2023工業(yè)熱泵發(fā)展白皮書

2白皮書PAGEPAGE3目錄序言 1摘要 2背景 5碳中和背景 5我國工業(yè)能耗現(xiàn)狀 5工業(yè)熱泵定義 5工業(yè)熱泵對碳中和的意義 6國內外現(xiàn)有政策和法規(guī) 6參考文獻 10工業(yè)熱泵技術與發(fā)展 工業(yè)熱泵系統(tǒng)類型 工業(yè)熱泵用壓縮機 15工業(yè)熱泵用工質 19工業(yè)熱泵用其他設備 24參考文獻 26工業(yè)熱泵經(jīng)濟性分析 28工業(yè)冷卻水源熱泵 29廢熱水源熱泵 30乏汽源熱泵 32參考文獻

36工業(yè)熱泵市場潛力與節(jié)能減碳效益 37市場潛力 37節(jié)能減碳潛力分析 41市場障礙 43參考文獻 43工業(yè)熱泵市場應用與典型案例 45農(nóng)副食品加工業(yè) 45食品制造業(yè) 45酒、飲料和精制茶制造業(yè) 46紡織業(yè) 46木材加工業(yè) 造紙和紙制品業(yè) 47化學原料和化學制品制造業(yè) 48汽車制造業(yè) 485.9其它 485.10典型案例 49參考文獻 57工業(yè)熱泵企業(yè)現(xiàn)狀 中國企業(yè) 59歐美企業(yè) 66日本企業(yè) 706.4結論 72參考文獻 72結論與展望 73總結與結論 73建議與展望 74工業(yè)熱泵發(fā)展白皮書工業(yè)熱泵發(fā)展白皮書PAGEPAGE5背景碳中和背景自工業(yè)革命以來，地球的自然平衡受到前所未有的沖擊。碳循環(huán)體系首當其沖，碳源和碳匯平衡被打破，大氣層中的碳不斷累積，引發(fā)了世界對全球變暖、海平面上升等后果的思考。面對日益嚴峻的氣候危機挑戰(zhàn)，早在2014年11月12日，中美雙方在共同發(fā)表《中美氣候變化聯(lián)合聲明》中便提出了中國2030年左右二氧化碳排放達到峰值且爭取盡早達峰的計劃；2015年11月30日，中國政府向聯(lián)合國提交《強化應對氣候變化行動——中國國家自主貢獻》報告，正式確定2030年左右二氧化碳排放達到峰值并爭取盡早達峰的目標。2020年9月22日第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論中，中國國家主席習近平做出中國在2030年前碳達峰（二氧化碳排放達到峰值）、2060年碳中和（溫室氣體凈零排放）的莊嚴承諾，并在氣候雄心峰會上進一步宣布，到2030年，中國單位國內生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右，森林蓄積量將比2005年增加60億立方米，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上。實現(xiàn)碳中和、重構人與自然和諧關系的重任需要全世界各國精誠合作，在構建人類命運共同體的過程中，中國在全球氣候治理中承擔重大責任，展現(xiàn)非凡勇氣，為世界共同迎戰(zhàn)全球氣候環(huán)境改變注入信心。我國工業(yè)能耗現(xiàn)狀隨著發(fā)展中國家勞動力廉價優(yōu)勢的顯現(xiàn)，傳統(tǒng)工業(yè)化國家大多已完成其工業(yè)生產(chǎn)向發(fā)展中國家的轉移，工業(yè)能耗比重隨之大幅降低，而新興工業(yè)化國家的工業(yè)能耗占比則顯著增加。中國作為當今世界最大的制造業(yè)國家，根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，工業(yè)能耗約占社會總能耗的2/3。目前，工業(yè)用熱消費是我國熱力消費的主要領域。與居民采暖市場明顯的季節(jié)性不同，工業(yè)用熱需求呈現(xiàn)為連續(xù)性特征，且對蒸汽參數(shù)要求較高，蒸汽需求量更大。近年來，隨著我國工業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，工業(yè)用熱需求逐年上升。在工業(yè)過程中，盡管不斷引入節(jié)能措施，大量余熱在生產(chǎn)過程中仍以氣、液、固形式排放造成散失。在我國，大量的工業(yè)能耗以各種形式的余熱被直接排放，而這種浪費的能量可以在同一工業(yè)場地內用作熱源。熱泵是將環(huán)境熱能和工業(yè)余熱回收并用于熱能生產(chǎn)的裝置，通過這種裝置，可以大幅消減能源消耗和相關的二氧化碳排放。工業(yè)熱泵定義熱泵（HeatPump）是一種在電能或熱能等驅動下，將低溫熱源的熱能轉移到高溫熱源的節(jié)能裝置，從而為住宅、商業(yè)和工農(nóng)業(yè)等提供供熱服務。工業(yè)熱泵是指中、高功率范圍內的熱泵，主要可用于工業(yè)過程中的熱回收和熱升級，也可用于工業(yè)、商業(yè)和多戶住宅建筑中的供暖、制冷和空調，以及區(qū)域供暖。工業(yè)熱泵作為一種主動熱回收裝置，可將工業(yè)過程中的廢熱溫度提高到更高的溫度，以用于同一過程或其他相鄰過程的熱需求。因此，當傳統(tǒng)的被動熱回收不可行時，可以利用熱泵促進節(jié)能。工業(yè)熱泵對碳中和的意義為了推動碳中和的實現(xiàn)，需要“五碳并舉”。第一，資源增效減碳：達到同樣的經(jīng)濟目標，并將能源需求降到最低。第二，能源結構降碳：大幅提升非化石能源比例。第三，地質空間存碳：通過碳捕集利用和封存來減排部分二氧化碳。第四，生態(tài)系統(tǒng)固碳：通過各種生態(tài)建設手段，鞏固和增加二氧化碳的碳匯能力。第五，市場機制融碳：碳市場會通過市場機制來推動各類技術更合理有效地應用。其中，“能源結構降碳”是減碳幅度最大的一個方面，大力促進風光等可再生能源發(fā)展、改變產(chǎn)業(yè)用能結構等，將推動中國能源結構深度轉型。根據(jù)《網(wǎng)易研究局碳中和報告》，2020年全年中國共排放103.76億噸二氧化碳，其中工業(yè)排放占比近50%，排放量達到了51.63億噸，因此實現(xiàn)碳中和目標的關鍵在于有效控制工業(yè)碳排放。工業(yè)部門的脫碳手段包括：(1)提高工藝效率和利用新工藝來減少最終能源消耗；(2)余熱回收；(3)使用可再生能源代替化石能源。我國工業(yè)消耗的能源有一半以上以廢氣和廢水的形式轉化為余熱，其中只有30%被重新利用，這是能源利用效率低下的原因之一；而熱泵可以通過對工藝過程中的廢熱進行再利用，從而大大節(jié)省能源消耗和相關的二氧化碳排放。隨著可再生能源發(fā)電所占份額的不斷增加，利用電力驅動的工業(yè)熱泵是實現(xiàn)更可持續(xù)產(chǎn)業(yè)的有力選擇。更具體地說，熱泵的實施既可以顯著提高能源效率，也可以吸收可再生能源。工業(yè)熱泵的價值在于其通過使用低碳電力減少供暖碳排放的能力，和通過提供大規(guī)模靈活性支持電力脫碳工作的潛力，以及降低平衡電力系統(tǒng)和在用戶端消耗熱能的成本。因此，隨著可再生電力的普及，工業(yè)熱泵可以顯著推動熱量和電力的脫碳。國內外現(xiàn)有政策和法規(guī)熱泵技術憑借高效節(jié)能、環(huán)保安全等優(yōu)勢，受到多地政府的支持與推廣，在供暖、生活、熱水、烘干、工業(yè)等應用領域具有廣闊的發(fā)展前景。工業(yè)熱泵發(fā)展白皮書工業(yè)熱泵發(fā)展白皮書PAGE7PAGE7時間 部門 支持熱泵的政策規(guī)定2021年9月26日 中共京委公廳北京市人民政府辦公廳

《關于推進北京城市副中心高質量發(fā)展的實施方案》2021年10月11日 湖北人政辦廳 《湖北省城鄉(xiāng)人居環(huán)境建設“十四五”規(guī)劃》2021年11月27日 甘肅人政辦廳 《甘肅省“十四五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》2021年11月28日 北京人政府 《北京市“十四五”時期生態(tài)環(huán)境保規(guī)劃》2022年1月3日 遼寧人政辦廳 《遼寧省“十四五”生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的通知》2022年1月6日 天津人政辦廳 《天津市生態(tài)環(huán)境保護“十四五”規(guī)劃》2022年1月10日 重慶住和鄉(xiāng)設員會 《重市色筑十”規(guī)》2022年1月14日 上海機事管局 《上海市公共機構綠色低碳循環(huán)發(fā)展行動方案》2022年1月14日 新疆吾自區(qū)委新疆維吾爾自治區(qū)人民政府

《新疆生態(tài)環(huán)境保護“十四五”規(guī)劃》2022年2月8日 內蒙自區(qū)民府公廳 《內古治“四五節(jié)能劃》2022年7月7日 工業(yè)信化部發(fā)展改革委生態(tài)環(huán)境部

《工業(yè)領域碳達峰實施方案》2022年10月11日 北京人政府 《北市達實方》2022年11月2日 江西工和息廳江西省發(fā)展和改革委員會江西省生態(tài)環(huán)境廳2022年12月5日 天津工和息局天津市發(fā)展改革委天津市生態(tài)環(huán)境局2022年12月9日 上海經(jīng)和息委會

2023年1月16日 國家關務理局 《國管局于2023年共機構能源資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護工作安排的通知》2023年1月17日 江蘇工和息廳江蘇省發(fā)展和改革委員會江蘇省生態(tài)環(huán)境廳2023年3月2日 浙江經(jīng)和息廳浙江省發(fā)展和改革委員會浙江省生態(tài)環(huán)境廳2023年3月22日 河南工和息廳河南省發(fā)展改革委河南省生態(tài)環(huán)境廳2023年4月28日 山東工和息廳山東省發(fā)展和改革委員會山東省生態(tài)環(huán)境廳2023年5月4日 內蒙自區(qū)業(yè)信化內蒙古自治區(qū)發(fā)展改革委內蒙古自治區(qū)生態(tài)環(huán)境廳

《江蘇省工業(yè)領域及重點行業(yè)碳達峰實施方案》《內蒙古自治區(qū)工業(yè)領域碳達峰實施方案》國外支持熱泵的政策和法規(guī)國家 支持熱泵的政策規(guī)歐盟 SPIRIT目20302050實現(xiàn)工業(yè)供暖脫碳是最有效的途徑之一3.52030160°C英國 ?議從2022年，率不過45瓦熱供4,000鎊貼。CleanHeatGrant20224.590,0005,000荷蘭 ?供1,000-2,500元家用泵貼。201120162020挪威 ?油稅為45%,的稅為36%較的力稅促人從前遍使用的阻采設轉為效更的泵；舊供系替清潔熱統(tǒng)補貼(90%的設都為用泵)。瑞典 ?用碳，石稅(45%)電稅(39%)勵熱和中暖。熱泵安裝ROTROT工業(yè)熱泵發(fā)展白皮書工業(yè)熱泵發(fā)展白皮書PAGEPAGE10芬蘭 ?過免泵戶人所還泵戶泵安裝勞部分費的60%,最高為3,000歐元；稅石總率為45%,天氣43%,力33%。丹麥 ?泵換油備應補；(50%)(56%)(70%,35%)20132016法國 ?能可生源投資本稅抵不過30%或16,000元)，且這類項改的值由10%降至5.5%；30,00034%，24%,36%；愛爾蘭 ?熱泵(其可生源技或效施)供達30%的本到最低能性標的人宅提達3,500元補助。意大利 ?Ecobonus2021策購買泵個進所稅免65%熱費，戶建筑最助3歐。德國 ?在至少五年房齡的現(xiàn)有建筑中安裝熱泵，根據(jù)舊供暖的類型，可以獲得35%50%補比。60,0001,000（1,500。西班牙 ?德計提用新建的冷制空熱泵施政補貼金額不超安本50%。工業(yè)熱泵技術與發(fā)展工業(yè)熱泵系統(tǒng)類型工業(yè)熱泵的分類工業(yè)熱泵是一種極具吸引力的工業(yè)用能量轉換技術。根據(jù)應用要求，使用各種熱源，不同工質和熱泵的輸出溫度也不同。在本白皮書中，根據(jù)工業(yè)應用的溫度要求和熱泵的進一步發(fā)展，將熱泵分為四種不同的類型：低溫熱泵、中溫熱泵、高溫熱泵和超高溫熱泵，如圖2-1所示。在該分類方案中，不同類型的熱泵嚴格按照供熱溫度（Tout）定義。當供熱溫度大于160°C時，可直接產(chǎn)生飽和溫度為160°C的高壓水蒸汽，用于正常的工業(yè)蒸汽工藝，因此這種新的分類方案將160°C的輸出溫度定義為高溫熱泵和超高溫熱泵之間的邊界。水的正常沸點100°C定義為中溫熱泵和高溫熱泵之間的邊界，60°C定義為低溫熱泵和中溫熱泵之間的邊界。低溫工業(yè)熱泵：Tout<60°C；60<100°C；高溫工業(yè)熱泵：100≥160°C。圖2-1工業(yè)熱泵根據(jù)供熱溫度的分類工業(yè)熱泵的系統(tǒng)循環(huán)作為最常規(guī)的熱泵循環(huán)，蒸氣壓縮熱泵系統(tǒng)基于逆卡諾循環(huán)，并通過理想等熵壓縮和等焓膨脹進行了改進。最常見的配置是單級循環(huán)，包括原始的單級、帶有蒸氣噴射或噴射器以改善循環(huán)性能的單級循環(huán)，以及配有經(jīng)濟器和內部熱交換器的單級循環(huán)。多級系統(tǒng)采用多個壓縮級數(shù)，以犧牲機械能消耗為代價，實現(xiàn)更高的輸出溫度。復疊式熱泵系統(tǒng)將兩種或更多工作流體的循環(huán)耦合起來，以實現(xiàn)更大的溫升?；旌蠠岜孟到y(tǒng)將蒸氣壓縮熱泵與吸收、吸附、太陽能或化學熱泵系統(tǒng)等其他熱力系統(tǒng)集成在一起。余熱回收熱泵系統(tǒng)的典型配置包括單級、多級、復疊熱泵和并聯(lián)熱泵。在這些基本配置的基礎上，增加了一些有效的改進，如過冷器、中間熱交換器、噴射器等，以進一步提高系統(tǒng)效率或降低排氣溫度。單級熱泵是基本配置，具有連接、運行和維護簡單的優(yōu)點。然而，由于壓縮比較低，溫升受到限制。同時，當用于大規(guī)模供熱場合時，組件需要定制。帶過冷器的單級熱泵可以增加供熱能力，改善系統(tǒng)性能。安裝在蒸發(fā)器后的中間熱交換器通過吸收冷凝器后過冷液體的熱量，在蒸氣進入壓縮機之前對其進行預熱來提高排氣溫度，進一步擴大熱泵的應用范圍。熱泵中增加的噴射器可以通過高壓蒸氣驅動，將低壓蒸氣提升到中壓，降低壓縮機的功耗，節(jié)省投資。多級壓縮式熱泵可以大大提高溫升，適用于熱源和熱匯溫差較大的場合。中間冷卻和蒸氣噴射在降低排氣溫度方面表現(xiàn)良好，不僅確保了壓縮機的安全運行，還降低了壓縮機的功耗。通過組合使用不同工質的兩個熱泵系統(tǒng)，復疊熱泵也可以實現(xiàn)更高的溫升，其系統(tǒng)性能受工質匹配和中間熱交換效率的影響。熱水（熱風）制備在加熱、洗滌、消毒和干燥等過程中需要大量熱水或熱風，其通常由鍋爐、燃燒器或電加熱器制備，工藝過程中產(chǎn)生的余熱通過冷卻塔排放。熱水或熱風也可以通過熱泵來制備，根據(jù)溫升不同，制備過程可以采用單級壓縮或復疊壓縮等系統(tǒng)循環(huán)方式，在一些熱源溫度較低的場合也可以采用跨臨界（CO2）循環(huán)。圖2-2單級壓縮循環(huán)流程圖圖2-3復疊循環(huán)流程圖亞臨界熱泵循環(huán)的溫度上限由工質的臨界溫度決定。必須保持與所需冷凝溫度之間約10-15K的溫差，以確保亞臨界熱泵運行。冷凝溫度越接近臨界點，冷凝焓和COP（性能系數(shù)）越小?？缗R界或超臨界熱泵循環(huán)適用于二氧化碳。在跨臨界循環(huán)過程中，傳遞到匯的熱量是敏感的，并且需要較大的溫度滑動，這適用于熱水（熱風）加熱?？缗R界循環(huán)的流程圖可參考單級壓縮循環(huán)。蒸汽制備水蒸氣具有高熱容量和傳熱性能，是一種應用廣泛的熱載體。與其他加熱流體(如熱水和空氣)相比，蒸汽具有更高的比能量，系統(tǒng)可以采用更合理的流速和管道直徑。此外，在冷凝過程中，其潛熱可以在恒定溫度下使用。具有巴氏殺菌等應用的工業(yè)過程，干燥和蒸餾在100-125°C的溫度范圍內有熱需求。這個溫度區(qū)間正好是微壓蒸汽熱泵機組的適用范圍。在低溫余熱回收領域，微壓蒸汽熱泵機組可回收余熱水、乏汽、乏風等余熱，來生產(chǎn)微壓蒸汽。本報告將制備120°C以下飽和水蒸汽的熱泵機組稱為微壓蒸汽熱泵機組。根據(jù)溫升不同，微壓蒸汽的制備可以采用單級壓縮與復疊壓縮等配合閃蒸罐的循環(huán)方式，這些循環(huán)的典型流程見圖2-4與圖2-5。圖2-4單級壓縮+閃蒸循環(huán)流程圖圖2-5復疊壓縮+閃蒸循環(huán)流程圖當熱匯溫度>120°C，大部分低GWP工質脫離亞臨界狀態(tài)，少數(shù)能使用的工質(如R1336mzz(z)與R1234zd(E))由于冷凝溫度接近臨界溫度，冷凝焓和COP較低。在微壓蒸汽熱泵機組的基礎上增加水蒸汽壓縮機，可直接對閃蒸罐出口的微壓蒸汽進行增壓，達到最大200°C的蒸汽使用溫度。本報告將制備120~200°C飽和水蒸汽的熱泵機組稱為低壓蒸汽熱泵機組。在120°C到200°C的溫度區(qū)間內，低壓蒸汽熱泵機組進一步提升了高溫熱泵的使用范圍，可以滲透到過去未能觸及的領域如醫(yī)藥與食品的消毒和滅菌、化學行業(yè)的分離及紙張行業(yè)的烘干等。低壓蒸汽的制備可視溫升的不同，可以采用單級壓縮與復疊壓縮等配合閃蒸罐的循環(huán)方式，這些循環(huán)的典型流程見圖2-6與2-7。圖2-6單級壓縮+閃蒸+蒸汽壓縮循環(huán)流程圖圖2-7復疊壓縮+閃蒸+蒸汽壓縮循環(huán)流程圖工業(yè)熱泵系統(tǒng)循環(huán)的發(fā)展工業(yè)熱泵技術可以成為供應溫度低于100°C的首選供熱技術，目前該技術已十分成熟。對于供應溫度在100°C和200°C之間的技術，當前處于開發(fā)和示范應用階段，而提供更高熱匯溫度的熱泵技術需要進一步研究。示范項目應旨在打破應用障礙，解決大型熱泵系統(tǒng)升級和廣泛使用的問題。額外的研發(fā)活動應側重于性能改進，并制定向完全可再生的熱系統(tǒng)(包括熱泵)過渡的能源戰(zhàn)略。這些研發(fā)項目需要跨行業(yè)合作，涵蓋從研發(fā)到制造和應用的整個范圍。跨臨界CO2熱泵跨臨界CO2熱泵在上世紀90年代的日本率先商業(yè)化，通過采用工作壓力超過10MPa的高壓往復壓縮機，CO2熱泵成功用于民用熱水制備，并進一步拓展到工業(yè)領域的熱風制備，最高熱水及熱風的溫度可達120°C。德國將工藝離心機技術引入跨臨界CO2循環(huán)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了大規(guī)模冷熱電三聯(lián)儲能方案。由于工藝用往復壓縮機的運行壓力不低于30MPa，而工藝用離心壓縮機的運行壓力也不低于20MPa，因此壓縮機不會成為制約CO2熱泵的瓶頸。技術難題可能在于CO2熱泵用于工業(yè)領域的系統(tǒng)設計與匹配，以達到運行性能與制造成本的最佳平衡。帶儲能功能的高溫熱泵隨著可再生電力的發(fā)展，電力波動將大大增加。儲能系統(tǒng)可以吸收或釋放電力，被認為是消除電力波動、提高間歇性電力并網(wǎng)能力的有效技術。熱泵與熱能存儲相結合，提供了全系統(tǒng)的靈活性服務，如負荷轉移、調峰和需求側管理，從而確保在非高峰時段提高多余可再生能源的利用率。熱泵提供了利用熱能存儲系統(tǒng)轉移電力負荷的潛力，并可用于需求側管理策略。它們可以提供需求響應，從而降低系統(tǒng)運行成本，實現(xiàn)調峰和節(jié)能。更重要的是，熱泵與熱能存儲相結合，可以在一定程度上實現(xiàn)大型熱泵機組的連續(xù)運行，避免了頻繁啟停機導致的壓縮機可靠性問題。而儲能功能甚至可以替代熱泵機組的調頻，實現(xiàn)熱泵壓縮機在工頻下運行，這又對高可靠性的離心熱泵壓縮機在高溫熱泵領域拓展應用極為有利。工業(yè)熱泵用壓縮機在蒸氣壓縮式熱泵系統(tǒng)中，各種類型的熱泵壓縮機是決定系統(tǒng)供熱能力的關鍵部件，對系統(tǒng)的運行性能、噪聲、振動、維護和使用壽命等有著直接的影響。相比較民用熱泵，工業(yè)熱泵的熱源溫度與供熱溫度范圍寬廣，熱泵系統(tǒng)所采用的工質物性也存在很大的差異，這就決定了采用不同工作溫度與不同工質的熱泵壓縮機有著各自特點。工業(yè)熱泵用壓縮機的應用現(xiàn)狀往復壓縮機往復壓縮機作為應用最廣泛的一種壓縮機，盡管市場份額已經(jīng)被其它形式的壓縮機逐漸壓縮，但在小制熱量的應用場合仍然占有一席之地，并在小型高溫熱泵中取得了技術與市場的突破。Viking與AVLSchrick聯(lián)合開發(fā)的HeatBooster工業(yè)熱泵，其核心設備是一臺往復式熱泵壓縮機，在半程維護之前，該壓縮機可在高達200°C的溫度下工作40000小時。渦旋壓縮機渦旋壓縮機由于具有動力平衡性好、壓力波動小以及振動和噪聲小等優(yōu)點，在熱泵應用場合中相比較往復式壓縮機更具有優(yōu)勢。利用渦旋式熱泵壓縮機在空氣源熱泵中制備80°C熱水的穩(wěn)定性已經(jīng)在諸多應用場景中得到了驗證，并且得到了商業(yè)化。達到120°C熱匯溫度的渦旋熱泵壓縮機樣機已經(jīng)由Emerson成功開發(fā)并投入了示范運行。AlterECO項目中設計了一臺能夠在140°C冷凝溫度和200kW熱輸出下運行的高溫熱泵，熱泵由兩臺功率分別為75kW的并聯(lián)渦旋壓縮機運行，并經(jīng)過1000多小時的試驗來驗證了其可靠性。英華特針對高溫烘干應用開發(fā)了15-25HP的渦旋熱泵壓縮機，具有以下特點：(1)R515B工質應用，極低GWP(2)高冷凝溫度,可滿足80-100°C應用區(qū)間需求；(3)大制熱能力可滿足更多商業(yè)、工業(yè)應用場景；(4)序、缺相、過熱多種安全保障。滾動轉子壓縮機滾動轉子壓縮機依靠氣缸中偏心圓筒形轉子的滾動減小內部容積，實現(xiàn)對氣體的有效壓縮，具有結構簡單、體積小、易損件少、可靠性高等優(yōu)點，主要用于空調/熱泵、輕商冷凍冷藏等領域。在熱泵領域，滾動轉子壓縮機主要用于CO2工質，采用雙級壓縮的方式來實現(xiàn)效率高、振動低和噪聲小。大金工業(yè)有限公司從2002年開始開發(fā)用于CO2熱泵熱水器和汽車空調的高性能和高可靠性的滾動轉子壓縮機，GMCC美芝從2006年已經(jīng)開始CO2滾動轉子壓縮機研發(fā)工作。羅茨壓縮機羅茨壓縮機作為最早問世的旋轉壓縮機，19世紀中葉就開始在市場上獲得應用，由于結構簡單、制造成本低，逐漸在蒸汽壓縮領域獲得應用。由于羅茨蒸汽壓縮機齒型為直齒設計，沒有扭轉角，因此沒有內壓縮過程，效率隨著壓比上升急劇下降，主要用于中小流量、溫升10~15°C的MVR裝置，在一些溫升超過15°C的場合，也有雙級羅茨蒸汽壓縮機的應用。隨著國家對節(jié)能的日益重視，羅茨壓縮機在空氣動力行業(yè)逐漸被螺桿壓縮機與離心壓縮機所替代，在蒸汽壓縮行業(yè)也呈現(xiàn)這樣的趨勢。為了提高羅茨蒸汽壓縮機的效率，國外制造商（如凱撒）開始往高速方向發(fā)展，除了要解決軸承與軸封的可靠性問題，更大的瓶頸在于羅茨蒸汽壓縮機的排氣噪聲的控制。單螺桿壓縮機單螺桿壓縮機除了具有回轉壓縮機的結構簡單、體積小和無氣閥組件等特點外，還因為兩個星輪在螺桿兩側對稱配置而具備獨特優(yōu)點：(1)結構合理，具有理想的力平衡性；(2)單機容量大，無余隙容積；(3)高速輕載，易于建立流體動力潤滑。單螺桿壓縮機的主要缺點是中、高頻率的噪聲較大，嚙合副與機殼的幾何形狀和相互位置精度要求高。不同于雙螺桿壓縮機，單螺桿壓縮機不存在同步齒輪結構，因此轉子與星輪需要良好的潤滑來減少直接接觸帶來的磨損，這就意味著單螺桿壓縮機主要用于噴油壓縮。歐適能制造的高溫熱泵采用了單螺桿壓縮機，熱匯溫度為95-130°C。廢熱來自溫度為35-55°C（一級經(jīng)濟器循環(huán)）或8-25°C（兩級復疊循環(huán)）的熱源。單機供熱能力為170-750kW，通過多臺機器并聯(lián)可以實現(xiàn)更高的容量，例如1.5MW的雙機組。StarRefrigeration的熱泵（Neatpump）可以產(chǎn)生高達90°C的熱水，加熱能力從380-2600kW。采用特殊鑄鋼設計的Vilter單螺桿壓縮機技術（VSSH系列）可承受高達76bar的壓力。在50/90°C時，可實現(xiàn)約4的COP。雙螺桿壓縮機雙螺桿壓縮機由于尺寸小、重量輕和易維護，在諸多工業(yè)領域對大型往復壓縮機和小型離心壓縮機形成了全面挑戰(zhàn)，尤其在制冷、空調及熱泵應用場合，還具有部分負荷下的良好性能。Ochsner基于雙螺桿壓縮機制造的工業(yè)熱泵，熱匯溫度可以實現(xiàn)130°C，制熱量可以達到750kW。在空氣源熱泵中，由于環(huán)境溫度隨著季節(jié)變換及日夜更替波動較大，空氣側低溫級循環(huán)的壓比會在2~10之間波動，為熱泵壓縮機帶來巨大的挑戰(zhàn)，要求熱泵壓縮機在寬壓比變動范圍內仍然能維持高效。而雙螺桿壓縮機由于帶有內容積比調節(jié)機構，可以根據(jù)實際的運行壓比調節(jié)排氣孔口形狀，實現(xiàn)壓縮機效率的最優(yōu)化。雙螺桿蒸汽壓縮機介入高溫（排氣溫度達到200°C或更高）領域，主要沿用無油雙螺桿氣體壓縮機路線，結構上將以滑動軸承、多道充氣碳環(huán)密封（或干氣密封）來應對高溫工況下的技術挑戰(zhàn)。離心壓縮機離心壓縮機結構簡單，運動零件少，且制造精度要求低，具有制造成本低和可靠性高的優(yōu)點。雖然離心壓縮機在部分負荷下具有喘振風險，但在一些工作壓力變化范圍狹小的場合（如水源熱泵）、制熱量較大（>1MW）的應用場合中，仍將具有無可比擬的系統(tǒng)總效率與極有競爭力的投資回收期。FriothermAG的Unitop系列工業(yè)熱泵采用兩級離心壓縮機實現(xiàn)40-90°C的供熱溫度，斯德哥爾摩地區(qū)的供暖網(wǎng)絡采用了大型熱泵機組，配備了6臺并聯(lián)的Unitop50FY。上海交通大學與格力空調聯(lián)合開發(fā)的基于離心壓縮機的10MW級水源熱泵，在30~40°C熱源溫度與60~70°C熱水溫度下運行，在供暖季累計12個月的運行中充分驗證了離心壓縮機的穩(wěn)定性和可靠性。離心蒸汽壓縮機由于容積流量大，可靠性高，動力平衡性好，是目前蒸汽壓縮領域的主要應用機型，目前單級壓縮最大溫升可達20~25°C，雙級壓縮最大溫升可達40~45°C，而且離心蒸汽壓縮機的結構不受排氣溫度與排氣壓力限制，因此可以用在羅茨蒸汽壓縮機與螺桿蒸汽壓縮機所不能勝任的高溫工況（可達250°C或更高）。離心蒸汽壓縮機的發(fā)展趨勢是小型化與多級化，以延伸到更小氣量與更大溫升的蒸汽壓縮工況。從結構上而言，高速電機直驅將是未來的主要發(fā)展方向，驅動電機采用磁懸浮軸承或氣懸浮軸承將避免齒輪傳動所帶來的成本增加與效率損失問題。工業(yè)熱泵用壓縮機的發(fā)展大容量半封閉高溫熱泵壓縮機采用封閉式的結構，把電動機和壓縮機連成一整體，裝在同一機體內共用一根主軸，因而可以取消開啟式壓縮機中的軸封裝置，避免了由此產(chǎn)生或多或少泄漏的可能性。半封閉壓縮機用于制冷循環(huán)及常規(guī)熱泵循環(huán)已經(jīng)成熟，但用于高溫熱泵仍然受到一些限制。目前小型半封閉高溫壓縮機如往復式壓縮機與渦旋式壓縮機不存在潤滑油管理問題，當高溫壓縮機往大型化發(fā)展，螺桿式壓縮機必然要面臨潤滑油管理問題，因為工作副和油必須在高溫下兼容，并且必須考慮回油的熱回收，由于高排放溫度和油的熱穩(wěn)定性，傳統(tǒng)的結構受到限制。一種有效的解決方案是采用多級磁懸浮離心壓縮機，由于磁懸浮離心壓縮機純無油運行，不存在潤滑油管理問題，在壓縮機熱力學方面顯然不存在溫度限制。但另一個困難在于高溫工況下（如蒸發(fā)溫度>60°C，冷凝溫度>100°C），半封閉電機散熱問題，這需要平衡兩個方面：電機冷卻造成的熱損失與電機過熱引起的可靠性下降。高溫蒸汽壓縮機在可供選擇的低GWP工質中，R1336mzz(Z)由于臨界溫度達到164.1°C，不易燃且無毒，將高溫熱泵的熱匯溫度推向了155°C。當高溫熱泵熱匯溫度的目標值是175°C或更高時，采用R718(水)成為目前的最佳選擇，這就要求開發(fā)高溫蒸汽壓縮機來適應該要求。綜合考慮壓縮機的運行原理、結構特點與操作特性，雙螺桿蒸汽壓縮機與離心蒸汽壓縮機成為高溫蒸汽壓縮機的兩個選擇。雙螺桿蒸汽壓縮機由于允許注水，采用單級壓縮可以達到較大的溫升(>60°C)，由于是容積式壓縮，采用剛性軸設計，適應變工況能力強，變轉速范圍寬廣。但缺點是在高溫工況下水蒸汽經(jīng)過轉子的間隙產(chǎn)生較大的泄漏損失，導致效率偏低。同時高壓水蒸汽要求復雜的軸封結構及系統(tǒng)來防止水蒸汽漏入軸承側污染潤滑油，由于其雙軸結構配備4套軸封，必然增大了雙螺桿蒸汽壓縮機的制造成本。可行的解決方案是提高雙螺桿壓縮機的運行轉速來減少壓縮機尺寸，提高壓縮機效率，這可以通過采用高速永磁電機直驅來實現(xiàn)。雙螺桿蒸汽壓縮機在高速、高溫下的可靠性問題是下一步需要研究的重要問題。與雙螺桿蒸汽壓縮機相比，離心蒸汽壓縮機的特點是結構簡單，流量大，單軸設計時造價低。缺點是離心蒸汽壓縮機作為速度式壓縮機，適應變工況能力差，變轉速范圍狹窄。同時為了控制排氣溫度及確保一定的壓縮效率，單級壓縮溫升一般不超過18~22°C，導致大溫差工況下需要采用兩級或多級壓縮。據(jù)調研，國內市場上已有用于MVC裝置的兩級和三級離心蒸汽壓縮機，溫升分別達到35和50°C，可以預見的是，多級壓縮不應該成為離心蒸汽壓縮機應用于高溫熱泵的技術障礙。困難在于，在MVC多級離心蒸汽壓縮機技術引入高溫熱泵的過程中，如何使制造成本在批量化生產(chǎn)過程中獲得大幅下降。工業(yè)熱泵用工質高溫循環(huán)工質是壓縮式高溫熱泵的“血液”，蒸氣壓縮循環(huán)的關鍵工況點的設計與熱泵工質的選型直接相關，而壓縮機的選型與設計也需要首先確定熱泵工質。熱泵工質往往從制冷劑中選取，而制冷劑到目前為止已經(jīng)經(jīng)歷了近200年的發(fā)展，在過去的200年中，由于需求的不同，對制冷劑的選型要求也一直變化。在高溫熱泵系統(tǒng)中，對工質的選型要求大多也符合對制冷系統(tǒng)中制冷劑的要求。但是，熱泵工質的壓力溫度工作范圍往往更高，對熱泵工質的熱物理性質要求更好。同時在余熱回收中的熱泵系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)相比，往往具有更高的容量，因而對工質的環(huán)保特性和經(jīng)濟性要求相應也會更高。同時工質與潤滑油混合后的熱穩(wěn)定性也是系統(tǒng)設計中需要重點考慮的因素。工質與潤滑油混合物的性質將進一步限制壓縮機的排氣溫度，過高的溫度有可能引起潤滑油和系統(tǒng)其他部件材料的化學分解或焦化。此外，熱泵工質需要具有與金屬材料或其他化學材料良好的相容性，避免在運行過程中降解。需要相容的常見材料有鋁、鋼、銅，以及聚合物等。目前工質的成熟應用在當前的技術體系中，R134a和R245fa具有相對優(yōu)異的熱力學性能，已經(jīng)在熱泵系統(tǒng)中廣泛應用。R134aR134a的臨界溫度為101.1°C，對蒸氣壓縮式熱泵而言，當冷凝溫度低于70°C時，R134a往往是比較合適的選擇。東京電力公司研制了以R134a為工質的離心式高溫熱泵，制取130℃的高溫高壓水及高溫空氣，用以木材干燥和變壓器制造的工藝過程。該系統(tǒng)采用了跨臨界多級循環(huán)流程，COP達到3.0，與化石燃料鍋爐相比，節(jié)省了27%一次能源消耗量，降低CO2排放量達44%。瑞士Friotherm公司開發(fā)了工質為R134a，最高冷凝溫度為90°C，制熱量范圍為2MW到20MW的離心式高溫熱泵機組。由于R134a的GWP達到1300，出于環(huán)境保護的考慮，已經(jīng)被各國逐漸限制使用。R245faR245fa是工業(yè)高溫熱泵中使用的主要工質，臨界溫度為154°C，對蒸氣壓縮式熱泵而言，當冷凝溫度低于125°C時，R245a往往是比較合適的選擇。R245a具有較高的熱穩(wěn)定性和水解穩(wěn)定性，但其GWP值為858，很可能在未來幾年被淘汰(或降低)。日本神戶制鋼所研制的系列蒸汽高溫熱泵，采用高壓縮比高溫適用的兩級螺桿式壓縮機，工質采用高溫工質R245fa，熱功率380~660kW，冷凝溫度可達120°C，COP達到3.2，可對工廠內的溫排水實施熱回收，適用于食品、藥品、輕化工等工業(yè)的原料濃縮及干燥等多種工序。未來工質的發(fā)展工質的選擇在蒸汽壓縮熱泵中起著關鍵作用。工質的特性不僅決定了蒸汽壓縮熱泵的性能，還對環(huán)境有較大影響。目前，工質選擇原則優(yōu)先考慮其全球變暖潛能(GWP)和臭氧消耗潛能(ODP)，首選ODP值為零和GWP小于150的工質?；谶@些要求，純低GWP(GWP<150)工質，如天然工質、碳氫化合物(HCs)、低GWP氫氟碳化合物(HFC)、新型氫氟碳化合物(HFO)和氫氯氟烴(HCFOs)，被建議在蒸汽壓縮熱泵中推廣使用。根據(jù)工業(yè)用熱需求和各種蒸汽壓縮熱泵選項提供的輸出溫度范圍，這些熱泵在不同環(huán)境下的應用滿足30-200°C的輸出溫度。天然工質、合成氫氟烴(HFO)和氫氯氟烯烴(HCFOs)被認為是有望取代HFC的第四代低GWP工質。在高溫熱泵和有機朗肯循環(huán)(ORC)應用中，HFC-245fa的主要替代品是HFO-1366mzz(Z)、HFO-1234ze(Z)、HCFO-1233zd(E)、HCFO-1224yd(Z)以及碳氫化合物HC-601(正戊烷)和HC-600(正丁烷)。HFOs適用于高溫熱泵的HFOs工質包括R1336mmz(Z)、R1336mmz(E)、R1234ze(E)和R515B等等。R1336mmz(Z)具有相對較低的臨界壓力(29bar)，臨界溫度為171.3℃，該工質的安全分類為A1，ODP為零，GWP為2，大氣壽命為22天。它在250°C以下穩(wěn)定，因此適用于余熱回收工業(yè)熱泵和有機朗肯循環(huán)等應用，以替代R245fa。其同分異構體R1336mzz(E)的GWP約為18，臨界溫度為137.7°C。R1234ze(E)的臨界壓力為36.3Bar，臨界溫度為109.4°C，該工質的安全分類為A2L，大氣壽命為16.4天，ODP為零，GWP<1R515B的臨界壓力為35.8Bar，臨界溫度為108.9°C，該工質的安全分類為A1，ODP為零，GWP為299。R1234ze(E)和R515B兩種工質的熱物性非常接近，基本可以共用相同的系統(tǒng)設計。R1234ze(E)和R515B適用于工業(yè)熱泵的各種場景，以替代R134a。尤其在80°C～95°C溫度區(qū)間，相比于R134a，R1234ze(E)和R515B的能效優(yōu)勢非常顯著，更好的適用于各種熱源需要。HCFOs適用于高溫熱泵的HCFOs工質包括R1233zd(E)與R1224yd(Z)。在可用的HCFOs中，R1233zd(E)被認為是高溫熱泵的潛在工質。對臭氧層幾乎無影響，ODP幾乎為0且大氣壽命短（6天），GWP為1，臨界溫度為166.5°C，臨界壓力為36.2bar，安全分類為A1。盡管R1233zd(E)在高溫熱泵應用中的實驗案例比較少，但是其在有機朗肯循環(huán)（ORC）和離心冷水機組等應用領域大量應用，基于其在高溫應用中具有優(yōu)異的傳熱性能和顯著的能效優(yōu)勢，因此適用于余熱回收工業(yè)熱泵、有機朗肯循環(huán)和離心冷水機組等應用領域，以取代R245fa。根據(jù)R1233zd(E)可以在COP和VHC之間做出很好的折衷，它的VHC高(當VHC是唯一標準時，它是熱匯出口溫度低于140°C的首選流體)，同時COP也很好，因此它可能是一種適合的流體，尤其適用于熱源入口溫度大于65°C的范圍。HCFO工質R1224yd(Z)是一種A1安全等級的工質，主要用于透平式制冷機和余熱回收熱泵。由于ODP(大氣壽命為21天)幾乎為0，GWP值低于1，R1244yd(Z)對環(huán)境的影響很小。其物理性質與R245fa和R1233zd(E)非常接近。此外，它還與最常用的金屬、塑料和彈性體具有良好的相容性，并且可與合成油(如POE)混溶。天然工質適合高溫熱泵的天然工質有水(R718)、二氧化碳(R744)、氨(R717)、碳氫化合物等。(1)水(R718)水工質有以下特殊優(yōu)點：(1)水的ODP為零，GWP<1，這意味著水是一種環(huán)境友好的工質，未來不會受到限制；(2)濟的工質，自來水、經(jīng)處理的廢水或經(jīng)過粗過濾的河水都可直接用作補給水；(3)不易爆，不具有其他危險性質；(4)水的化學性質非常穩(wěn)定，長期使用不會分解；(5)和二氧化碳相比，水的蒸發(fā)潛熱和單位質量制熱量較大；(6)施；(7)與其他工質相比，水具有較高的理論性能系數(shù)(COP)；(8)熱交換器進行蒸發(fā)和冷凝。水蒸氣作為工質的缺點是其高比容、所需的高壓比，以及由此產(chǎn)生的壓縮機出口溫度高。已經(jīng)證明，這些技術挑戰(zhàn)可以通過專門開發(fā)的壓縮機來克服，尤其是帶有級間冷卻器的多級渦輪壓縮機。在當今世界，COP高的制冷系統(tǒng)是主要目標，但它并不是決定使用哪種工質的唯一因素。ODP和GWP等環(huán)境參數(shù)正變得越來越嚴格。此外，還大量考慮了工質的經(jīng)濟成本和安全性能。就所有這些方面和上述特定操作條件而言，水是最好的工質。(2)二氧化碳(R744)二氧化碳熱泵通常采用較小的尺寸。它們也在更大范圍內被商業(yè)化。盡管低臨界溫度為31°C，高臨界壓力為73.6bar，二氧化碳熱泵在跨臨界循環(huán)中也能達到90至120°C的熱匯溫度。如果熱匯的入口溫度不遠高于臨界溫度，二氧化碳作為高溫熱泵流體是可行的。氣體冷卻器中的高跨臨界溫度滑移使二氧化碳成為一種特別適用于熱源和熱匯溫差大的場景的工質。天然工質CO2是第一代工質之一。在制冷與熱泵領域，相比NH3更安全。同時由于其高流體密度和高工作壓力，可以使用更小型的熱泵系統(tǒng)。其單位體積制冷量是CFC、HCFC、HFC和HC工質的3-10倍，在制冷循環(huán)中顯示出巨大優(yōu)勢。對于制熱，跨臨界循環(huán)是使用最廣泛的CO2熱泵配置。從二氧化碳的和圖可以看出，在接近臨界溫度時，隨著溫度的降低，焓和熵急劇下降，提高了氣體冷卻器的加熱性能。然而，CO2的工作壓力幾乎是傳統(tǒng)工質的5-10倍。所需的高溫排放與高壓有關，導致更高的壓差。此外，巨大的壓差導致膨脹過程中不可逆節(jié)流損失高，導致COP較低。(3)氨(R717)氨是一種實踐良好的工質，具有優(yōu)異的熱力學和傳輸性能，已廣泛應用于加熱和冷卻系統(tǒng)。在美國，超過95%的工業(yè)制冷使用氨氣，而且氨氣在歐洲也占有很高的市場份額。盡管氨在一定濃度下有毒，但它有明顯的刺鼻氣味，泄漏時很容易察覺。由于氨(B2L)的毒性，必須采取某些安全預防措施。由于氨具有較高的體積加熱能力，因此在大規(guī)模需求中具有競爭優(yōu)勢。因此，體積小的壓縮機足以滿足相同的供熱能力。同時，與其他工質相比，氨的成本更低。氨高溫熱泵的輸出溫度受高壓特性的限制，例如，97.5°C下的飽和壓力為60bar。大多數(shù)氨高溫熱泵的供應溫度限制在90°C。最近，壓縮機材料的改進使氨壓縮機在更高排氣溫度(約110°C)下的壓力增加到76bar成為可能。碳氫化合物碳氫化合物正丁烷(R600)和戊烷(R601)是ODP為零且GWP極低的工質。它們相對便宜，在38.0bar和33.7bar時的臨界溫度分別為152°C和196.6°C。R600被認為是供熱溫度為120°C的高溫熱泵蒸汽發(fā)生器的合適介質，該溫度可通過成熟壓縮機技術來實現(xiàn)。另一方面，由于易燃性高(A3)，必須采取特殊的安全措施，因此HCs一般被建議用于充灌量小的小型系統(tǒng)。根據(jù)EN378，實驗室設備的HCs最大容量限制為150g，在受監(jiān)督商業(yè)系統(tǒng)可達到2.5kg。其它乙醇是一種在130°C到150°C冷凝溫度和80K升程的單級循環(huán)中COP最高的工作流體。體積熱容量(VHC)是所有分析流體中最小的，這使得壓縮機尺寸顯著增大，因此意味著部件的采購成本更高。在假設提升溫度為80K的情況下，對于所有考慮的蒸發(fā)溫度值，乙醇具有最少的火用損。乙醇是唯一一種性能系數(shù)隨冷凝溫度增加而增加的流體。高臨界溫度和飽和曲線的形狀允許該流體在110°C的蒸發(fā)溫度下達到最大COP。工質的參考替代路線對于未來可用的替代工質應當在綜合考慮工質本身的性質、熱泵系統(tǒng)的節(jié)能性、環(huán)保性、安全性、經(jīng)濟性等各方面的性質下做出選擇。從目前的技術發(fā)展狀況看，國際上在各個產(chǎn)品領域采用何種替代技術路線仍存在諸多爭議，但是更低GWP的工質在全球范圍內的應用推廣將是必然的趨勢。表2-1給出了工業(yè)熱泵用工質的參考替代路線表。表2-1工業(yè)熱泵用工質參考替代路線表常規(guī)工質低GWP工質HFOsHCFOs自然工質低溫熱泵R134aR1234ze(E)/R290/R717/R744中溫熱泵R134aR1234ze(E)R1224yd(Z)R290/R600/R717/R744高溫熱泵R245faR1336mzz(Z)R1233zd(E)/R1224yd(Z)R600/R744超高溫熱泵///R601/R718/Ethanol工業(yè)熱泵用其他設備換熱器換熱器又稱熱交換器，是工業(yè)熱泵中必不可少的部分。熱泵設備的換熱器有蒸發(fā)器、冷凝器、蒸發(fā)-冷凝器、中間冷卻器、回熱器等，其中蒸發(fā)器和冷凝器的換熱效率對熱泵設備的性能有決定性的影響，故本白皮書僅討論蒸發(fā)器、冷凝器兩種換熱器。換熱器使熱量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，熱泵設備中蒸發(fā)器、冷凝器的熱量傳遞方向不同：工質在蒸發(fā)器中汽化，從熱源吸熱，進而在冷凝器中液化，向熱匯放熱。根據(jù)換熱介質不同，工業(yè)熱泵的換熱器的形式有所區(qū)別，主要可分為風冷式換熱器、水冷式換熱器和蒸發(fā)式換熱器。風冷式換熱器的主要代表是翅片管式換熱器。水冷式換熱器的主要代表是管殼式換熱器、板式換熱器、套管式換熱器。翅片管式換熱器的基本傳熱元件為翅片管，由基管和翅片組合而成。翅片主要作用為增加換熱面積，往往盤繞在盤管表面，通常呈U型以適配殼體。同時，為加快空氣流經(jīng)蒸發(fā)器，提高換熱效率，換熱器往往配有外機風扇。翅片管式換熱器具有結構簡單、改造靈活、易于加工、適應能力強等優(yōu)點，是應用最廣泛的換熱器之一。為了降低能耗與提高換熱性能，目前翅片管式換熱器技術在朝著開發(fā)管翅材料、優(yōu)化加工工藝、設計新型流程結構等方面發(fā)展，旨在提高換熱效率，減少所需換熱面積。管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內安裝若干擋板。該換熱器結構簡單、造價低、流通截面較寬、易于清洗水垢；但傳熱系數(shù)低、占地面積大。板式換熱器由許多金屬板片貫疊連接而成，片與片之間采用焊接密封，形成傳熱板兩側的冷、熱流體通道，在流動過程中通過板壁進行熱交換。兩種流體在流道內呈逆流式換熱態(tài)勢，加之板片表面制成瘤形、波紋形、人字形等等各種形狀有利于破壞流體的層流膜層，在低速下產(chǎn)生旋渦，形成旺盛素流強化了傳熱作用。板片的各種形狀造就了板片間的許多支撐點，使得可以承受3MPa左右壓力的換熱器板片厚度可減少到0.5mm左右(其板距一般為2~5mm)，使其在相同負荷的情況下，體積僅為殼管式的1/3~1/6，重量只有殼管式的1/2~1/5，所需的工質充注量僅為其1/7。就水的換熱而言，在相同負荷同樣水速的條件下，傳熱系數(shù)為殼管式傳熱系數(shù)的2~5倍。板式換熱器具有體積小、重量輕、傳熱效率高、可靠性好、工藝過程簡單、適合于批量生產(chǎn)的優(yōu)點，但也存在易堵塞、壓力損失較大等缺點。套管式換熱器的核心部分是由兩種不同直徑的直管套在一起組成的同心套管。換熱時一種流體走內管，另一種流體走環(huán)隙，內管的壁面為傳熱面。每一段套管稱為一程，程數(shù)可根據(jù)傳熱面積要求而增減。套管式換熱器的優(yōu)點是結構簡單、耐高壓、傳熱面積可根據(jù)需要增減。其缺點是單位傳熱面積的金屬耗量大；套管接頭多，檢修清洗不方便。此類換熱器適用于高溫、高壓及小流量流體間的換熱。水泵水泵是整個工業(yè)熱泵循環(huán)系統(tǒng)的動力輸配裝置，無論在空氣源、地源、水源還是余熱源熱泵中，對系統(tǒng)的能耗、制熱效果和用戶舒適性都起到影響作用。在工業(yè)熱泵應用中，水泵主要分為屏蔽泵和離心泵。屏蔽泵是一種無密封泵，泵和驅動電機都被密封在一個被泵送介質充滿的壓力容器內，此壓力容器只有靜密封，并由一個電線組來提供旋轉磁場并驅動轉子。屏蔽泵具有結構緊湊，振動與噪聲較小，泵效率高，無泄漏的特點。屏蔽泵由于的定子與轉子間隙很小，所以要求輸送的水足夠干凈，否則可能會堵塞屏蔽間隙，影響泵的冷卻與潤滑，導致燒壞電機。另外，使用屏蔽泵的系統(tǒng)必須有防凍措施，以保證低溫環(huán)境下水泵里的水不會發(fā)生凍結現(xiàn)象從而影響水泵的啟動甚至導致?lián)p壞。離心泵的基本構造包括葉輪、泵體、泵軸、電機、軸承、密封環(huán)與填料函等。離心泵在泵殼和吸水管內充滿水后啟動，電機通過泵軸帶動葉輪和水做高速旋轉運動，水發(fā)生離心運動，被甩向葉輪外緣，經(jīng)蝸形泵殼的流道流入水泵的壓水管路。離心泵的優(yōu)點包括結構簡單緊湊、可高速運行、經(jīng)久耐用、排液均勻無脈沖等，但是易發(fā)生氣縛和氣蝕現(xiàn)象，應盡量避免。閥件工業(yè)熱泵用閥件主要包括截止閥、電子膨脹閥等。截止閥，也叫截門，是使用最廣泛的一種閥門之一。截止閥閉合時依靠閥杠壓力，使閥瓣密封面與閥座密封面緊密貼合，阻止介質流通。它在開閉過程中密封面之間摩擦力小，比較耐用，開啟高度不大，制造容易，維修方便，不僅適用于中低壓，而且適用于高壓。但是其結構長度較大，流體阻力大，長期運行時密封可靠性不強。電子膨脹閥是一種可按預設程序調節(jié)進入裝置的工質流量的節(jié)流元件。它由步進電機、閥芯、閥體、進出液管等主要部件組成，通過電動機轉子的轉動，使閥芯下端的錐體部分在閥孔中上下移動，以此改變閥孔的流通面積，起到調節(jié)工質流量的作用。在一些負荷變化較劇烈或運行工況范圍較寬的場合，傳統(tǒng)的節(jié)流元件（如毛細管、熱力膨脹閥等）已不能滿足舒適性及節(jié)能方面的要求，電子膨脹閥結合壓縮機變容量技術已得到越來越廣泛的應用。參考文獻BrobergViklundS,JohanssonMTechnologiesforutilizationofindustrialexcessheat:PotentialsforenergyrecoveryandCO2emissionreduction[J].EnergyConversionandManagement,2014,77:369-379.ArpagausC,BlessUhlmannM,etal.Hightemperatureheatpumps:Marketoverview,stateoftheart,researchstatus,refrigerants,andapplicationpotentials[J].2018,152:985-1010.InternationalEnergyApplicationofIndustrialHeatPumps,Part2[R].Sweden:IEAHeatPumpCentre,2014.Mateu-RoyoC,ArpagausC,Mota-BabiloniA,etal.Advancedhightemperatureheatpumpconfigura-tionsusinglowGWPrefrigerantsforindustrialwasteheatrecovery:Acomprehensivestudy[J].EnergyConversionandManagement,2021,229:113752.ChoyuYU,SatoshiHirano,Hikawa.PioneeringIndustrialHeatPumpTechnologyinJapan[C].11thIEAHeatPumpConference,2014.JiangJHuB,RZ,etal.Areviewandperspectiveonindustryhigh-temperatureheatpumps[J].RenewableandSustainableEnergyReviews,2022,161:112106.HuB,LiuH,JiangJetal.megawattscalevaporcompressionheatpumpforlowtemperaturewasteheatrecovery:Onsiteapplicationresearch[J].2022,238:121699.InternationalEnergyApplicationofIndustrialHeatPumps,Part1[R].Sweden:IEAHeatPumpCentre,2014.BlessArpagausC,BertschSS,etal.Theoreticalanalysisofsteamgenerationmethods-CO2emission,andcostanalysis[J].2017,129:114-121.BamigbetanO,EikevikTM,Neks?etal.Theoreticalanalysisofsuitablefluidsforhightempera-tureheatpumpsupto125°Cheatdelivery[J].InternationalJournalofRefrigeration,2018,92:185-195.NowakHeatPumpsIntegratingtechnologiestodecarboniseheatingandcooling[M].2018.TingZHaoZ,Linetal.Applicationandanalysisofmulti-stageflashvaporizationprocessinsteamproductioninhigh-temperatureheatpumpsystemwithlargetemperaturedifference[J].Internation-alJournalofRefrigeration,2022,133:123-132.吳業(yè)正.制冷壓縮機[M].第3版.北京：機械工業(yè)出版社,2018.邢子文.螺桿壓縮機——理論、設計及應用[M].北京：機械工業(yè)出版社,2000.束鵬程.回轉壓縮機[M].第2版.北京：機械工業(yè)出版社,1989.MeroniA,ZühlsdorfB,ElmegaardB,etal.Designofcentrifugalcompressorsforheatpumpsystems[J].Applied2018,232:139-156.HuB,LiuH,RZ,etal.Ahigh-efficientcentrifugalheatpumpwithindustrialwasteheatrecoveryfordistrictheating[J].AppliedThermalEngineering,2017,125:359-365.?arevskiMN,?arevskiVN.Thermalcharacteristicsofhigh-temperatureR718heatpumpswithturbocompressorthermalvaporrecompression[J].AppliedThermalEngineering,2017,355-365.TianYShenJB,C,etal.Modelingandperformancestudyofawater-injectedtwin-screwwatervaporcompressor[J].InternationalJournalofRefrigeration,2017,83:75-87.HuB,D,RZ.vaporcompressionanditsvariousapplications[J].RenewableandSustainableEnergyReviews,2018,98:92-107.D,HuB,RZ.compressionheatpumpswithpureLow-GWPrefrigerants[J].RenewableandSustainableEnergyReviews,2021,138:110571.HZ,D,LiangJetal.Selectionandvalidationonlow-GWPrefrigerantsforawater-sourceheatpump[J].AppliedThermalEngineering,2021,193:116938.JiangJHuB,RZ,etal.Theoreticalperformanceassessmentoflow-GWPrefrigerantR1233zd(E)appliedinhightemperatureheatpumpsystem[J].InternationalJournalofRefrigeration,2021,131:897-908.KilicarslanA,MüllerN.Acomparativestudyofwaterasarefrigerantwithsomecurrentrefrigerants[J].InternationalJournalofEnergyResearch,2005,29(11):947-959.MikielewiczD,J.Performanceoftheveryhigh-temperatureheatpumpwithlowGWPworkingfluids[J].2019,182:460-470.[26]冉晴,崔明輝,劉濤.翅片管式換熱器的研究進展[J].區(qū)域供熱,2022,No.220(05):129-135.[27]鄭賢德.制冷原理與裝置[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000.11.工業(yè)熱泵經(jīng)濟性分析工業(yè)熱泵在眾多用熱工業(yè)部門如農(nóng)副食品加工、食品制造、酒、飲料和精制茶、紡織、木材加工、造紙、石油與煤炭、設備制造和汽車制造等，都具有廣泛的應用前景。使用工業(yè)熱泵需要較大的初投資。為此，白皮書分別對使用化工工業(yè)冷卻水源、廢熱水源、乏汽源的工業(yè)熱泵進行初步的經(jīng)濟性分析。分析按照制備熱水(熱風)和蒸汽兩種情況，并和電鍋爐及燃氣鍋爐進行投資回收期的對比分析。需要說明的是，能源價格和熱泵系統(tǒng)初投資，都在動態(tài)變化中；本章的熱泵設備價格，是根據(jù)企業(yè)調研，按工業(yè)熱泵設備量產(chǎn)后的價格估算。在進行經(jīng)濟性評估時，設定工業(yè)電價為0.8元/度，工業(yè)燃氣價格3.8元/m3，熱泵年運行時間為8000小時。投資回收期PBP按下式計算：PBPln[1/(1Cpr/Es)]ln(1r)其中Cp為工業(yè)熱泵總投資，Es為年凈節(jié)約費用，r為貼現(xiàn)率(取5%)。為了便于進行經(jīng)濟性分析，對不同系統(tǒng)類型的工業(yè)熱泵機組售價進行了預估，見表3-1。表3-1工業(yè)熱泵機組預估售價系統(tǒng)類型單位售價(元/kW)單級熱泵1000復疊熱泵1500單級熱泵+閃蒸1200復疊熱泵+閃蒸1700單級熱泵+閃蒸+單級蒸汽壓縮2200單級熱泵+閃蒸+雙級蒸汽壓縮2800復疊熱泵+閃蒸+單級蒸汽壓縮2700復疊熱泵+閃蒸+雙級蒸汽壓縮3300單級蒸汽壓縮1000雙級蒸汽壓縮1500注：表3-1僅作為工業(yè)熱泵經(jīng)濟性分析的計算依據(jù)，不作為采購參考價。電鍋爐、燃氣鍋爐與工業(yè)熱泵的相關安裝與服務價格見下表2-2。表3-2電鍋爐、燃氣鍋爐與工業(yè)熱泵安裝與服務價格項目安裝系數(shù)人工費(萬元/年)維保費用(%)電鍋爐1.255燃氣鍋爐2105工業(yè)熱泵21010工業(yè)冷卻水源熱泵工業(yè)用水主要包括鍋爐用水、工藝用水、清洗用水和冷卻用水、污水等。其中用水量最大的是冷卻用水，約占工業(yè)用水量的百分之九十以上。工業(yè)冷卻水的供水溫度一般為30~32°C，回水溫度一般為40~42°C，溫差8~12°C，由于工業(yè)冷卻水循環(huán)量大，極其適合作為工業(yè)熱泵的熱源。制備熱水(熱風)利用工業(yè)冷卻水源熱泵制備熱水(熱風)的性能與經(jīng)濟性見表3-3。表3-3工業(yè)冷卻水源熱水(熱風)熱泵性能與經(jīng)濟性分析表供熱溫度(°C)COP投資回收期(年)循環(huán)類型對標電鍋爐對標燃氣鍋爐605.280.370.98單級熱泵704.040.401.22803.130.441.74903.340.732.78復疊熱泵1002.940.773.531102.590.845.881202.260.94/制備蒸汽利用工業(yè)冷卻水源熱泵制備蒸汽的性能與經(jīng)濟性見表3-4。表3-4工業(yè)冷卻水源蒸汽熱泵性能與經(jīng)濟性分析表供熱溫度(°C)COP投資回收期(年)循環(huán)類型對標電鍋爐對標燃氣鍋爐1002.830.84/復疊熱泵+閃蒸1102.490.91/1202.161.02/1302.261.66/復疊熱泵+閃蒸+單級蒸汽壓縮1402.141.73/1502.031.80/1601.992.47/復疊熱泵+閃蒸+雙級蒸汽壓縮1701.912.61/1801.832.76/1901.762.93/2001.703.11/注：冷卻水供水溫度30°C，回水溫度40°C，蒸發(fā)側與冷凝側傳熱溫差5°C，熱泵壓縮機絕熱效率80%，低溫熱泵壓縮機工質采用R134a，高溫熱泵壓縮機工質采用R245fa，級間蒸發(fā)溫度55°C，循環(huán)泵揚程3m，循環(huán)泵絕熱效率70%，蒸汽壓縮機絕熱效率69%，低壓級蒸汽壓縮機入口溫度100°C，高壓級蒸汽壓縮機入口溫度140°C。從工業(yè)冷卻水源熱泵的經(jīng)濟性分析情況來看：制備熱水(熱風)：對標電鍋爐，所有投資回收期均小于1氣鍋爐，熱匯溫度不超過80°C時，投資回收期不超過3年，具有一定投資價值。制備蒸汽：對標電鍋爐，所有投資回收期均小于3.2年，具有一定投資價值；對標燃氣鍋爐，各個情景下均沒有投資價值。廢熱水源熱泵廢熱水主要指工業(yè)排出的用于冷卻的廢水，主要來自發(fā)電站、鋼鐵廠、焦化廠等。為了避免廢熱水直接排向環(huán)境造成熱污染，往往需要采用冷卻塔對其進行冷卻，一方面增大了處理成本，另一方面浪費了大量余熱。如果能采用工業(yè)熱泵對這一部分廢水進行回收，將有很好的社會價值與經(jīng)濟價值。3.1.1制備熱水(熱風)利用廢熱水源熱泵制備熱水(熱風)的性能與經(jīng)濟性見表3-5。表3-5廢熱水源熱水(熱風)熱泵性能與經(jīng)濟性分析表供熱溫度(°C)COP投資回收期(年)循環(huán)類型對標電鍋爐對標燃氣鍋爐1003.780.441.31單級熱泵1103.070.481.811202.500.543.42制備蒸汽利用廢熱水源熱泵制備蒸汽的性能與經(jīng)濟性見表3-6。表3-6廢熱水源蒸汽熱泵性能與經(jīng)濟性分析表供熱溫度(°C)COP投資回收期(年)循環(huán)類型對標電鍋爐對標燃氣鍋爐1003.410.521.92單級熱泵+閃蒸1102.780.573.021202.260.6610.701302.651.094.38單級熱泵+閃蒸+單級蒸汽壓縮1402.481.126.291502.321.167.571602.191.71/單級熱泵+閃蒸+雙級蒸汽壓縮1702.081.74/1801.991.81/1901.901.87/2001.821.93/注：廢熱水冷卻后溫度50°C，蒸發(fā)側與冷凝側傳熱溫差5°C，熱泵壓縮機絕熱效率80%，工質采用R245fa，循環(huán)泵揚程3m，循環(huán)泵絕熱效率70%，蒸汽壓縮機絕熱效率69%，低壓級蒸汽壓縮機入口溫度100°C，高壓級蒸汽壓縮機入口溫度140°C。從廢熱水源熱泵的經(jīng)濟性分析情況來看：制備熱水(熱風)：對標電鍋爐，所有投資回收期均小于1氣鍋爐，所有投資回收期不超過3.5年，具有一定投資價值。制備蒸汽：對標電鍋爐，所有投資回收期均小于2爐，僅有制備溫度110°C以下的蒸汽，投資回收期不超過3年，具有一定投資價值。乏汽源熱泵用汽管道或者設備末端的低壓蒸汽因為自身溫度、壓力無法滿足生產(chǎn)工藝需求，往往直接向環(huán)境排放，造成能量損失，如果采用蒸汽壓縮機對這部分乏汽增壓后再利用，將給企業(yè)節(jié)省大量蒸汽費用。最常見的乏汽源熱泵的應用是廢水處理行業(yè)的MVR裝置，MVR技術通過重新利用蒸發(fā)系統(tǒng)自身產(chǎn)生的二次蒸汽的能量，來減少對外界能源的需求。利用廢水水源熱泵制備蒸汽的性能與經(jīng)濟性見表3-7~表3-16。進汽溫度80°C表3-7乏汽源蒸汽熱泵性能與經(jīng)濟性分析表(進汽溫度80°C)供熱溫度(°C)COP投資回收期(年)循環(huán)類型對標電鍋爐對標燃氣鍋爐10013.170.320.69單級蒸汽壓縮1108.980.330.761206.890.350.831305.640.360.911404.810.371.001503.740.652.00雙級蒸汽壓縮1603.340.672.981703.020.693.701802.760.714.861902.550.736.992002.370.75/進汽溫度90°C表3-8乏汽源蒸汽熱泵性能與經(jīng)濟性分析表(進汽溫度90°C)供熱溫度(°C)COP投資回收期(年)循環(huán)類型對標電鍋爐對標燃氣鍋爐11012.680.320.69單級蒸汽壓縮1208.520.330.751306.450.340.811405.220.360.891504.400.370.971603.850.642.38雙級蒸汽壓縮1703.430.662.841803.090.683.51902.820.704.522002.600.726.31進汽溫度100°C表3-9乏汽源蒸汽熱泵性能與經(jīng)濟性分析表(進汽溫度100°C)供熱溫度(°C)COP投資回收期(年)循環(huán)類型對標電鍋爐對標燃氣鍋爐12013.030.320.69單級蒸汽壓縮1308.760.330.741406.630.340.801505.360.350.871604.520.360.951703.940.632.32雙級蒸汽壓縮1803.490.652.751903.150.673.362002.870.694.29進汽溫度110°C表3-10乏汽源蒸汽熱泵性能與經(jīng)濟性分析表(進汽溫度110°C)供熱溫度(°C)COP投資回收期(年)循環(huán)類型對標電鍋爐對標燃氣鍋爐13013.370.320.68單級蒸汽壓縮1408.990.330.731506.810.340.791605.50.350.851704.630.360.921804.000.672.28雙級蒸汽壓縮1903.540.702.692003.190.743.26進汽溫度120°C表3-11乏汽源蒸汽熱泵性能與經(jīng)濟性分析表(進汽溫度120°C)供熱溫度(°C)COP投資回收期(年)循環(huán)類型對標電鍋爐對標燃氣鍋爐14013.710.320.68單級蒸汽壓縮1509.220.330.731606.980.340.781705.640.350.841804.750.360.901904.050.621.77雙級蒸汽壓縮2003.590.641.92進汽溫度130°C表3-12乏汽源蒸汽熱泵性能與經(jīng)濟性分析表(進汽溫度130°C)供熱溫度(°C)COP投資回收期(年)循環(huán)類型對標電鍋爐對標燃氣鍋爐15014.050.320.67單級蒸汽壓縮1609.440.330.721707.140.340.771805.770.350.821904.860.350.882004.200.360.95進汽溫度140°C表3-13乏汽源蒸汽熱泵性能與經(jīng)濟性分析表(進汽溫度140°C)供熱溫度(°C)COP投資回收期(年)循環(huán)類型對標電鍋爐對標燃氣鍋爐16014.370.320.67單級蒸汽壓縮1709.660.320.711807.310.330.761905.900.340.812004.960.350.7進汽溫度150°C表3-14乏汽源蒸汽熱泵性能與經(jīng)濟性分析表(進汽溫度150°C)供熱溫度(°C)COP投資回收期(年)循環(huán)類型對標電鍋爐對標燃氣鍋爐17014.690.320.69單級蒸汽壓縮1809.870.320.741907.460.330.802006.020.340.87進汽溫度160°C表3-15乏汽源蒸汽熱泵性能與經(jīng)濟性分析表(進汽溫度160°C)供熱溫度(°C)COP投資回收期(年)循環(huán)類型對標電鍋爐對標燃氣鍋爐18015.000.310.66單級蒸汽壓縮19010.070.320.702007.610.330.74進汽溫度170°C表3-16乏汽源蒸汽熱泵性能與經(jīng)濟性分析表(進汽溫度170°C)供熱溫度(°C)COP投資回收期(年)循環(huán)類型對標電鍋爐對標燃氣鍋爐19015.300.310.66單級蒸汽壓縮20010.270.320.70注：蒸汽壓縮機絕熱效率69%。從乏汽源熱泵的經(jīng)濟性分析情況來看：對標電鍋爐：在乏汽溫度>80°C，熱匯溫度低于200°C的情境下，投資回收期均可小于1年，具有極高的投資價值；對標燃氣鍋爐：在乏汽溫度>80°C，溫差小于60°C的情境下，投資回收期小于1年，具有極高的投資價值；當溫差大于60°C、小于90°C的的情境下，投資回收期小于3年，具有一定投資價值。工業(yè)熱泵市場潛力與節(jié)能減碳效益市場潛力工業(yè)熱泵通常需要較大的投資，從投資者角度出發(fā)，希望將這項技術首先推廣到回收期最短的行業(yè)。因此，不管是投資者還是制造商，主要關注的是熱量需求最高的工業(yè)部門和用途。通過評估每個工業(yè)部門的熱量需求和應用過程的溫度水平，可以估計熱泵在工業(yè)過程中的理論應用潛力。根據(jù)中國統(tǒng)計年鑒，表4-1給出了19個典型用熱工業(yè)部門的能源消耗。表4-1中國19個典型用熱工業(yè)部門的能源消耗序號工業(yè)部門能源消耗(百萬噸標準煤)能源消耗(億GJ)1農(nóng)副食品加工412612.0772食品制造20425.9773酒、飲料和精制茶12833.7554紡織739821.6545木材加工10363.0326造紙384711.2607石油與煤炭3257295.3388化工53272155.9279醫(yī)藥制造21796.37810化學纖維制造24167.07211橡膠和塑料制造486814.24912非金屬礦物制品3334497.59813黑色金屬冶煉65387191.38814有色金屬冶煉2443671.52415金屬制品655219.17816通用設備制造362710.61617專用設備制造18845.51418汽車制造366310.72219其它1452342.509合計253932785.768目前中國沒有系統(tǒng)地梳理不同工業(yè)行業(yè)的用熱需求，現(xiàn)有的終端用熱數(shù)據(jù)統(tǒng)計也沒有按溫度進行拆分，因此中國工業(yè)部門的用熱溫度分布要大量參考歐洲與美國的調研數(shù)據(jù)，盡管這些調研是針對特定地理區(qū)域得出的，但大多數(shù)數(shù)據(jù)被認為代表了世界各地相應的工業(yè)子部門。歐洲典型用熱工業(yè)部門占能源總消耗的比例見表4-2。表4-2歐洲典型用熱工業(yè)部門的用熱需求比例能源消耗(億GJ)用熱需求(億GJ)熱需求比例(%)鋼鐵與有色金屬26.71113.40350.18化工22.13812.89858.26非金屬14.2867.94755.63造紙12.9307.56958.54食品11.3536.46556.94機械7.4113.18542.98木材2.7121.70362.79交通工具3.1541.41945.00紡織與皮革2.4600.91537.18其它14.6016.05541.47根據(jù)表4-2的用熱需求比例，中國的典型用熱工業(yè)部門的用熱需求見圖4-1。其中“農(nóng)副食品加工”、“食品制造”與“酒、飲料和精制茶”參考歐洲的食品部門，“石油與煤炭”、“醫(yī)藥制造”、“化學纖維制造”與“橡膠和塑料制造”參考歐洲的化工部門，“金屬制品”、“通用設備制造”與“專用設備制造”參考歐洲的機械部門。圖4-1中國典型用熱工業(yè)部門的用熱需求歐洲典型用熱工業(yè)部門的按溫度水平劃分的用熱比例(%)見表4-3。表4-3歐洲典型用熱工業(yè)部門的按溫度水平劃分的用熱比例(%)<80°C80~100°C100~150°C150~200°C>200°C鋼鐵84.5化工12.545.54.573.5有色金屬1.584非金屬6.5013.5080食品與煙草37.514.5354.58.5造紙1722103813機械72083.516.5木材2362.55.572交通工具1.512紡織58.51724.500其它733.5參考表4-3的歐洲用熱需求比例，表4-4與圖4-2給出了中國19個典型用熱工業(yè)部門分溫度區(qū)間的用熱需求估計