根据中央政府关于节能减排及碳排放相关政策，提前完成碳达标、碳中和的任务，我们推出一种节能减排的利器——热泵锅炉。
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高温热泵锅炉技术
国家热水锅炉标准，出水温度达到95℃，现在普通热泵都很难达到。热泵技术问世已经100多年，空调已逐渐成为日常生活的必需品，空调制冷的同时必然产生大量的热，如果这部分热能可以被有效地利用，提供日常生活热水，不仅可节约大量的燃料，而且可以减少废热污染，缓解城市的热岛效应。但经过无数专业人员几十年的努力，这个问题一直没有很好地解决。主要的难点在于热泵制冷同时要想提高制热的品质，必须提高冷凝温度，这就必然增加电耗，同时伴随着制冷量下降，“能效比”会大大降低，这是热力学基本规律决定，与采用哪种机型或工质无关。这就自然形成了一种思维定势，即热泵应用一定要追求较高的蒸发温度和较低的冷凝温度，学术界始终把热泵高温应用视为禁区。另外受常规制冷剂性能和工作压力的限制，即使降低“能效比”，也很难获得高于50℃的热水。热泵高温应用的尝试大都沿用研究特殊工质的技术路线，这方面的研究一直没有取得实质性的进展，空调行业的技术、工艺、产品基本上完全同质化。
众所周知，水往低处流。而欲将水提升或传输时，则须依靠某种动力驱动的水泵。同样道理，热可以自发地从高温物体传向低温物体，而欲从低温物体传向高温物体，也必须依靠使用某种动力驱动的装置——热泵。这也就是热力学第二定律所阐述的：热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体。当热泵在将热由低温物体传至高温物体的过程中，在低温物体一端，由于热的失去而产生制冷效应，在高温物体一端，则由于热的获得而产生制热效应。因此，热泵工作的过程中，制冷与制热两种效应是同时并存的。概括地说，就是一个过程，两种效应。但在实际应用中，或用其制冷，或用其制热，或用其制冷、制热，或用其同时制冷及制热。同时制冷及制热除外，热泵单独用作制冷或制热时，其相对的另一种效应是不加以利用的。
长期以来，热泵的制冷功能在空调等领域应用相当广泛，而其制热功能的应用则相对推迟和少了许多。原因并不复杂，天然冷源的作用十分有限，正是为了追求人工冷源，人们开发和逐渐完善了制冷机——应用其制冷功能的热泵。而热却可以通过柴草煤炭以及油气等的燃烧很容易地获得。不必要花费过多的金钱去购置热泵这种精密的设备，和交付昂贵的电费。上世纪70年代能源危机之后，人们开始对可以利用低品位热能的热泵重视起来。国内从90年代开始。第一，热泵制造技术的引进，使其性能提高；第二，环保意识日渐提高；第三，电力供应状况的改善，用电政策发生转变等原因，热泵的制热功能引起人们的关注。制冷与制热双功能的热泵应用渐多。
正所谓存在决定意识，由于长期以来在空调领域内，热泵主要用于制冷，理论著述也多以制冷为主线，一般只在末尾单列热泵章节，简略表述其制热功能。论著也多以空调制冷或空调冷源为名。而在以热泵为名的专著中，则以其制热功能为主要内容。对于热泵，实际上存在狭义和广义两种理解。按照狭义理解，只有以制热或制热兼制冷为目的时，才称其为热泵。并且定义，以空气或水为低温热源的热泵，为空气源热泵和水源热泵。装有四通换向阀、制冷制热双功能者，也被称为“热泵式”或“带热泵的”等等。而广义的理解，热泵的功能即包括制冷，也包括制热，或制冷兼制热。制冷机实际上是用作制冷的热泵。也可以说，制冷机即热泵，或确切地说，制冷机是热泵的一种类型。因此，在空调领域认识这一概念应该统一为热能空调，而非空调制冷与热泵分立。
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热泵的理论循环
正卡诺循环，也称动力循环，是把热能转换成机械能的循环。逆卡诺循环，称为热泵循环，即消耗一定的能量，使热由低温热源流向高温热源的循环。逆卡诺循环是以热力学第一、二定律为基础的理想循环。理想循环在于说明原理，实际上不可能实现，也不可能获得热泵循环的状态参数。蒸汽压缩式热泵，是利用工质的压缩、冷凝、节流和蒸发的循环相变，来实现热从低温物体向高温物体的传输的。在对其进行分析计算时，最具指导意义的是压焓（p-h）图所表示的蒸汽压缩式热泵的理想循环。
经过多年的研究与实践，发明的空气热能制热技术，基本原理也是经典热力学中卡诺循环理论，但发明的跟进功原理，提出了崭新的技术路线，创造性地解决了这一难题。利用特殊的冷凝换热机理，在不改变工质，不降低“能效比”，不损害压缩机的前提下，将单极热泵的出水温度提高到100℃以上。与传统的低温型热泵比较，产生热能的数量虽然没有增加，但能量价值得到了提升，为热泵技术在制热领域的应用开辟了广阔的前景。
高温热泵锅炉设备供暖领域应用是碳达标、碳中和、节能减排的主要手段。提高供暖效率是具有开拓性意义的技术应用。
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高温热泵锅炉技术应用
高温热泵技术，是各国科学家力求在节能和环保方面努力追求的目标。所谓热能技术，是指把空气中低品位的热能，通过热能转换原理和技术设备，将其重新应用的新技术。大家知道，空气中有大量的热，由于没有再次利用，它的最大特点是无污染，提供供暖是一种可利用空气中低品位热源产生高品位热能设备。
例：一个县城500万平方供暖为例，县总人口50万人，每人10平方住宅计算，住宅面积500多万平方，工程总造价五个多亿，全部做完估计要两年时间。此项目做好意义重大，全县完全可以率先提前完成碳达标、碳中和目标。
计算如下：供暖每平方50瓦计算，500万平方需要25万KW电力，利用热泵锅炉只需要9万KW电力，就可以达到25KW的热量（其中2/3热量来自于空气）。设备以每天工作10小时计算就是250万KW,冬季供暖120天计算，实际需要总热量3亿KW，但是实际耗能1亿KW节约2亿KW能量。节约1度电相当于减少碳排放0.96kg,每年节约2亿度电相当于减少碳排放19.2万吨，如果进行碳交易可以就是一笔可观的收入。
电力供应问题：由于电力供应不平衡，完全可以采用低谷电，在大家不用电的期间，进行低谷电蓄能技术供暖，这样储能供暖每平方可以降至9元左右。希望国家及各级各部门引起高度重视。
大型热泵锅炉
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高温热泵技术原理
高温热泵原理图
热泵锅炉供暖设备，是一种高效节能型热能设备。它解决了空气中低品位能源利用的问题，达到高效率节能降耗，取代现有的常压燃油、燃气、电锅炉。专利权人孙霆在多年工作经验的基础上不断总结，结合热泵设备的结构及其工作原理，拓宽思路，不断对设备进行总结改进，从理论上独创了跟进功原理，使普通热泵设备能将水的温度提高到95℃以上，且制冷量也得到提高。最终发明了这种高温热泵热水设备。经测试，每1KW功率能产生4KW的热功。设备正常运行的情况下，所烧的开水、热水不是电的作功而是设备释放在水源中热量回收的作用，在回收热量的同时减轻设备的压力、负荷，降低了电流量，也是当今节能市场上一次革命。热泵锅炉设备作为一种无污染的新型环保设备，在未来项目的建设中将会得到更加普遍的应用。设备正常运行时产生的高温热水可根据需要95℃以下任意调节。
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高温型热泵热水设备项目意义及必要性
碳达标、碳中和已经成为全球关注的焦点，在我国已经被提到关乎国家生存发展的战略高度。各种性质的碳达标、碳中和应用史无前例地得到关注和重视。人们都知道风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源都是可再生能源，这是对的。但许多人不知道空气中其实也含有能量，其无时无处不在我们周围，按照目前的技术和应用上来说，获取能量方便得多。在能源危机日益成为人们关注热点话题的今天，低品位热能——这种可再生优质能源，正逐渐被重视，并正走进我们的生活，所以发展热泵锅炉设备正被人们所认可。
本项目涉及的热泵锅炉设备的发明技术，基本原理也是经典热力学中卡诺循环理论，但提出的技术原理及崭新的技术路线，创造性地解决了技术难题。利用特殊的冷凝制热机理，在不改变工质，不降低“能效比”，不损害压缩机的前提下，将单级热泵的出水温度提高到95℃以上，本技术与传统的热泵比较，产生热能的数量虽然没有增加，但能量品质得到了提升，为热泵设备在制热领域的应用开辟了广阔的前景，是“低品位热”应用的重大发现。
专家认为，未来低品位热、低温余热开发市场的前景十分诱人。对于这个新兴的产业，早进入者早得利。本项目的实施贯彻落实了国家的相关产业政策，积极调整产业结构，促进产业升级换代，提高资源节约和综合利用水平，促进资源利用方式从粗放型向集约型转变，以提高资源的利用效率，从而实施可持续发展的战略，其意义深远。
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高温热泵(高端冷器)在压焓图中的体现
具体的分析，因为当出水温度如果确定在70℃，那么出水量也就是冷凝水量和冷却水量可以近似的认为是相同的。当出水温度在80℃以上时，才会产生冷凝热量过大，造成冷凝部分（相变过程）往后端整体漂移，从而缩小了过冷度，冷凝不充分引起系统工况变化可能造成压缩机工况变化恶劣。避免这种情况出现，就要增加匹配相应的冷凝器，保证足够的过冷度。
为研究探索其中高端冷凝机理的原由，我们已经做过设备性能测试实验，设备拉力实验及满足用户定向需求试运行三年以上。具体从我们的实践经历和实验运行数据来看，运行中螺杆大型热泵供暖设备，通过以上长期数据分析：在不损失设备的制热量和能效比的情况下，冬季制热能效比COP平均大于3.0以上。
综上，要实现热泵锅炉热高温热水之目标，除必须彻底解决结构创新设计，是常规的热泵实现制取高温热水必经之路。关于“热泵锅炉”技术产品相关机理的认识，为人类社会碳达标、碳中和、节能减排做出应有的贡献。
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节能分析
条件设置：一吨水提升40℃需要40000大卡耗能对比：
由此可见，空气能热空调锅炉比其它常规供热方案更节省投资，效果明显。从成本效益及环境方面看，高温热泵空调锅炉是节能经济实用的。
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