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熱泵技術(shù)入選2024年十大突破性技術(shù)

發(fā)布:hnbhjn 瀏覽:684次

《麻省理工科技評論》2024年“十大突破性技術(shù)”正式發(fā)布,其中熱泵技術(shù)入選。


圖片1 

 

我們已經(jīng)進(jìn)入到熱泵時(shí)代。

中國的熱泵安裝量全球領(lǐng)先。自 2010 年以來(lái),中國和日本合計占熱泵技術(shù)新專(zhuān)利申請的一半以上。新方法使熱泵能夠達到更高的溫度。例如,對于食品加工和造紙所需的蒸汽,新的熱泵技術(shù)可以使用電力達成這一目標,從而讓工業(yè)制造的過(guò)程更加清潔。

總的來(lái)說(shuō),到 2030 年,熱泵有望減少全球5億噸排放,相當于今天歐洲所有汽車(chē)的總排放量。這需要安裝大約6億臺熱泵。

目前,熱泵仍然面臨著(zhù)巨大的挑戰,包括提高產(chǎn)量以滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的需求,還要確保電網(wǎng)足夠強大,能夠為這些技術(shù)和其他應對氣候問(wèn)題的技術(shù)提供電力。但所有跡象都表明,熱泵正在進(jìn)入黃金時(shí)代。

 

 

熱泵是一種在高位能(一般為電能、熱能)的驅動(dòng)下,將低位熱源(通常是空氣、水或土壤)的熱能轉移到高位熱源的節能裝置,從而為住宅、商業(yè)和工農業(yè)供暖、供冷及提供熱水等供熱服務(wù)。

  

熱泵機組的組成部件主要有壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節流機構和輔助設備等,吸收式熱泵用發(fā)生器和吸收器等組合實(shí)現壓縮機功能。熱泵供熱的基本原理是逆卡諾循環(huán):壓縮機排出的高溫高壓蒸汽,進(jìn)入冷凝器,制冷劑蒸氣向高溫熱源放熱后被冷凝成液態(tài)制冷劑(液化),液態(tài)工質(zhì)經(jīng)節流裝置降壓膨脹后進(jìn)入蒸發(fā)器,氣液混合制冷劑在蒸發(fā)器中吸收低溫熱源(空氣、水或土壤等)的熱量而蒸發(fā)形成蒸氣(汽化),制冷劑蒸氣重新被壓縮機吸入完成一個(gè)循環(huán),周而復始制備熱能。這樣,將外界低溫空氣、水或土壤中的熱量“泵”給溫度較高的用戶(hù),故稱(chēng)為“熱泵”。


圖片2 


目前,熱泵應用領(lǐng)域非常廣泛。在建筑領(lǐng)域,熱泵可以用于采暖、供冷、除濕和提供熱水。在農業(yè)領(lǐng)域,熱泵可用于干燥工藝,實(shí)現農業(yè)環(huán)境調控,改善農村經(jīng)濟結構。在工業(yè)生產(chǎn)方面,高溫熱泵系統可被應用于石油化工、紙漿加工、陶瓷工業(yè)、印刷業(yè)、紡織工業(yè)等大多數工業(yè)生產(chǎn)工藝中。此外,熱泵在海水淡化技術(shù)方面也得到發(fā)展突破。

 

此外,熱泵在未來(lái)將有以下幾個(gè)重要的發(fā)展方向:

  技術(shù)創(chuàng )新:熱泵技術(shù)將繼續創(chuàng )新,以提高能效、降低成本、增強穩定性等。例如,采用更高效的熱泵系統、新型的傳熱材料和優(yōu)化設計等。

  智能化:隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展,熱泵產(chǎn)品的智能化將成為趨勢。例如,通過(guò)智能控制和遠程監控等技術(shù),實(shí)現熱泵系統的智能化管理和優(yōu)化運行。

  多元化能源利用:熱泵技術(shù)將不僅限于單一的能源利用,而是會(huì )朝著(zhù)多元化能源利用的方向發(fā)展。例如,將太陽(yáng)能、地熱能等可再生能源與熱泵技術(shù)結合,實(shí)現多種能源的聯(lián)合利用。

  擴大應用領(lǐng)域:隨著(zhù)消費者對舒適生活的追求和對節能環(huán)保的認識加深,熱泵產(chǎn)品的應用領(lǐng)域將進(jìn)一步擴大。例如,在商業(yè)建筑、工業(yè)生產(chǎn)、農業(yè)灌溉等領(lǐng)域的應用將逐漸增加。

  國際市場(chǎng)拓展:隨著(zhù)全球能源危機和環(huán)境問(wèn)題日益嚴重,熱泵作為一種高效、環(huán)保的能源利用方式,將在國際市場(chǎng)上得到更廣泛的應用和推廣。

  隨著(zhù)全球氣候變化和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴重,熱泵作為一種高效、環(huán)保的能源利用方式,將在全球范圍內得到更廣泛的應用和發(fā)展。同時(shí),隨著(zhù)技術(shù)的不斷創(chuàng )新和進(jìn)步,熱泵產(chǎn)品的性能和能效將進(jìn)一步提高,推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。


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