的目的，并且节省大量能源。下文主要对热泵节能技术在供热工程中的应用进行了分析。
1 热泵的工作原理
1.1 压缩式热泵
压缩式热泵系统在实际运行的过程中，其主要的运行原理就是在压缩机运行时，将压力从P1达到P2，而其中的温度在这期间也逐渐的升高，其温度从T1达到P2压力之下的T2温度，之后温度就逐渐转到冷凝器之中，从而达到把热量Q1释放到水中的目的，促使水温在这一过程中逐渐的升高，并且其中的工质温度也会在这一过程中逐渐的下降到T3，经过降温之后的工质在经过节流阀的过程中，内部压力降低到P4，并工质的温度也降低到P4环境中的T4，最后经过低温低压处理之后的工作质在这一过程中便在压缩机中进入到了一个循环模式。在经过压缩机处理之后，冷却中所出来的热水就可以使用到取暖以及日常生活用水中。在压缩式的热泵中主要有以下几个设备组成：压缩机、换热器（包括冷凝聚器和蒸发器）、节流阀。
1.2 吸收式热泵
吸收式热泵是利用溶液的特性来完成工作循环和实现供热，它以消耗热能为动力，工作介质是一种二元溶液，这2种溶液互相溶解，而沸点不同，其中沸点较低受热后容易蒸发的物质叫溶质（或称工质），而沸点较高的溶剂（吸收剂）。它之所以能制热是利用溶质在溶液中，其溶解度随温度而变化的特点，即在一定压力下，温度越高，溶解度越小，从而产生所需的高压蒸汽；反之，温度越低溶解度越大，易于被吸收剂吸收溶解。整个装置除有一个耗电量很小的溶液泵外，主要由几个容器组成：发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和节流阀。
溶液在发生器中被加热，消耗热能Q1（温度较高的热能，作为驱动力） ，使部分工质汽化，使溶液变为稀溶液，稀溶液由2到3通过节流阀降压后进人吸收器，在吸收器中吸收来自蒸发器的汽态工质而变成浓溶液，在吸收过程中同时放出热量Q2，溶液被泵打回发生器，从而完成溶液的循环。发生器中受热汽化的工质进入冷凝器被冷凝成液态，同时放出热量Q3（升温后供热）。液态工质经节流阀降温、降压后进入蒸发器，在蒸发器中吸收低温热量Q4，汽化后进入吸收器，被从发生器来的稀溶液吸收变为浓溶液，如此反复循环。
吸收式热泵的优点是可以利用温度不高的热源作为动力；除功率不大的溶液泵外没有转动部件，耗电量低，无噪声。
缺点是热效率低， 一般适合于规模大的供热系统。此外热泵还有：化学式热泵，利用化学反应吸收、吸附、浓度差等现象或化学反应原理制成热泵；喷射式热泵，以蒸汽喷射泵代替压缩机；热电式热泵（半导体热泵） 利用电流通过2种不同导体组成的回路时，会在两端产生温度差的现象。
2 热泵在供热工程中的应用
近年来，热泵供暖有着极为广泛的途径，并且在社会不断发展的过程中，该技术也必然会取代其他传统供热技术，并且在技术在一些较为寒冷的欧洲国家已经得到了全国性的应用，被政府和电力部门所重视；而我国的供暖系统中，绝大部分消耗的能源都是石油、煤炭、天然气，并且这其中有90%都是直接作为燃料来消耗掉。利用这样的方式来进行能源提供，不仅会消耗大量的自然资源，其能源供应的效率也并不高。再加上我国能源并不富裕，急需将余热资源大力开发出来，据不完全统计，我国各行业余热资源约占其燃料消耗总量的17%～67%，可回收利用的余热资源约为余热资源总数的60%，这些余热资源可作为热泵的低温热源，通过热泵回收和利用，用于供热工程。
2.1低温热水辐射供暖系统
低温辐射供暖系统的供水温度较低，一般为40℃～60℃，由热泵作为低温辐射供暖热源时，供水温度为40℃～45℃，目前以顶棚、地板或墙埋管作为辐射板的低温辐射供暖系统均可采用热泵作热源。又由于目前最常见的、最有效的热泵供暖方式为地板辐射供暖方式，所以热泵所提供供水温度完全可以满足当前地板辐射供暖方式。
2.2 传统的热水供暖系统
目前，我国热水供热系统设计上均采用供回水温度为95℃/70℃的热水采暖，而实际北方采暖地区采暖系统在运行时普遍采用的是大流量、小温差的方式，住宅供回水温度都在60℃/45℃。室内散热设备主要为铸铁散热器、钢制散热器、铜铝复合散热器和柱铝散热器等。如果房间围护结构的保温措施良好，改善门窗的绝热性能，减少冷风渗透，在采用上述各种散热器的条件下，可利用供水温度为60℃～50℃的热泵采暖系统进行连续供热。
2.3风机盘管供暖系统
在我国高层建筑、宾馆、大型商场等建筑中几乎全部采用风机盘管空调系统，而在一些现代化高级宾馆引进国外热泵装置，这将促进国内热泵供暖系统的进一步发展，国内早已采用以热泵为热源的风机盘管供暖系统，经验证明，这样的供暖系统稳定，运行可靠，节能和环保效果显著。
2.4大型热泵站
用于建筑物区域供热的大型热泵装置组成的集中热力站即热泵站，热泵站早于20 世纪70 年代末使用在瑞典、前苏联等国家的区域供热中，当时主要采用的是压缩式热泵装置，而后在一些发达国家的热泵站中采用了吸收式热泵装置、燃气机驱动的热泵装置，效率有明显提高。
3 结语
综上所述，在人们自身的节能意识不断提升的情况下，人们已经越发的重视对热泵技术的实际应用，这促使热泵技术有着更为广泛发展前景。由于我国的低温余热资源较为丰富，而各個行业的余热资源大约占到了总体燃料燃烧量的20%-70%左右，而这其中能够进行回收利用的余热达到了60%，同时在地热排水中还能够供应大量的低温源，以及自然的低温源，这些能源供应的基础都为热泵技术的快速发展提供了极大的帮助。此外，在有需要的情况下，还可以将传统的供热方式和热泵供热技术向结合，同样能够达到节能的目的，并且还节省了大量的改造费用。■
参考文献
[1] 马坤茹，李联友，崔明辉. 锅炉房供暖系统综合治理技术[J]. 河北工业科技. 2009（05）
[2] 孙瑞堃. 供热系统综合节能技术措施[J]. 中国科技信息. 2005（19）
[3] 许彦梅. 城市集中供热系统的节能技术探讨[J]. 科技资讯. 2008（19）