當今，人們對化石燃料使用的態(tài)度正在改變，綠色能源/可持續(xù)能源正越來越多地取代化石燃料繼續(xù)為現(xiàn)代社會提供動力。除了能源替代，余熱余壓的循環(huán)利用也受到關注。例如，使用離心式壓縮機的熱泵技術，有助于實現(xiàn)可持續(xù)的循環(huán)經(jīng)濟。我們將分上、下篇文章介紹熱泵應用場景。

熱泵的功能和原理

熱泵的功能與普通冰箱相似：可液化氣體（制冷劑）通過吸收系統(tǒng)內過程熱量，或低溫環(huán)境的能量，在低壓下蒸發(fā)，蒸發(fā)氣體進入壓縮機中進行壓縮，并在更高的壓力下冷凝。對于冰箱而言，冷凝釋放的熱量被傳遞到空氣中。應用熱泵技術，這些熱量能被用于區(qū)域或家庭供暖。

熱泵的原理是通過向廢熱中輸入電能轉化的能量，使熱源溫度提升，從而獲得更多的可利用熱能，同時沒有直接的二氧化碳排放。能量利用的效率可以用性能系數(shù)（COP）來進行衡量，即所用電力與可用熱量的比率。對于熱泵來說，通常用1千瓦時的電力可以輸出2-4千瓦時等效電的熱量。電加熱器的COP為1，氫氣的電解和燃燒COP通常為0.6。

離心式壓縮機被用作工業(yè)熱泵進行工業(yè)熱回收

許多行業(yè)，例如紙張生產(chǎn)、區(qū)域供暖、食品工業(yè)、部分化學工業(yè)以及需要熱量的其他制造業(yè)，這些應用和工藝所需的熱量通常在80至250°C之間。目前的現(xiàn)狀是，有些工廠使用的熱源溫度遠高于實際需要的溫度。同時，使用后的熱能介質又需要通過冷卻塔降溫后排出，輸入端和輸出端都產(chǎn)生了大量能量的浪費。而熱泵技術可以使低溫廢熱源轉化為工藝所需的熱源，因此熱泵的潛力越來越受到關注。

（整體齒輪離心式壓縮機作為區(qū)域供暖系統(tǒng)中的工業(yè)熱泵斯德哥爾摩，瑞典）

在斯德哥爾摩城市污水處理廠，阿特拉斯·科普柯整體齒輪離心式壓縮機被充當為區(qū)域供暖系統(tǒng)中的工業(yè)熱泵，使用被凈化后的污水作為熱源，實現(xiàn)每臺40兆瓦的熱輸出，每年可減少CO? 排放90000噸（與之前使用的取暖油相比）。相當于瑞典普通汽車每年少行駛5億公里的二氧化碳的排放量。

此外，熱泵技術也被使用在化學工業(yè)中：在生物乙醇生產(chǎn)中，通過發(fā)酵獲得的乙醇/水混合物在大約80至100°C的溫度下通過多級蒸餾分離。蒸餾塔的熱源通常是將發(fā)電廠或燃氣鍋爐產(chǎn)生的低壓蒸汽加熱，純化的乙醇蒸汽在水冷冷凝器中冷凝，這些熱量通過冷卻塔釋放到環(huán)境中。然而，使用熱泵技術可以將乙醇冷凝產(chǎn)生的熱量轉移到作為熱泵的壓縮機的回路中，蒸餾產(chǎn)生的熱量也可以作為可用熱量再利用?？蓪嵩礈囟葟?0°C升高到110°C，每臺壓縮機可實現(xiàn)高達約50MW的熱輸出。

隨著二氧化碳和化石燃料價格的上漲，以及可再生能源在電力結構中的足跡越來越大，工業(yè)熱泵將是未來實現(xiàn)更可持續(xù)的供熱方法的關鍵因素。