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【摘要】《中华人民共和国节约能源法》
热泵作为有效利用低温热源进行供热制冷的新型能源利用方式，与使用煤、气、油等常规能源供热制冷方式相比，具有清洁、高效、节能的特点。因地制宜、科学规范的发展热泵技术，有利于优化大庆地区能源结构，促进多能互补，提高能源利用效率，同时也是实现经济发展与节能减排“双赢”的必然趋势。
【关键词】节能减排；热泵原理及技术；大庆油田矿区供热
大庆地区除集中供热区域，仍存在部分小型燃油（气）锅炉房，不仅热效率低，浪费能源，而且在大量燃烧矿物燃料所产生的环境问题日益成为政府和公众关注焦点的今天，解决锅炉房带来的诸多问题，寻求绿色、节能的替代供热方式迫在眉睫。热泵作为有效利用低温热源进行供热制冷的新型能源利用方式，与使用煤、气、油等常规能源供热制冷方式相比，具有清洁、高效、节能的特点。因地制宜、科学规范的发展热泵技术，有利于优化大庆地区能源结构，促进多能互补，提高能源利用效率，同时也是实现经济发展与节能减排“双赢”的必然趋势。
一、热泵技术在国内的应用情况
近十年来，热泵技术在我国的应用发展速度非常快。在东北地区，沈阳市被国家建设部确定为地源热泵试点城市，2007年新增地源热泵技术应用面积达1100万平方米，并把推广应用分布式水源热泵、污水源热泵作为技术推广应用的重点。我国对地源热泵方面的研究起始于20世纪80年代，国内科研机构相继展开地源热泵的研究和试验工作，虽然我国地源热泵的研究和应用较晚，但发展势头很好。据统计，至2006年底，地源热泵系统在我国已推广近2650万平方米，应用的建筑类型包括宾馆、住宅、商场、办公楼、学校、体育场馆、医院等。但是，仍然不到全国集中供热面积的3%，产业规模和市场规模都很小，还有很广阔的发展空间。
二、热泵原理及技术
（一）热泵原理
1、原理：作为自然界的现象，正如水由高处流向低处那样，热量也总是从高温流向低温。但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，提高温度进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低，这也是热泵的节能特点。热泵是靠高位能拖动，迫使热量由低温物体传递给高温物体的装置。
2、热泵主机系统工作分为三个能量变化过程：
第一过程——低温水将能量释放给机组。
第二过程——机组将得到的能量进行转换，送到末端用户。
第三过程——末端将机组吸收的能量释放出去，达到供暖的目的。
3、热泵性能系数（COP）：COP=输出的能量/输入的能量
（二）热泵技术特点
1、高效节能。系统与常规供热、供冷方式相比具有显著的节能效果。当热泵系统能效比（COP）值等于4时，热泵系统的能源效率远高于热电联产或大型供热锅炉供热。之所以能源效率大于1，是因为大部分热能来源于低品质能。2、环保效益显著。热泵供热时排烟、排污、废渣、废气、烟尘等污染少，是理想的绿色环保产品。3、运行稳定可靠，维护方便。机组结构简单，自动化程度高，可根据室外环境温度调节输出功率，最大限度的节约电能。运行稳定可靠，使用寿命长，通常可稳定运行15年以上。4、运行安全。热泵机组不是压力容器，无爆炸等危险的发生。5、应用范围广。热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，小型的水源热泵更适合于别墅、住宅小区的采暖、制冷。
三、大庆地区应用热泵技术工程实例的调研情况
在大庆周围，有非常丰富的低温热源条件，如化工企业的循环冷却水（炼化公司、石化公司、甲醇厂、化工集团等）；油田回注水；热电厂循环冷却水（自备电厂、龙凤热电厂、宏伟电站等）。这些低温热源温度约在30～40℃之间，其流量稳定，不受外界环境的影响，也不会对外界环境造成污染，是水源热泵最适合的低温热源。在大庆地区，已有利用化工企业的循环冷却水、油田回注水为低温热源的热泵用于供热的工程实例，近期我们实地调研了大庆油田井下作业分公司三大队。大庆油田公司2007年在井下作业分公司三大队投资1700万元，对原来井下作业分公司三大队燃油锅炉房进行改造，利用太一联合站回注水源热泵取代燃油锅炉房，为6.7万平方米办公楼、住宅和车库供热并提供生活热水。四套热泵机组自投入运行以来，运行效果良好，COP值在4.3左右。2006-07年采暖期燃油运行费用为624万元，2007年下半年至2008年3月底运行费用为198万元，预测整个采暖期运行费用为210万元，年可节约运行费用414万元，投资回收期4年。
四、热泵技术在大庆油田矿区供热的建议
通过调研，我们认为，到目前为止，热泵技术已经比较成熟，结合大庆地区实际情况，提出如下建议：1、对于供热面积较大小区内建筑物采用地板辐射采暖的供热方式，由于供热温度低，可以考虑利用工业余热采用热泵机组进行供热；2、对于一部分分散的、不具备集中供热条件的小型供热区域采用燃油锅炉的供热方式，可以利用附近的油田回注水作为低温热源，采用水源热泵系统供暖。3、对于单栋办公楼单体，可以考虑采用地源热泵或利用地下水、城市污水、含油污水水源热泵进行冬季供暖、夏季制冷、供生活热水。4、对于已有老区建筑，供热面积较大的小区，室内供暖方式不作改动（为传统的散热器），如果使用热泵必须采用高温热泵机组进行供热，经济性会差一些。5、由于压缩式热泵需要电能驱动，耗电量大，而吸收式热泵需要热能驱动，需要蒸汽或燃油、燃气，因此，对于压缩式热泵和吸收式热泵在大庆地区应用的经济性以及节能效益有待于进一步分析论证。无论采用何种形式的热泵，必须因地制宜，充分考虑热泵的经济运行工况和COP值，充分考虑工程改造的经济性、合理性。
五、结束语
随着国家节能减排工作的不断深入，燃料（油、煤）价格不断上涨，积极开发利用新能源替代小型、高耗能锅炉房势在必行。大庆油田的余热资源极为丰富，而热泵作为一种新型的可再生能源利用方式，可以对余热资源加以充分利用，进行冬季采暖。余热利用、节能降耗利国利民，符合国家的能源政策和可持续发展的战略方针。同时，国家对可再生能源项目提供一定的经济补偿。热泵技术的应用，能够为油田节省大量的燃料油，有显著的经济效益、环保效益和社会效益。
参考文献
[1]陈东主编.热泵技术手册.北京：化学工业出版社，2012.
[2]张国东主编.地源热泵应用技术.北京：化学工业出版社，2014.