采暖技术发展分析

摘要：通过对能源政策、环境保护、能源结构、能源价格等方面的阐述，反映了热泵发展背景，指出热泵发展的三种趋势。

关键词；热泵；制冷机；发展

一、概述

近年来，我国热泵发展很快，主要表现在以下几个方面：据统计，上个世纪未我国空调设备（不包括进口机组）的总制冷能力约为2000万kW，其中热泵型机组的制冷能力约占60%。在全部热泵型机组中，电驱动热泵容量约为1070kW，占90%。吸收式热泵容量约为130万kW，占10%。近年我国的吸收式制冷装置发展迅速。去年销售的溴化锂吸收式制冷机约3000多台，其中直燃机1115台。热泵在工业中的应用已见端倪，木材、食品、陶瓷、造纸、印刷、石油和化工等工业生产过程已采用蒸汽喷射式热泵、吸收式热泵和电驱动热泵。

二、热泵发展的背景

1、能源政策。我国一次能源年保有总量（不包括生物质能和新能源）14亿吨标准煤，原煤14.6亿吨，原油1.7亿吨，天然气300亿立方米，水电2400亿kWh，核电250kWh，进口石油4～6亿吨，火电电力装机容量2.9～3亿kW。据1997年统计，我国电厂热效率为32.95%，电厂供热效率为83.68%，能源转换总效率为38.07%。采用热电冷三联供系统或称总能系统（TES――Total Energy System），燃气热泵（GEHP）后，通过热力学第一定律热效率分析和热力学第二定律效用率分析说明：利用废热，GEHP的综合利用可达到80%～85%；若通过轴动力传动热泵，利用低位热能，故综合热效率可达到150%～170%。对于TES方式，实现热电冷三联供后，其利用率可达到65%～80%。《中华人民共和国节约能源法》第三十九条将热电冷联产技术列入国家鼓励发展的通用技术，促进了热泵事业的发展。

2、环境保护政策。主要采用热驱动热泵，CO2排放量亦明显降低。通过改善热泵性能，降低工质泄漏与使用新工质，这将在环境保护上发挥更大的作用。

3、建筑节能法。《民用建筑节能设计标准》实施后，提高了建筑隔热保温性能，降低了建筑采暖能耗，大幅度地降低了热泵采暖方式的年运行费用，增加了热泵与集中供热采暖方式的竞争能力。

4、城市能源结构的改变。大中城市人口集中，能源消耗大，污染问题最突出，因此，必须实施国家能源政策，改善能源结构，提倡使用清洁优质能源，限制煤炭的使用，这就为热泵的应用创造了条件。

三、热泵技术发展的展望

1、热泵技术现状。所有型式的热泵都有蒸发和冷凝两个温度水平，节流采用膨胀阀或毛细管。只是压力增加有不同形式，主要有机械压缩式、热能压缩式、喷射蒸汽压缩式。目前我国热泵发展趋势：风冷热泵型热水机组发展迅速；直燃式溴化锂冷热水机组发展较快，占全部溴化锂吸收式热水机组的56%；房间空调器比重最大。热泵型窗式、分体式和10kW冷量以下单元空调机占总冷量的45%。

但技术上存在以下问题：第一，风冷热泵型机组有体型较大、噪声较高、除霜技术尚不完善等问题。主要应用风冷热泵的地区是长江流域，该地区夏季闷热，冬季湿冷，1月份平均气温0℃～10℃，相对湿度大于75%。因此要求热泵必须适应0℃以下低温高湿气候环境。第二，吸收式溴化锂制冷机组效率偏低。房间空调器存在噪声、热污染和制冷剂污染，特别是分体式空调机安装和使用时的泄漏。2005年我国大约安装300万台分体和40万台单元空调机，以每台安装时的排放量为50g计算，则泄漏总量达170t/年。

2、热泵技术发展的展望。技术发展总趋势是发展高效率的供热、供冷热泵和超级热泵系统。机械压缩式热泵的发展包括：制冷剂侧的热泵控制、压缩机能量控制、压缩机设计、新工质技术。此外还有吸收式热泵和吸收式热变换器、压缩-吸收式热泵、高温热泵等。

四、热泵市场发展的展望

1、热泵市场发展的有利因素。第一，我国的能源政策和环境保护政策是促进热泵技术迅速发展的主要因素。第二，自实行改革开放、节能政策以来，长江流域经济得到迅速发展，生活水平也获得了大幅度的提高。这一地区的气候特点是夏季炎热，冬季不太冷（一月份平均室外温度变化范围为0℃～10℃，年平均室外温度低于或等于5℃的时间为0～90天，七月室外平均温度范围为25℃～30℃，年平均温度高于25℃的天数为40～110天）。根据上述原因，加以国外产品的大量进口，热泵空调系统应用在中国迅速增长，目前家用空调器总量60%为热泵型，甚至在较为寒冷的北京，有许多用户也喜欢在集中采暖期前后应用热泵型空调机组来采暖，冬季供应热水，夏季供应冷水的电动风冷机组在集中式空调系统中得到了广泛的应用，今后的应用将更为普及。

第三，我国建筑市场巨大，每年全国城市新建住宅建筑面积约2.4亿，其中每年新建住宅建筑面积约3.4亿。此外，我国工业余热资源很丰富，利用的潜力很大分布也广，如化工工业占8.8%、石化工业占30.9%、轻纺工业占4.0%。石化厂、造纸厂和农业等部门对热泵应用进行了开发研究，如木材采用电驱动高效热泵干燥机实现了工厂节能目的；石化厂采用蒸汽喷射式热泵回收生产过程中的余热用于生产和生活，取得了明显的经济效益。

2、热泵市场发展的展望。对于建筑业应用的热泵，它适用区域为过渡区域和部分集中采暖区域，该区域包括上海、江苏、浙江、山东、安徽、湖北、河南及福建、湖南的部分地区，据预测，该地区2007年城镇房屋建筑面积38.5亿，其中住宅20.7亿，（约占53.8%）。公共、商业建筑6.5亿（6.9%），从中国经济发展形势来看，2007年空调普及率约为22%，预测的各种房屋建筑的需热量和热泵供热量见表1。另外，工业中应用热泵的潜力很大，化工行业、食品行业、纸浆造纸、农业、冶金行业、木材干燥、及制药行业都需要大量的空调。

（作者单位：大庆建筑安装集团有限责任公司）