当今，人们对化石燃料使用的态度正在改变，绿色能源/可持续能源正越来越多地取代化石燃料继续为现代社会提供动力。除了能源替代，余热余压的循环利用也受到关注。例如，使用离心式压缩机的热泵技术，有助于实现可持续的循环经济。我们将分上、下篇文章介绍热泵应用场景。

热泵的功能和原理

热泵的功能与普通冰箱相似：可液化气体（制冷剂）通过吸收系统内过程热量，或低温环境的能量，在低压下蒸发，蒸发气体进入压缩机中进行压缩，并在更高的压力下冷凝。对于冰箱而言，冷凝释放的热量被传递到空气中。应用热泵技术，这些热量能被用于区域或家庭供暖。

热泵的原理是通过向废热中输入电能转化的能量，使热源温度提升，从而获得更多的可利用热能，同时没有直接的二氧化碳排放。能量利用的效率可以用性能系数（COP）来进行衡量，即所用电力与可用热量的比率。对于热泵来说，通常用1千瓦时的电力可以输出2-4千瓦时等效电的热量。电加热器的COP为1，氢气的电解和燃烧COP通常为0.6。

离心式压缩机被用作工业热泵进行工业热回收

许多行业，例如纸张生产、区域供暖、食品工业、部分化学工业以及需要热量的其他制造业，这些应用和工艺所需的热量通常在80至250°C之间。目前的现状是，有些工厂使用的热源温度远高于实际需要的温度。同时，使用后的热能介质又需要通过冷却塔降温后排出，输入端和输出端都产生了大量能量的浪费。而热泵技术可以使低温废热源转化为工艺所需的热源，因此热泵的潜力越来越受到关注。

（整体齿轮离心式压缩机作为区域供暖系统中的工业热泵斯德哥尔摩，瑞典）

在斯德哥尔摩城市污水处理厂，阿特拉斯·科普柯整体齿轮离心式压缩机被充当为区域供暖系统中的工业热泵，使用被净化后的污水作为热源，实现每台40兆瓦的热输出，每年可减少CO₂ 排放90000吨（与之前使用的取暖油相比）。相当于瑞典普通汽车每年少行驶5亿公里的二氧化碳的排放量。

此外，热泵技术也被使用在化学工业中：在生物乙醇生产中，通过发酵获得的乙醇/水混合物在大约80至100°C的温度下通过多级蒸馏分离。蒸馏塔的热源通常是将发电厂或燃气锅炉产生的低压蒸汽加热，纯化的乙醇蒸汽在水冷冷凝器中冷凝，这些热量通过冷却塔释放到环境中。然而，使用热泵技术可以将乙醇冷凝产生的热量转移到作为热泵的压缩机的回路中，蒸馏产生的热量也可以作为可用热量再利用。可将热源温度从70°C升高到110°C，每台压缩机可实现高达约50MW的热输出。

随着二氧化碳和化石燃料价格的上涨，以及可再生能源在电力结构中的足迹越来越大，工业热泵将是未来实现更可持续的供热方法的关键因素。