熱泵技術(shù)入選2024年十大突破性技術(shù)

《麻省理工科技評(píng)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。

 

 

我們已經(jīng)進(jìn)入到熱泵時(shí)代。

中國(guó)的熱泵安裝量全球領(lǐng)先。自 2010 年以來(lái)，中國(guó)和日本合計(jì)占熱泵技術(shù)新專利申請(qǐng)的一半以上。新方法使熱泵能夠達(dá)到更高的溫度。例如，對(duì)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(dá)成這一目標(biāo)，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(dāng)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(tái)熱泵。

目前，熱泵仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)，包括提高產(chǎn)量以滿足不斷增長(zhǎng)的需求，還要確保電網(wǎng)足夠強(qiáng)大，能夠?yàn)檫@些技術(shù)和其他應(yīng)對(duì)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(qū)動(dòng)下，將低位熱源（通常是空氣、水或土壤）的熱能轉(zhuǎn)移到高位熱源的節(jié)能裝置，從而為住宅、商業(yè)和工農(nóng)業(yè)供暖、供冷及提供熱水等供熱服務(wù)。

　　

熱泵機(jī)組的組成部件主要有壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備等，吸收式熱泵用發(fā)生器和吸收器等組合實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)功能。熱泵供熱的基本原理是逆卡諾循環(huán)：壓縮機(jī)排出的高溫高壓蒸汽，進(jìn)入冷凝器，制冷劑蒸氣向高溫?zé)嵩捶艧岷蟊焕淠梢簯B(tài)制冷劑（液化），液態(tài)工質(zhì)經(jīng)節(jié)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?zé)嵩矗諝?、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(jī)吸入完成一個(gè)循環(huán)，周而復(fù)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，故稱為“熱泵”。

 

目前，熱泵應(yīng)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(nóng)業(yè)領(lǐng)域，熱泵可用于干燥工藝，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境調(diào)控，改善農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。在工業(yè)生產(chǎn)方面，高溫?zé)岜孟到y(tǒng)可被應(yīng)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(shù)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(xù)創(chuàng)新，以提高能效、降低成本、增強(qiáng)穩(wěn)定性等。例如，采用更高效的熱泵系統(tǒng)、新型的傳熱材料和優(yōu)化設(shè)計(jì)等。

　　智能化：隨著物聯(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(shì)。例如，通過(guò)智能控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)熱泵系統(tǒng)的智能化管理和優(yōu)化運(yùn)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)朝著多元化能源利用的方向發(fā)展。例如，將太陽(yáng)能、地?zé)崮艿瓤稍?/span>生能源與熱泵技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多種能源的聯(lián)合利用。

　　擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域：隨著消費(fèi)者對(duì)舒適生活的追求和對(duì)節(jié)能環(huán)保的認(rèn)識(shí)加深，熱泵產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大。例如，在商業(yè)建筑、工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉等領(lǐng)域的應(yīng)用將逐漸增加。

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

　　隨著全球氣候變化和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)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(nèi)得到更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。同時(shí)，隨著技術(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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