国际热泵技术的发展讲义

国际热泵技术的发展与趋势

――第八届国际能源组织热泵大会回顾第八届国际能源组织热泵大会(简称国际热泵大会)于2005年5月30日至6月2日在美国拉斯韦加斯市恺撒宫举行，由国际能源组织热泵委员会主办。国际能源组织热泵委员会是国际热泵界的最高学术会议，热泵委员会涉及领域包括热泵、空气调节以及相关的制冷技术。会议主题：

热泵技术、应用与市场的全球发展。国际热泵大会简介大会每三年举行一次，此前的七届年会：2002年中国北京、1999年德国柏林、1996年加拿大多伦多、1993年荷兰马斯特里赫特、1990年日本东京、1987年美国奥兰多、1984年奥地利格拉茨。此次年会的目的：通过技术、市场、政策及标准信息的交流和讨论，审视热泵技术保护环境、节约能源方面的益处，在世界范围内促进热泵技术的应用与进步。大会受到多方支持相关学术团体

美国供热制冷与空调工程师学会ASHRAE美国地热热泵协会GHPC国际制冷学会IIR国际地源热泵协IGSHPAORNL政府部门

加拿大自然资源部德国联邦经济与劳工部日本新能源与工业技术发展组织日本热泵与蓄热技术中心挪威能源署瑞典能源署瑞士联邦能源部美国能源部

大会规模这次大会共有来自20国家和地区223名代表参加了会议，中国有10名代表（包括2名香港代表）出席了会议。会议共收到128篇论文，中国有17篇。会议共安排52篇专题发言，场外交流76篇，中国有2篇专题发言，一篇场外交流。大会活动展览会国家代表、研发组织、制造厂商、学会以及社会团体参展会前专题研讨会供暖供生活热水用热泵测试步骤和季节性能系数计算方法（ANNEX28）克服地源热泵市场与技术障碍（ANNEX29）大会活动技术参观拉斯韦加斯湖（LakeLasVegas）新社区－湖水源水环热泵工程洛基研究中心（RockyResearch）－吸附式制冷九个专项议题热泵技术的现状与趋势能源与环境热泵应用地源/水源热泵系统设计及应用工具热泵在冷热电（CHP）系统中的综合利用先进概念—热泵组件先进的热泵系统及设备替换制冷剂的进展国家研究计划概述热泵技术的现状与趋势北美、欧洲及亚太地区的区域报告，已成为热泵大会的传统特色，这些报告为认识和了解世界主要热泵应用区域在该技术的应用及研究方面的相似与不同，提供了宝贵的资料。北美地区供热仍以天然气为主，热泵供热仅占10%，在美国地热热泵利用占社会总能耗0.32%。垂直地埋管46%水平地埋管38%地表水15%其他1%地下换热器单位管长造$36/m22个州推广地源热泵GaltHouseHotel最大地源热泵项目，4700冷吨。全美国有30个地源热泵制造商地源热泵应用的目标是减少70％建造费用美国2006年1月23日将实行新的热泵能效标准，SEER=13，HSPF＝7.7Air/Air热泵机组逐渐采用410A制冷剂，2010年全面禁止使用R22。加拿大，闭式地源热泵系统季节平均COP达到3.5，开式系统达到2.8美国地热热泵的应用形式欧洲地区热泵技术在工业生产、商业及民用建筑领域都有广泛的应用热泵卖出的数量在持续增长，在许多国家15~25%的年增长率为热泵系统设计的优良与费用尽可能的低廉提出了新的要求制冷剂的变革与建筑物热工性能将直接影响热泵的设计与装配

亚太地区中国已成为世界范围内最大的空调生产国澳大利亚最大的地源热泵项目，350个孔，100m深，并在市场上已出现了一种太阳能热泵热水器日本的“领跑者”计划将使小型空气源设备的效率在2000年的基础上提升60%，房间空调器制冷COP为5.0、制热COP为5.26，最高制冷COP大于6.0，日本燃气热泵已应用60多万台

地源热泵应用，美国有最大的市场规模；瑞典增长速度最快，主要用于单户住宅，通常承担热负荷的70％，热耗的90％加拿大、挪威致力于改善地耦合热泵性能日本在北部推广地源热泵，并开发一系列设计和模拟工具奥地利开发了许多单户住宅直接膨胀系统、CO2工质作为一次系统的载体的系统、以及与建筑桩基结合的系统

发达国家地源热泵应用的变化建筑的供热负荷在减少，供冷负荷在增加在大型商业系统中，由于气候条件和建筑性能不同，需要保持地下换热器的平均温度接近非干扰的地下温度，热响应测试变得非常重要克服初投资高的问题人们对节能和环境效益的认识不够能源与环境

奥地利的HermannHalozan教授做了基调发言：热泵与环境各国政府长久以来的共同目标：为保持经济的持续增长提供足量且廉价的能源。所有工业化国家都或多或少面临气候变化的问题各国达成共识，共同致力于减少主要由于燃烧矿石燃料带来的CO2的排放热泵技术为建筑及工业领域减少能源消耗及CO2的排放提供了可能几个国家关于热泵实现CO2减排的数据美国的AliceGitchell与LynnStiles在发言中谈到，高效地源热泵系统与燃气炉或冷却塔相比将分别减少31%和50%的CO2排放热泵在气温较低地区优势并不十分明显，Caneta研究中心发现在加拿大所有地区，地源热泵系统的减排量都较小，最小的减排量只有15%日本的N.Endo等人对AIST实验室的调查显示，采用热泵技术后减少61%的能耗，合计37TJ/年，减少63%的运行费用合计近四千五百万日元，减少53%的CO2排放计2400吨/年热泵的应用世界上已安装1.3亿台热泵，每年新增1500万台热泵瑞士热泵的销售量近十年持续增长，平均增长率15%，随着热泵产品质量的不断提高及其不断可靠的运行，瑞士热泵市场将会更好的发展在挪威，2003年热泵机组的销售呈现55,100件的爆炸式增长，而整个90年代的年销售量也只是1000~2000之间，考虑到挪威政府相关政策的出台，今后热泵的销售量仍然值得期待在日本，东京湾区域供冷/暖蓄热系统实现了与高效率热源机器的结合，实现了与系统能力范围最大化蓄热罐的结合，同时实现了与大供回水温差的结合，系统的CO2排放量小于平均水平的60%在加拿大使用热泵对木材进行干燥，同比将平均减少近35%的能耗在新加坡，使用改进的空气源热泵干燥系统干燥后的水果，与使用传统干燥方法干燥的水果相比诸多指标都得到了改进，某些指标甚至可以与冷冻干燥法干燥后的水果相媲美，冷冻干燥法被认为是最好的干燥法，但同时也是最昂贵的方法地源/水源热泵系统设计及应用工具关于热泵系统地源热泵系统与空气源热泵系统相比能效更高，但地源热泵系统的初投资却远高于空气源热泵，同时也要高于传统的燃油/汽锅炉JohnnyWärnelöf介绍了他们研究的高效集热器只需要很小的占地面积，集热器装配过程十分简单，在收集地下热能的同时还可以收集房间排出气体中的能量，该系统不间断对房间进行通风从而保证了室内空气的质量目前津世界躺上商与用建永筑用筑地源盐热泵罚地下筒换热倘器设品计计默算分唉析软拢件主丛要有察：欧洲去地热挠协会领的EE调D（Ea求rt塔h腔En典er要gy巴D径es吗ig自ne脆r）北美种和欧肌洲建慢筑模督拟软谨件TR枯NS危YS国际捧地源膨热泵缴协会锹的GL展HE缠P当ro这些样软件控基本肠都基衔于瑞艘典隆悦德大问学q-庸Fu伤nc赴ti认on眨s算子微，并里且得家到试顿验验读证，疮世界看各国饿广泛失采用除此饺之外纺国际隶上地紧源热翻泵设排计软劣件还漏有LU产ND农P位RO魂GR抗AM界S、GL访GS、EC杯A、WF况EA、GS邻20猛00、GE咐OC细AL峰C等等头。瑞肌典还辰特为蝴建造颗商开白发了呢简易托设计催软件Pr搬es墨ti夺ge，目登前有60号0多用朱户。热泵厨在冷符热电颗（C桌HP挤）系定统中闻的综环合利校用电驱梦动热掌泵单嘉纯供宰热或返制冷昂可以峡提高旨电能贸利用晴率，库但初级躁能源楚利用残率却捉没有构质的省提高美国偷能源吴部协浆同供暴热部棉门、弃制冷坦部门肢及发玩电厂盛联合堆开发随先进善的热碌驱动负热泵摩系统究，该犯系统宣利用求发电纯设备励余热锹对建椅筑物欧进行间供热宫与制惜冷，意该计思划将贫推动宅热泵兼尤其况是综犹合利尽用发逮电厂尚废热嘱的冷暖证同供能技术的发兽展，相这种节技术尿如果沫被推针广使迟用将挽使全矿能源奋利用燥率提箱高近饰80想%Ho扒rn久sb粮y图书毯馆是城奥地瓣利第横一个三联问供区蒙域供失冷工程兆，该卡工程循最终减爬少CO矿2的排诞放近20砖%，新万近装配店的新卸的控毫制方什案将稳有望哗使这一数捷据得汪到进杰一步震提高日本AI构ST的Ch崇ao红bi底nDa醉ng向大柄会提律交了胶一份龟研发撞计划夫用于厘研究小型枪利用过热力攻分配嚷站废戒热工五作的烤吸收钞式热恢泵系状统，该害计划纺的目尝标是花减小竹吸收合机的率型号落同时波提高优机组可的CO均P，新说的“银混合亦式”伶装置贫在容记量上离减少50拿%，而CO姓P却提恨升了10助~1帆5%热泵游系统槽的良摇好运动转需桃要依勺赖组飘件优胡良的性能誓，系脸统的织改进研需要滤组件养技术顿不断乘的进岂步高效深换热听器的乔研究浪集中课在如瓦何减俱少换热筹器热粒阻，母提高口换热尘效率厨的问委题上压缩蛇机是喝热泵妖另一挑重要村组件辛，Cl奋ar涉k者Bu丘ll虏ar垂d的文炉章认缠为压借缩机欲的研究毁重点颂在对浑涡轮雅压缩插机的捏研究,高效赶优质壳涡轮根压缩别机设谅计十分复削杂,这也最从另顷一个饺角度岗说明其性材能的乘提升且仍然甩有广义泛空触间先进宇概念吸—热丽泵组央件先进棒的系胡统及灰设备建筑斩设计蓝水平爪的不面断提窝高将及会降苦低建作筑对元热量盗的需峡要，但空强调和忧生活耽热水熄却会盐更加绢重要缴当前答热泵胸系统荣普遍迅效率不高置，但蹈却预监示了症该技低术持负续发兰展的北空间J.向J孟.舟To图ml央in须so炼n介绍旷了一狂种空气窑调节赶与生意活热吊水联道合供惑应的热钻泵系耽统，乡丰但该零系统现出投晶资过插高，惑在美帝国这莲部分泽投资终将达塘到1选00掀0美郊元左碑右新加戒坡的Ha毫wl侨ad羡er介绍涨了一佳种跪“三糖位一赠体”沉系统简，即劫同时完成袭制冷庄、提璃供生把活热贼水与圈衣物秤干燥功能农的热蹲泵系费统，鲜由于涌该系奖统高幼位热划源选率用了而太阳机能，迅这也旬就决吩定了爬其适影用范迅围的摩局限逮性Ma挪ts暮F狠eh晴rm介绍旺了一戚种全室岛内排链气源撤热泵银系统，该追系统玩利用滑室内域排气蝇中的亲能量扶参与肢进热棵泵热饰源，迟再次粒利用昆排气殖带走伯的建绿筑耗驻能。技保温量层很男厚的皇居住剖建筑眯，排属气热寇损失居占去咸全部草建筑弯耗能未的很叠大部付分，执回收疾利用阳这部士分能条量正陈是追锋求建税筑零改能耗络的结拜果替换突制冷萌剂的趋进展传统搅炭氟萌化物乌制冷警剂受咽到越扯来越米多的唐批评灾，这每是由槐于从违系统密泄漏句出去杜的传炎统制串冷剂肺会破鸣坏臭婚氧层姓，从惧而影睛响全声球气猪候。神近年少来，鞋制冷辜剂的屿研究胳重点帅在自矩然制芹冷剂洒取代双传统选制冷桶剂，沈尤以CO2制冷旺剂为恰代表日本却的CO2制冷尺剂热舞泵：20表01姑年1写月由阅东京兄电力黑等三膀家机俘构共既同研认制出挠了世稼界上木第一别台住傻宅用激CO2制冷胜剂热雾泵热锄水器伟，四悠年后缘瑞的今晒天日嗓本已口有1售7家哨企业透可以赔设计晴制造通并出盼售这沙种热恩泵产逐品了腿。夏昌季制台冷工简况下霜全系示统的愈效率冷是3汗.5抓，过此渡季双节3忍.2拿，冬碍季供广热工罪况下猴是2级.8续，全呢年效垮率大近概是姐3.革1。魂该系灶统可茂节约庆30历%的启能耗瓜并减狸少5含0%持C会O2排放估，实遗行峰还谷电仰价的塑地区资在夜慰间运嫌行机挑器将驾进一矩步降朽低系烦统的挨运行炭费用欧洲千的CO2地源柴热泵积系统呀：CO2循环麦借助潮重力珠作用架在地帮埋垂店直管稻中自动叨运行沈，CO2吸收两土壤仪低位哑热量CO2在循聋环过珠程中扇发生稿相变新，从剥而其售吸热效龙率远奸高于陆普通活制冷片剂，吩有数壁据显冈示其吸恭热效庭率是详普通阿制冷惕剂的4~眯12倍循环范制冷滑剂与CO2发生投热交揪换，婚再由术热泵将非制冷抗剂从CO2中获埋得的替低位鼠热量虽提升油品位这种鱼产品姥投放理市场惊已有韵四年晋，其干特有黄的CO2自循戴环系毒统降孕低了具系统刮的电腾能消之耗，覆获得煤了较沾好评义价CO2热泵览产品窜在欧餐洲在承日本欧都已合投入胶了市追场，详但为属能使CO2热泵嗓更快假的推岗广，怎还须蜡在加拳大出丑热量恒、如谈何在证寒冷彼地区废使用封以及烫降低你造价颤方面吨做许苗多工虎作国家尽研究限计划们概述瑞典买十年这间实招施了波三项屿热泵涨发展饭计划:“可变童制冷凤”汗、“半气候21闲”、“密更高笔效的粮热泵肢与制间冷系摸统”。主冷旨是餐使瑞旁典的玩热泵秩技术土及制掌冷系殃统的朗能源麦利用篇率得兴到提阔高，葱并注靠重在伸相应没经济弹条件抄及自乔然环跑境中傍的可迟行性构。热泵忍技术凝是日腹本国缸内“月牺光计锻划”中的隶核心夺内容扒，作牙为国败家节档约能蚂源工觉程中筛主要评的一请项，绍热泵矿技术采已经员得到扬了良贴好的请发展骆。美国客的研秆究计贵划有盏一个抓很大疲的特绩点，巾这就雹是美仪国的科研搜部门付与资值金资抢助部与门的最分家，由控类似被美国因能源嫂部这绿样提赢供资年金资断助的黄部门扔制定索研究巾规划微，提悠供研跟究资握金，课由负指责研陡究的早部门雁完成酬具体补工作界。在加谊拿大霜，计峰划大以部分已由实六验室芽和政葵府机喝构、魂大学览