我國50%~70%的工業(yè)能耗都以熱能形式消耗。并且45%為中低溫熱量(小于250℃)，大多在80℃~170℃之間。用熱泵提供這部分熱量將顯著(zhù)減少化石能源消耗和二氧化碳排放。由于許多工業(yè)過(guò)程是在高溫下進(jìn)行，因此大容量的高溫工業(yè)熱泵是解決工業(yè)能源脫碳的有效方案之一。熱泵在工業(yè)生產(chǎn)中的應用場(chǎng)景也非常豐富，下面列舉了熱泵在工業(yè)中具有較大發(fā)展潛力的典型應用。

　　

　　1、高溫工業(yè)熱泵　　

　　熱泵技術(shù)在工業(yè)應用中的可行性取決于生產(chǎn)需要的溫度水平。常溫熱泵的冷凝溫度小于60℃，中溫熱泵的冷凝溫度在60℃~90℃，目前中低溫熱泵的技術(shù)相對較成熟，市場(chǎng)上也有大量的商業(yè)化產(chǎn)品。高溫熱泵能夠提供高達150℃的熱媒介質(zhì)，我國現已有實(shí)驗性解決方案和多款原型機，如熱泵蒸汽發(fā)生系統，正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化，預計很快投入商業(yè)使用?？梢灶A見(jiàn)，在碳達峰、碳中和的大背景下，高溫熱泵是未來(lái)熱泵技術(shù)研究的重要方向之一，技術(shù)突破將導致的性能和可靠性的大幅提升。中高溫熱泵的應用前景十分廣闊，市場(chǎng)前景不可限量。

　　日本神戶(hù)制鋼公司2011年在世界上首先制造出了直接采用壓縮機，不需輔助加熱設備就可以產(chǎn)生蒸汽的超高溫熱泵機組。目前按產(chǎn)生蒸汽的溫度分為兩種：SGH120和SGH165，分別可產(chǎn)生100C~120℃和135℃~175℃的蒸汽，可對工廠(chǎng)內的溫排水實(shí)施熱回收，適用于食品、藥品、輕化工等工業(yè)的原料濃縮及干燥等多種工序。

　　

　　2、余熱回收　　

　　目前，我國工業(yè)能源利用率低于世界平均水平，工業(yè)產(chǎn)品的平均單位能耗比發(fā)達國家高出約30%，工業(yè)消耗的能源有50%以上轉變?yōu)閺U氣和廢水形式的余熱，但僅有30%的廢熱得到回收再利用。大量的工業(yè)余熱為熱泵的使用提供了良好的條件，利用中高溫熱泵技術(shù)，結合具體工藝生產(chǎn)進(jìn)行系統性的設計，不但可減少對環(huán)境的熱污染，又可把低溫余熱提高到可直接利用的溫度，提高能源的利用率，降低二氧化碳排放。如在原油產(chǎn)業(yè)中，原油在聯(lián)合站的加熱分離和集輸都要消耗大量的熱能，目前熱能主要由燃油鍋爐和天然氣鍋爐提供。如果利用高溫熱泵對石油開(kāi)采過(guò)程中油水分離產(chǎn)生的30℃~50℃的余熱水進(jìn)行熱回收，輸出70℃~90℃的高溫熱水，取代原油加熱爐對輸油管道進(jìn)行加熱，取代原油加熱爐對輸油管道進(jìn)行加熱，可以降低原油的粘度，提高原油輸送效率，同時(shí)節省外供熱，從而獲得節能效果。

　　

　　另外，生產(chǎn)酸奶制品過(guò)程中，要對牛奶進(jìn)行一級降溫，須將37℃冷卻水降至30~32℃循環(huán)使用，同時(shí)車(chē)間每天需要用80℃~85℃的熱水進(jìn)行間歇式清洗，應用高溫熱泵+蓄熱水箱系統回收冷卻水中的熱量制取高溫熱水供清洗生產(chǎn)線(xiàn)使用，充分利用低谷電價(jià)，省掉了冷卻系統，同時(shí)節省外供熱的能源消耗，節能和經(jīng)濟效果良好。

　　

　　利用熱泵還可以回收電廠(chǎng)冷卻水、工業(yè)廢水和城市污水排放中所含的熱量。工業(yè)廢水的出水溫度往往比較高，利用水源熱泵回收其中的熱量，可以用于冬季供暖或生產(chǎn)工藝，并逐漸應用于石油、化工、冶金、紡織、食品等各行業(yè)。據統計，直接利用加熱泵技術(shù)回收電廠(chǎng)余熱和工業(yè)余熱可承擔170億平米的供熱面積。利用城鎮污水資源，發(fā)展污水源熱泵具有顯著(zhù)的減排效益?，F階段，我國城市污水年排放量約750億噸，蘊涵的熱能按4℃溫差回收和利用50%的水量估算，可實(shí)現約4.5億㎡建筑的清潔取暖。污水熱能回收所具有的節能環(huán)保特征完全契合清潔取暖需要，這種鮮明的需求導向使得工程推廣迅速，但面臨的普遍問(wèn)題是污水換熱器阻塞引起的換熱器頻繁拆洗和傳熱性能低下。目前正在開(kāi)發(fā)低成本，高性能和免清渣的物理分離方法，適應分散、閉式、低成本污水熱能回收系統的需求。

　　

　　3、工業(yè)干燥技術(shù)　　

　　工業(yè)干燥是一項高耗能操作，在各種工業(yè)部門(mén)總能耗中，干燥能耗大約為4%(化學(xué)工業(yè))~35%(造紙工業(yè))之間。在中國，干燥能耗在5280kJ/kgH.O，而美國的工業(yè)耗能中有12%用于干燥。因此，利用熱泵技術(shù)降低干燥能耗對于減緩能源緊張局面具有重要現實(shí)意義。

　　

　　熱泵干燥系統工作時(shí)，熱干空氣進(jìn)入干燥室內吸收物料水分，變成熱濕空氣，制冷劑在蒸發(fā)器吸收干燥室排出熱濕空氣中的全熱，蒸發(fā)為氣體，經(jīng)壓縮機壓縮后被輸送到冷凝器中放出冷凝熱，加熱蒸發(fā)器脫水后的干冷空氣，由冷凝器出來(lái)的干熱空氣再進(jìn)入干燥室，對濕物料進(jìn)行干燥。干燥空氣和制冷劑均實(shí)現閉式循環(huán)。熱泵干燥系統相對傳統干燥技術(shù)雖維護要求較高，但有著(zhù)高效節能(例如熱泵低溫干燥木材時(shí)可節約能耗40%~70%，干燥污泥的節能率達20%~50%)、干燥過(guò)程參數易控制、干燥時(shí)間短(相較于傳統的干燥方式時(shí)間可縮短1/3)、無(wú)廢氣排放、環(huán)境友好等特點(diǎn)。

　　總體而言，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程上下游聯(lián)系緊密，碳中和目標必將改變現有生產(chǎn)流程，勢必也帶來(lái)整體產(chǎn)業(yè)鏈的變革，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)用熱的技術(shù)革命和工業(yè)熱泵的應用。