为什么需要高温热泵?
根据世界可持续发展工商理事会的数据，工业过程的热量需求推动了全球能源需求，占需求的 29% 和温室气体排放的 15%。 高温热泵具有捕获工业废热并显着减少工业能源使用和二氧化碳排放的潜力。 国际能源署将食品和造纸行业的市场潜力描述为 3,000 至 4,000 台热泵。
如今哪里有这项技术?
高温热泵制造商不断涌现，特别是运行温度低于 120 °C 的热泵。 人们对在高达 200 °C 的温度下运行的热泵越来越感兴趣。 为了更广泛的可用性和采用，需要更多的制造商及开发更可靠技术。
对于设计团队的要求
任何此类项目都涉及以下所有领域的专家：
- 热泵工艺设计
- 电磁学
- 电机冷却
- 转子动力学
- 轴承设计
因此，高温热泵的开发是一个高度迭代的过程，一个领域的任何设计变化都会影响其他领域。 这需要热泵工艺设计团队和电机设计团队之间高度有效且灵活的合作。
设计考量
热泵设计从定义应用开始。 基本问题包括：
- 热泵升级后的余热源温度是多少？
- 应用中所需的温度水平是多少？
- 所需的热容量是多少？
温度水平和热泵功率为每种应用设定了界限。 最佳工作流体的选择取决于工作温度和功率范围以及组件设计。 然而，主要参数是工质的临界温度，因为它影响热泵的性能系数（COP）和制热能力。
以下因素应当被考虑：
- 干流体的特性
- 湿流体的特性
- 易燃性
- 工质流体对尺寸和最佳转速的影响
- 如果需要密封设计，如何使用流体来冷却电机
- 欧洲议会和理事会制定的含氟气体排放法规
一旦满足应用目标和组件设计要求，该概念就可以进入样机设计和测试阶段。
在芬兰进行项目研发
安川环境能源中心 / 斯维奇正在参与由 LUT 大学领导的为期两年的高温热泵研究项目，并正在运行自己的联合创新项目“新型热泵兆瓦级压缩机电机”。 我们期待在高温热泵的未来发展中看到创造性的解决方案，并减少排放和提高能源效率！
有关这些主题的更多信息和更深入的讨论，请阅读我们关于该主题的新版白皮书。
如果你想讨论设计注意事项，请与我们联系
关于本文作者
Jonna Tiainen 目前在芬兰安川环境能源中心 / 斯维奇担任热设计专家。 她长期在涡轮机械领域从业，在计算流体动力学、测量、项目管理和教学方面拥有十多年的经验。 Tiainen 拥有博士学位。 在芬兰 LUT 大学获得传热和流体动力学（技术）学位。