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热泵:高效和生态

热泵如何实现节能和二氧化碳排放2 emissions reduction

热泵与节能
本节简要介绍热泵。基于有关供热的六个基本事实,讨论了热泵的价值。有人认为,热泵非常节能,因此对环境无害。

一种高效的技术
热泵在许多应用中提供了最节能的供暖和制冷方式,因为它们可以使用我们周围环境中的可再生热源。即使在我们认为是寒冷的温度下,空气、地面和水也含有由太阳不断补充的有用热量。通过施加更多的能量,热泵可以将这种热能的温度提高到所需的水平。同样,热泵也可以使用废热源,例如来自工业过程、冷却设备或从建筑物中提取的通风空气。一个典型的电热泵只需要 100 千瓦时的电力即可将 200 千瓦时的免费环境热或废热转化为 300 千瓦时的有用热量。

关于加热的六个基本事实
通过这种独特的能力,热泵可以从根本上提高任何由燃料或电力等初级能源驱动的供暖系统的能源效率和环境价值。设计任何供热系统时应考虑以下六个因素:

  1. 直接燃烧产生热量从来都不是最有效的燃料使用;
  2. 热泵效率更高,因为它们以低温热的形式使用可再生能源;
  3. 如果将传统锅炉使用的燃料重新用于为电热泵供电,则需要的燃料将减少约 35-50%,从而减少 35-50% 的排放;
  4. 当电热泵由 CHP(热电联产或热电联产)系统驱动时,可节省约 50%;
  5. 无论是使用化石燃料、核能还是可再生能源发电,与电阻加热器相比,电热泵都能更好地利用这些资源;
  6. 吸收式或燃气发动机热泵的燃料消耗和排放率比传统锅炉低约 35-50%。

巨大的全球潜力
如果进一步考虑到热泵可以满足各类建筑的空间供暖、热水供暖和制冷需求,以及许多工业供暖需求,显然热泵在世界范围内具有巨大的潜力。

1997 年全球二氧化碳排放量达 220 亿吨,其中建筑供暖占 30%,工业活动占 35%。热泵潜在的二氧化碳减排量计算如下:

  • 66 亿吨二氧化碳来自建筑供暖(占总排放量的 30%)。
  • 假设住宅和商业热泵可以为建筑物提供 30% 的供暖,则可以节省 10 亿吨的能源,减排 50%。

12 亿吨的二氧化碳减排潜力约占全球排放量的 6%!这是单一技术所能提供的最大技术之一,并且该技术已经在市场上可用。随着发电厂和热泵本身效率的提高,未来全球减排潜力甚至达到 16%。

在世界某些地区,热泵已经在能源系统中发挥了重要作用。但如果这项技术要实现更广泛的应用,则需要果断地刺激热泵市场并进一步优化该技术。令人鼓舞的是,许多政府和公用事业公司都大力支持热泵。在所有情况下,重要的是确保热泵应用和政策都基于对事实的仔细评估,并从尽可能广泛的经验基础中汲取。 IEA 热泵中心将其视为其关键角色之一,以确保这些事实可供广泛的受众使用,包括政策制定者、公用事业单位、市场各方和热泵用户。


IEA(国际能源署)热泵中心
瑞典SP技术研究所 2007

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