研究背景
来源：中国制冷学会 如有侵权，请联系删除。
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现代生产生活中存在大量的用热需求，区域供暖、生活热水、工艺浓缩等等，甚至农产品干燥等流程也需要大量热能。工业生产往往还需要大量的蒸汽，蒸汽的产生也需要消耗大量热能。传统热能提供的方法主要通过化石燃料的燃烧或电加热，需要耗费巨大能量，燃料燃烧还造成了环境污染，而热泵技术则可以通过消耗少量的电能从低温热源中提取能量，以热泵工质为载体将热能温度升高并供给用户，因此热泵可以比传统的加热方法节约数倍的能量消耗。就余热回收式热泵而言，其主要利用生产生活中产生的废热形成低温热源，同时部分系统也采用空气、土壤、水源作为辅助低温热源，选取合适的热泵工质和循环系统，即可大幅度提升热能品质，并供给用户侧。
目前用于余热回收的热泵系统主要包括压缩式热泵和吸收式热泵，在包括热电和化工等行业的余热回收中扮演了重要角色。除此之外，基于特定场景的吸收式换热技术和热泵干燥技术的重要性也越来越明显，并在远距离供热和工农业干燥中发挥了重要作用。
压缩式热泵
蒸汽压缩式热泵系统是最常见的热泵系统之一，热泵工质在低温热源的加热下，发生蒸发相变，之后低温的热泵工质蒸汽进入压缩机，在压缩过程中增压升温，压缩机出口排出的高温高压热泵工质进入冷凝器相变放热，将蒸发、压缩中吸收的能量传递到高温侧。近年来兆瓦级的压缩式热泵在工业余热回收中取得了快速进展，下图所示的就是应用于钢铁厂余热回收供暖的独立双系统离心式压缩热泵机组，在实现30℃以上的温度提升下可以保证系统COP在6以上，单机制热量达到了9 MW以上。
图1用于余热回收的独立双系统离心式压缩热泵机组
蒸汽压缩式热泵这个名词经常与工业热泵联系在一起，主要用于热供应过程的余热回收，也称之为高温热泵，这也是近年来压缩式热泵的研究热点。在实际应用中，由于存在热源温度较低，用热温度高等问题，常常要对热泵系统进行一些优化设计，由此形成了如喷射压缩式热泵、双级压缩等热泵系统。在循环以外，高温循环工质是压缩式高温热泵的“血液”，热泵工质往往从制冷剂中选取，同时制冷剂与润滑油混合后的热稳定性也是系统设计中需要重点考虑的因素，此外热泵工质需要具有与金属材料或其他化学材料良好的相容性，避免在运行过程中降解。下图就是以水蒸气为工质的超高温压缩式热泵（VHTHP），当系统温升为40℃时，此时冷凝温度为127℃，系统COP为4.2。
图2 热泵技术的划分与水蒸气热泵
对高温热泵来说，目前的研究方向主要集中在新型制冷剂的开发和利用，系统循环形式的优化与系统供热温度的提升这几个方面。而为了实现如上目标，R1336mzz(Z)、R1233zd(E)或R718（水）等新工质的应用，抑或是大型离心式压缩机、螺杆式压缩机的开发都引起了学界和产业界的关注和研究。尽管高温热泵技术已经在许多工业和生活应用场景下开始发挥了作用，然而由于缺乏对工业用热的明确认识、低GWP环保制冷剂的匮乏以及相比与电力与化石燃料的较高的投入成本，高温热泵技术的推广仍然存在着许多困难。未来高温热泵领域的研究主要将集中在以下几个方面：高温换热器和压缩机的设计、高效热力循环构建和热泵系统部件材料优化。
吸收式热泵
工业余热具有体量大和温度分布复杂的特点，此外在进行工业余热回收时用户侧的需求也通常是多变的，除了低温段的供暖和生活热水需求外，还包括中温段的工业流程预热和高温段的工业蒸汽供给等。吸收式热泵以高温蒸汽、余热热水、化石能源燃烧等的热能为驱动能源，通过不同的循环方式实现热能的品位提升或体量增加等目的，在采用不同热源、余热和热泵循环时可以满足60~150℃的热能输出，是工业余热利用的重要方式之一。与只有升温型的压缩式热泵不同，吸收式热泵不但具有升温型的热泵循环还具有增量型的热泵循环方式，一般增量型的吸收式热泵被称为第一类吸收式热泵，而升温型吸收式热泵被称为第二类吸收式热泵或吸收式热变温器。增量型吸收式热泵在采用高温热源驱动的时候可以回收低温余热并进行温度提升，而中温输出热量是高温热源量与低温余热回收量之和，因此可以达到热能增量的目的。升温型吸收式热泵在仅以中温余热进行驱动时，可以产生高温的输出，因此可以达到热能品位提升的目的。吸收式热泵对于热能品位和体量的灵活转换也使得它非常适合于工业余热回收与转换。
第一类吸收式热泵在用于余热回收时输出温度不高，因此其主要目的是供暖。IEA热泵中心的工业热泵报告中介绍了吸收式热泵应用于奥地利一家生物质能发电站的案例，该电站采用77%的木材和23%的内部加工残留物作为燃料，可提供5 MW的电量输出和30 MW的热输出。本案例中用了容量为7.5 MW的吸收式热泵回收烟气中的余热，当吸收式热泵蒸发温度低于50 ℃时即可达到烟气露点温度并从烟气中回收水蒸气的冷凝热。吸收热泵的驱动热源来自蒸汽轮机中温度为165 ℃的蒸汽，并向区域供暖提供95 ℃的热输出。
图3 用于低温余热回收供暖的一类吸收式热泵
第二类吸收式热泵的输出温度高，因此其主要目的是工业用热供给。例如在橡胶合成工业中，反应釜顶部产生温度约为96.5℃的热气需要被冷却从而回收其中温度约为80℃的冷凝水，另一方面反应釜底部需要持续地供给102.5℃热输入，这部分原本需要采用蒸汽进行加热，而如果采用二类吸收式热泵一方面回收反应釜顶部气体释放的冷凝热，另一方面为反应釜底部提供高温热输入就可以达到节省蒸汽的目的。
现阶段基于常规流程的吸收式热泵的应用已经逐渐成熟，包括一类二类热泵和单效、双效以及两级等多种流程也可以满足余热回收的基本需求，并已经在工业余热回收中广泛使用，一些具体实施的案例也具有可观的经济和环境效益，其进一步推广仍然依赖于系统的经济性，因此吸收式热泵的未来发展主要包括：（1）结合余热回收的实际场景进一步提升吸收式热泵效率、适应性和整个余热回收系统的能量回收效率是进一步推广应用的关键。（2）结合实际余热回收场景进行带有热能转换的复杂余热换热网络优化以及因地制宜地开发多种先进吸收式热泵技术仍然是需要高校和产业共同努力的方向。
吸收式换热技术
低品位余热源与需求间往往存在显著的空间差异性，例如在余热回收供暖中余热往往在工业园区比较集中，但用热方则是居民区并远离工业园区。作为提取低品位工业余热实现供热的重要手段，吸收式热泵与吸收式换热器被广泛应用在集中供热系统中，其中吸收式换热器更擅长低品位热量的长距离输送，并可以分为第一类和第二类吸收式换热器。
第一类吸收式换热器可以实现小流量侧的热源出口温度低于大流量侧热汇的进口温度，其本质上是第一类吸收式热泵与水-水换热器的组合，一次网水（热源测热水）首先经过吸收式热泵的发生器作为热源，将一部分热量通过冷凝器传递给一部分二次网水（热汇侧热水），之后发生器的一次网出水进入水-水板式换热器，将热量进一步释放给一部分二次网水，进而板换出口的一次网水最终进入吸收式热泵的蒸发器进一步降温，其热量抬升品位后用于加热一部分二次网热水，最终实现一次网出水温度低于二次网进水温度。第一类吸收式换热器可以在末端热力站比常规技术实现更低的回水温度，并提升热能输配能力。
第二类吸收式换热器可以实现小流量侧热汇的出口温度高于大流量侧热源的进口温度，实质上是第二类吸收式热泵与水-水换热器的组合。热源分成三部分，一部分进入发生器，将热量通过冷凝过程释放给热汇侧进口热水，同时热源温度与热汇侧进口段温度之间形成驱动温差，制备出浓溶液；之后冷凝器出口的热汇侧热水进入水-水板换被一部分热源加热，之后热汇侧热水进入吸收器，同时最后一部分低品位热源被送入蒸发器，在驱动温差的作用下，低品位热源抬升品位后将热量释放给溶液进而释放给热汇侧热水，使得热汇侧热水经过吸收器后输出系统最高温度的出水，从而使得热汇侧出水高于热源侧进水。第二类吸收式换热器可以在低品位热源供给段提升低品位热源供给温度，并提升热能输配能力。
吸收式换热器的典型应用是利用两类吸收式换热器实现低品位余热的长距离输送。如图所示，在热源处通过第二类吸收式换热器将热量从小的供回水温差变换为一次网大的供回水温差以进行长距离输热；在末端热力站，通过第一类吸收式换热器，将热量自一次网的大供回水温差变换为二次网的小供回水温差，用于建筑末端的供热。从而加大热量的输送温差，实现低品位工业余热的长距离输送。
图4 基于吸收式换热器的远距离热输送
热泵干燥技术
采用热泵进行余热回收所产生的热量不但可以用于供暖，还可以广泛应用于工农业生产中的干燥过程。干燥是以热的方式将水分从物料中脱除的过程，也是高耗能生产单元，在一些产品生产中，干燥过程所消耗的能量甚至占到生产总能耗的30%-70%，因此在保证物料干燥品质的前提下需要寻求降低能耗的方式十分重要。和传统干燥方式相比，热泵干燥具有很多优点，包括具有更高的能源利用效率以及受外部天气因素影响较小等，在与余热回收结合后可以达到进一步提升能效的目的。
图5 热泵除湿干燥技术原理与半开式烟草热泵干燥系统实物
目前热泵干燥系统多采用蒸汽压缩式的空气源热泵，其具有更广泛的适应性。根据实际应用需求将热泵干燥技术分为如下几类：除湿型、双热源型、半开式、密闭主机室型、多级串联型和水蒸气直接压缩型。为了实现更加节能和高效的热泵干燥，近年来该技术主要在以下方面取得了进展。
（1）结合多能互补的新思路开展研究工作，包括与太阳能、微波、余热和电热等的结合。与太阳能结合的主要特点是以太阳能为主，晚上利用热泵补热。与微波干燥结合的特点是干燥初期高湿阶段采用热泵，后期以微波为主进行干燥以降低干燥时间。与蒸汽、电热耦合主要是在热泵达不到的80ºC以上的高温升温阶段使用。
（2）结合干燥工艺开展相关研究工作，围绕热泵特点开发不同的干燥工艺设备。相关研究非常多，农业方面包括烟叶、玫瑰花、红枣、山药等都已得到一定的应用，最大宗是南方稻谷干燥开始大量采用热泵，东北的热泵玉米干燥技术也在发展。工业方面包括污泥、挂面、蚊香、木材、树脂等的热泵烘干技术也在逐渐展开。当前，传统工业干燥的废气排放愈来愈严格，白烟和异味的控制成为重点，采用热泵干燥有可达到近零排放的要求，会有很大的发展空间。
（3）结合具体干燥物料对象的不同，有针对性的开展新技术、新装备的开发，这对热泵干燥技术应用领域的不断开拓有重要的意义。南方由于四季温度较高，空调制热模式的热泵干燥技术得到了快速的发展；但对于北方地区冬季低温的特定情况，国内开发了密闭主机室配合低温空气源热泵和相变材料蓄热的新思路，系统操作简单易行，得到了一定的发展推广。针对东北冬季粮食干燥的特点，国内开发了综合多级串联除湿、梯级加热及热管回热的完整方案，表明在冬季严寒条件下可以得到高于南方环境条件下的热泵干燥效率。
热泵的余热回收集中供暖解决方案。
余热回收解决方案通过回收低品位工业余热，生产高温热水用于市政供暖或工艺加热，帮助企业实现节能、减排目标。可广泛应用于热电厂、企业自备电厂、市政污水厂、工矿企业及石油化工等领域。
江森自控通过技术创新，以高性能产品及创新方案为企业带来经济、环境及社会综合收益，为中国节能、减排事业做出积极贡献。
江森自控工业级余热回收式热泵，采用开式设计，驱动方式可灵活选用电机驱动或蒸汽透平驱动。热泵产品主要包括电驱动的YEWS，YS，YK，CYK及蒸汽驱动的Titan OM。单机制热量范围从400KW 到30MW，热水出水温度范围从45℃到82℃。
特色产品
约克TITAN™多级离心式热泵
江森自控旗下约克TITAN™工业级离心式热泵机组，单机制热能力达30MW，单机热水出水温度可达82℃，可广泛应用于区域能源中心、大型工业厂房、城市集中供暖等大型集中供热/采暖场合。
约克YDST单级离心式高温热泵机组
此机组回收利用电厂凝汽器冷却水低品位热量，用于城市大规模集中供暖，也可增加热电厂供热能力，降低热电厂运行能耗，节能、节水、减排。
成功案例
沈阳市政污水余热回收集中供暖
山东某热电厂冷却水余热回收集中供暖
市场活动
第四届中国国际分布式能源及储能技术设备展览会
约克TITAN™多级离心式热泵
约克YDST单级离心式高温热泵机组
离心式热泵工业余热回收解决方案
论文蒸汽驱动型压缩式热泵在热电厂余热回收中的应用
蒸汽驱动型离心式热泵在热电厂及市政污水厂余热回收集中供暖中的应用
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现代生产生活中存在大量的用热需求，区域供暖、生活热水、工艺浓缩等等，甚至农产品干燥等流程也需要大量热能。工业生产往往还需要大量的蒸汽，蒸汽的产生也需要消耗大量热能。传统热能提供的方法主要通过化石燃料的燃烧或电加热，需要耗费巨大能量，燃料燃烧还造成了环境污染，而热泵技术则可以通过消耗少量的电能从低温热源中提取能量，以热泵工质为载体将热能温度升高并供给用户，因此热泵可以比传统的加热方法节约数倍的能量消耗。就余热回收式热泵而言，其主要利用生产生活中产生的废热形成低温热源，同时部分系统也采用空气、土壤、水源作为辅助低温热源，选取合适的热泵工质和循环系统，即可大幅度提升热能品质，并供给用户侧。
目前用于余热回收的热泵系统主要包括压缩式热泵和吸收式热泵，在包括热电和化工等行业的余热回收中扮演了重要角色。除此之外，基于特定场景的吸收式换热技术和热泵干燥技术的重要性也越来越明显，并在远距离供热和工农业干燥中发挥了重要作用。
压缩式热泵
蒸汽压缩式热泵系统是最常见的热泵系统之一，热泵工质在低温热源的加热下，发生蒸发相变，之后低温的热泵工质蒸汽进入压缩机，在压缩过程中增压升温，压缩机出口排出的高温高压热泵工质进入冷凝器相变放热，将蒸发、压缩中吸收的能量传递到高温侧。近年来兆瓦级的压缩式热泵在工业余热回收中取得了快速进展，下图所示的就是应用于钢铁厂余热回收供暖的独立双系统离心式压缩热泵机组，在实现30℃以上的温度提升下可以保证系统COP在6以上，单机制热量达到了9 MW以上。
图1用于余热回收的独立双系统离心式压缩热泵机组
蒸汽压缩式热泵这个名词经常与工业热泵联系在一起，主要用于热供应过程的余热回收，也称之为高温热泵，这也是近年来压缩式热泵的研究热点。在实际应用中，由于存在热源温度较低，用热温度高等问题，常常要对热泵系统进行一些优化设计，由此形成了如喷射压缩式热泵、双级压缩等热泵系统。在循环以外，高温循环工质是压缩式高温热泵的“血液”，热泵工质往往从制冷剂中选取，同时制冷剂与润滑油混合后的热稳定性也是系统设计中需要重点考虑的因素，此外热泵工质需要具有与金属材料或其他化学材料良好的相容性，避免在运行过程中降解。下图就是以水蒸气为工质的超高温压缩式热泵（VHTHP），当系统温升为40℃时，此时冷凝温度为127℃，系统COP为4.2。
图2 热泵技术的划分与水蒸气热泵
对高温热泵来说，目前的研究方向主要集中在新型制冷剂的开发和利用，系统循环形式的优化与系统供热温度的提升这几个方面。而为了实现如上目标，R1336mzz(Z)、R1233zd(E)或R718（水）等新工质的应用，抑或是大型离心式压缩机、螺杆式压缩机的开发都引起了学界和产业界的关注和研究。尽管高温热泵技术已经在许多工业和生活应用场景下开始发挥了作用，然而由于缺乏对工业用热的明确认识、低GWP环保制冷剂的匮乏以及相比与电力与化石燃料的较高的投入成本，高温热泵技术的推广仍然存在着许多困难。未来高温热泵领域的研究主要将集中在以下几个方面：高温换热器和压缩机的设计、高效热力循环构建和热泵系统部件材料优化。
吸收式热泵
工业余热具有体量大和温度分布复杂的特点，此外在进行工业余热回收时用户侧的需求也通常是多变的，除了低温段的供暖和生活热水需求外，还包括中温段的工业流程预热和高温段的工业蒸汽供给等。吸收式热泵以高温蒸汽、余热热水、化石能源燃烧等的热能为驱动能源，通过不同的循环方式实现热能的品位提升或体量增加等目的，在采用不同热源、余热和热泵循环时可以满足60~150℃的热能输出，是工业余热利用的重要方式之一。与只有升温型的压缩式热泵不同，吸收式热泵不但具有升温型的热泵循环还具有增量型的热泵循环方式，一般增量型的吸收式热泵被称为第一类吸收式热泵，而升温型吸收式热泵被称为第二类吸收式热泵或吸收式热变温器。增量型吸收式热泵在采用高温热源驱动的时候可以回收低温余热并进行温度提升，而中温输出热量是高温热源量与低温余热回收量之和，因此可以达到热能增量的目的。升温型吸收式热泵在仅以中温余热进行驱动时，可以产生高温的输出，因此可以达到热能品位提升的目的。吸收式热泵对于热能品位和体量的灵活转换也使得它非常适合于工业余热回收与转换。
第一类吸收式热泵在用于余热回收时输出温度不高，因此其主要目的是供暖。IEA热泵中心的工业热泵报告中介绍了吸收式热泵应用于奥地利一家生物质能发电站的案例，该电站采用77%的木材和23%的内部加工残留物作为燃料，可提供5 MW的电量输出和30 MW的热输出。本案例中用了容量为7.5 MW的吸收式热泵回收烟气中的余热，当吸收式热泵蒸发温度低于50 ℃时即可达到烟气露点温度并从烟气中回收水蒸气的冷凝热。吸收热泵的驱动热源来自蒸汽轮机中温度为165 ℃的蒸汽，并向区域供暖提供95 ℃的热输出。
图3 用于低温余热回收供暖的一类吸收式热泵
第二类吸收式热泵的输出温度高，因此其主要目的是工业用热供给。例如在橡胶合成工业中，反应釜顶部产生温度约为96.5℃的热气需要被冷却从而回收其中温度约为80℃的冷凝水，另一方面反应釜底部需要持续地供给102.5℃热输入，这部分原本需要采用蒸汽进行加热，而如果采用二类吸收式热泵一方面回收反应釜顶部气体释放的冷凝热，另一方面为反应釜底部提供高温热输入就可以达到节省蒸汽的目的。
现阶段基于常规流程的吸收式热泵的应用已经逐渐成熟，包括一类二类热泵和单效、双效以及两级等多种流程也可以满足余热回收的基本需求，并已经在工业余热回收中广泛使用，一些具体实施的案例也具有可观的经济和环境效益，其进一步推广仍然依赖于系统的经济性，因此吸收式热泵的未来发展主要包括：（1）结合余热回收的实际场景进一步提升吸收式热泵效率、适应性和整个余热回收系统的能量回收效率是进一步推广应用的关键。（2）结合实际余热回收场景进行带有热能转换的复杂余热换热网络优化以及因地制宜地开发多种先进吸收式热泵技术仍然是需要高校和产业共同努力的方向。
吸收式换热技术
低品位余热源与需求间往往存在显著的空间差异性，例如在余热回收供暖中余热往往在工业园区比较集中，但用热方则是居民区并远离工业园区。作为提取低品位工业余热实现供热的重要手段，吸收式热泵与吸收式换热器被广泛应用在集中供热系统中，其中吸收式换热器更擅长低品位热量的长距离输送，并可以分为第一类和第二类吸收式换热器。
第一类吸收式换热器可以实现小流量侧的热源出口温度低于大流量侧热汇的进口温度，其本质上是第一类吸收式热泵与水-水换热器的组合，一次网水（热源测热水）首先经过吸收式热泵的发生器作为热源，将一部分热量通过冷凝器传递给一部分二次网水（热汇侧热水），之后发生器的一次网出水进入水-水板式换热器，将热量进一步释放给一部分二次网水，进而板换出口的一次网水最终进入吸收式热泵的蒸发器进一步降温，其热量抬升品位后用于加热一部分二次网热水，最终实现一次网出水温度低于二次网进水温度。第一类吸收式换热器可以在末端热力站比常规技术实现更低的回水温度，并提升热能输配能力。
第二类吸收式换热器可以实现小流量侧热汇的出口温度高于大流量侧热源的进口温度，实质上是第二类吸收式热泵与水-水换热器的组合。热源分成三部分，一部分进入发生器，将热量通过冷凝过程释放给热汇侧进口热水，同时热源温度与热汇侧进口段温度之间形成驱动温差，制备出浓溶液；之后冷凝器出口的热汇侧热水进入水-水板换被一部分热源加热，之后热汇侧热水进入吸收器，同时最后一部分低品位热源被送入蒸发器，在驱动温差的作用下，低品位热源抬升品位后将热量释放给溶液进而释放给热汇侧热水，使得热汇侧热水经过吸收器后输出系统最高温度的出水，从而使得热汇侧出水高于热源侧进水。第二类吸收式换热器可以在低品位热源供给段提升低品位热源供给温度，并提升热能输配能力。
吸收式换热器的典型应用是利用两类吸收式换热器实现低品位余热的长距离输送。如图所示，在热源处通过第二类吸收式换热器将热量从小的供回水温差变换为一次网大的供回水温差以进行长距离输热；在末端热力站，通过第一类吸收式换热器，将热量自一次网的大供回水温差变换为二次网的小供回水温差，用于建筑末端的供热。从而加大热量的输送温差，实现低品位工业余热的长距离输送。
图4 基于吸收式换热器的远距离热输送
热泵干燥技术
采用热泵进行余热回收所产生的热量不但可以用于供暖，还可以广泛应用于工农业生产中的干燥过程。干燥是以热的方式将水分从物料中脱除的过程，也是高耗能生产单元，在一些产品生产中，干燥过程所消耗的能量甚至占到生产总能耗的30%-70%，因此在保证物料干燥品质的前提下需要寻求降低能耗的方式十分重要。和传统干燥方式相比，热泵干燥具有很多优点，包括具有更高的能源利用效率以及受外部天气因素影响较小等，在与余热回收结合后可以达到进一步提升能效的目的。
图5 热泵除湿干燥技术原理与半开式烟草热泵干燥系统实物
目前热泵干燥系统多采用蒸汽压缩式的空气源热泵，其具有更广泛的适应性。根据实际应用需求将热泵干燥技术分为如下几类：除湿型、双热源型、半开式、密闭主机室型、多级串联型和水蒸气直接压缩型。为了实现更加节能和高效的热泵干燥，近年来该技术主要在以下方面取得了进展。
（1）结合多能互补的新思路开展研究工作，包括与太阳能、微波、余热和电热等的结合。与太阳能结合的主要特点是以太阳能为主，晚上利用热泵补热。与微波干燥结合的特点是干燥初期高湿阶段采用热泵，后期以微波为主进行干燥以降低干燥时间。与蒸汽、电热耦合主要是在热泵达不到的80ºC以上的高温升温阶段使用。
（2）结合干燥工艺开展相关研究工作，围绕热泵特点开发不同的干燥工艺设备。相关研究非常多，农业方面包括烟叶、玫瑰花、红枣、山药等都已得到一定的应用，最大宗是南方稻谷干燥开始大量采用热泵，东北的热泵玉米干燥技术也在发展。工业方面包括污泥、挂面、蚊香、木材、树脂等的热泵烘干技术也在逐渐展开。当前，传统工业干燥的废气排放愈来愈严格，白烟和异味的控制成为重点，采用热泵干燥有可达到近零排放的要求，会有很大的发展空间。
（3）结合具体干燥物料对象的不同，有针对性的开展新技术、新装备的开发，这对热泵干燥技术应用领域的不断开拓有重要的意义。南方由于四季温度较高，空调制热模式的热泵干燥技术得到了快速的发展；但对于北方地区冬季低温的特定情况，国内开发了密闭主机室配合低温空气源热泵和相变材料蓄热的新思路，系统操作简单易行，得到了一定的发展推广。针对东北冬季粮食干燥的特点，国内开发了综合多级串联除湿、梯级加热及热管回热的完整方案，表明在冬季严寒条件下可以得到高于南方环境条件下的热泵干燥效率。
热泵的余热回收集中供暖解决方案。
余热回收解决方案通过回收低品位工业余热，生产高温热水用于市政供暖或工艺加热，帮助企业实现节能、减排目标。可广泛应用于热电厂、企业自备电厂、市政污水厂、工矿企业及石油化工等领域。
江森自控通过技术创新，以高性能产品及创新方案为企业带来经济、环境及社会综合收益，为中国节能、减排事业做出积极贡献。
江森自控工业级余热回收式热泵，采用开式设计，驱动方式可灵活选用电机驱动或蒸汽透平驱动。热泵产品主要包括电驱动的YEWS，YS，YK，CYK及蒸汽驱动的Titan OM。单机制热量范围从400KW 到30MW，热水出水温度范围从45℃到82℃。
特色产品
约克TITAN™多级离心式热泵
江森自控旗下约克TITAN™工业级离心式热泵机组，单机制热能力达30MW，单机热水出水温度可达82℃，可广泛应用于区域能源中心、大型工业厂房、城市集中供暖等大型集中供热/采暖场合。
约克YDST单级离心式高温热泵机组
此机组回收利用电厂凝汽器冷却水低品位热量，用于城市大规模集中供暖，也可增加热电厂供热能力，降低热电厂运行能耗，节能、节水、减排。
成功案例
沈阳市政污水余热回收集中供暖
山东某热电厂冷却水余热回收集中供暖
市场活动
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约克TITAN™多级离心式热泵
约克YDST单级离心式高温热泵机组
离心式热泵工业余热回收解决方案
论文蒸汽驱动型压缩式热泵在热电厂余热回收中的应用
蒸汽驱动型离心式热泵在热电厂及市政污水厂余热回收集中供暖中的应用
#情报解禁#
圈子温导演作品《埃舍尔街的红色邮筒》发布正式海报，并宣布将于12月25日上映！
本片已经在去年参加了众多国际电影节，回归独立制作的园子温获得了来自海外评委，以及观众的众多好评。
▶片名：埃舍尔街的红色邮筒
▷导演：园子温
▶编剧：园子温
▷出演：藤丸千，黑河内陆，茉爱罗，藤田朋子，吹越满等
▷配给：gaie
▶公映时期：2021年12月25日
圈子温导演作品《埃舍尔街的红色邮筒》发布正式海报，并宣布将于12月25日上映！
本片已经在去年参加了众多国际电影节，回归独立制作的园子温获得了来自海外评委，以及观众的众多好评。
▶片名：埃舍尔街的红色邮筒
▷导演：园子温
▶编剧：园子温
▷出演：藤丸千，黑河内陆，茉爱罗，藤田朋子，吹越满等
▷配给：gaie
▶公映时期：2021年12月25日
#中国人首次进入自己的空间站# 【未来，中国空间站将成为怎样的“太空科研站”？】2021年7月23日，《国家科学评论》（National Science Review, NSR）采访了中国载人航天工程空间应用系统总指挥、中国科学院空间应用工程与技术中心主任、国际宇航科学院院士高铭。
“空间应用系统”负责中国空间站工程中的“科学”部分，是空间站中科学研究项目的主要规划和组织者。
从1994年开始，高铭就服务于中国载人航天的应用系统，从神舟系列载人飞船到中国空间站建设，她几乎参与了中国载人航天事业发展的全过程。在这次访谈中，她对中国空间站的科学目标、计划与愿景做了全方位的介绍与展望。
前人经验：和平号与国际空间站的科研实践
NSR：过去几十年中，各国科学家在和平号空间站、国际空间站上进行过几千项实验。主要是哪些实验？取得了什么重要成果？
高铭：和平号空间站从开始建造到最终坠毁，有15年的时间，根据官方的数据，有100多位航天员在和平号空间站工作过，总共进行了1700多项实验。
苏联利用和平号空间站在人体与生命科学研究、材料科学、地球观测等方面做了很多工作，在生物制药、新材料制备、矿产资源探测等方面也取得了一些重要成果。
国际空间站上开展的实验更多，覆盖学科领域更广，包括人体研究与生命科学研究、微重力物理科学、天文观测、地球观测，以及新技术开发验证等等，迄今已开展了3600多项研究，发表了3000多篇高水平论文并申请了大批专利，部分科技成果已经在地面获得了广泛应用。
具体来讲，国际空间站在生命体对微重力环境的响应机理、冷焰燃烧、玻色-爱因斯坦凝聚、暗物质探测等方面取得了一些重要科学发现；在太空3D打印、空间机器人、天地激光通信等空间技术方面取得了重要突破；在靶向药物和骨质疏松等药物研发、合成肌肉等新材料制备、地球二氧化碳含量测量等方面取得了重要进展并获得地面应用。国际空间站的研究及结果为我国空间站的科学研究规划提供了很好的参考。
NSR：我想这些实验至少可以在三个方面造福人类：一是帮助我们理解基础的物理学和宇宙学规律，二是通过生物医学、材料学等研究提升人类在地球上的生活质量，三是为人类未来走向深空而做一些知识和技术上的储备。
高铭：太空活动包括空间科学探索、空间技术开发和空间应用三个方面，而科学、技术和应用这三个方面是紧密联系、相辅相成的。
空间科学探索要着力研究宇宙起源与演化、物质本质规律等重大科学问题，取得新的科学发现，这不仅会加深我们对世界的理解和认知，还会推动相关技术进步。例如冷焰燃烧的发现将有助于我们改进燃油发动机设计、降低污染物排放。
空间技术开发的直接目标是增强太空探索活动能力，与此同时，技术成果也可应用于地面，改善人类的生活质量。例如，天地激光通信技术可以为建立全球高速通信网奠定基础。
空间应用是开展直接服务于地面应用的太空活动。例如，空间对地观测在全球气候变化监测、海洋和陆地环境保护等方面发挥了重要作用。
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中国空间站（CSS）与中国空间站工程巡天望远镜（CSST）的设计效果图（供图：中国科学院空间应用工程与技术中心）
中国空间站的科学理想
NSR：中国空间站规划了哪些科学研究？
高铭：在我们的整体规划中，在空间站的舱内会有超过20个实验柜；在三个舱段的外侧，会有3个大型载荷挂点和2个舱外暴露平台；此外，中国空间站工程巡天望远镜（CSST）将于2024年发射升空，它会与空间站保持一定的距离，共轨独立飞行，但是每隔两到三年，或者在需要的时候，它会停靠在空间站上，由航天员进行维护和升级。
我国空间站在空间生命科学与人体研究、微重力物理科学、空间天文与地球科学，以及空间新技术与应用等4个重要领域制定了系统的、长期的规划，将研制一大批科学研究设施，支持在轨开展1000余项研究项目。
空间生命科学与人体研究要深入研究空间环境各因素对生命体细胞、组织、器官等各层次的影响与作用机理，探索认知生命体太空生长发育与繁衍规律及人类太空长期生存面临的健康保障问题，并利用空间特殊环境发展创新的药物和医疗技术。
微重力物理科学主要研究物质运动的本质规律，建立空间高精度时间频率系统，进行广义相对论高精度检验、全球重力位测量等研究；实现100 pK超低温玻色-爱因斯坦凝聚（BEC），开展极端条件下超冷原子物理、低温量子相变等基础前沿实验；开展多相流与相变传热、基础燃烧特性与机理、新材料空间制备等研究及应用。
天文与地球科学领域利用巡天光学望远镜、高能宇宙辐射探测设施等天文观测设施，开展长期深入的天文观测研究，研究暗物质与暗能量、宇宙线起源、宇宙形成与早期演化等重大问题；着眼全球气候变化等关系人类社会可持续发展，发展对地观测新技术和新体制。
空间新技术与应用领域要发展在轨制造与建造、空间机器人与自主系统、空间信息及精密测量等空间新技术，提升人类探索、开发与利用太空的能力。
NSR：这些项目是如何规划、确定的？是自顶向下的设计，还是自底向上的征集？
高铭：空间应用项目的规划采取了自顶向下和自底向上相结合的方式。我们首先建立了各个领域的专家组，通过专家组提议、研讨和设计提出顶层规划，再按照顶层规划广泛征集项目建议。
这些项目建议通过科学评估后，通过整合、凝练、提升，形成一系列研究计划。然后进行工程可实现性论证，通过反复讨论与迭代，形成空间站应用任务总体规划和工程实施方案。
空间站应用项目采取滚动征集、遴选和实施的机制。每两至三年按照规划进行一次项目征集，通过遴选的项目进入项目池，根据工程可实现性分别进入预先研究和工程立项阶段。通过预先研究，培育项目的实验方案和实验技术、优选实验样品，确保高质量项目在轨实施。
NSR：我国正在建设一个面向空间站的地面实验基地，可以进行您所说的项目前期培育。这个基地的建设情况如何？
高铭：这个地面实验基地位于怀柔科学城，目前已经基本建设完成，预计在年底投入使用。空间站地面实验基地非常重要，不仅可以开展前期的项目培育，在空间研究的前、中、后期都可发挥重要作用。
在项目上天之前，需要开展大量的地面实验来验证实验方案在空间中是否可行。地面实验基地通过提供与空间站环境类似的实验条件，使科学家们能够验证实验方法，确保未来的空间实验能够顺利开展。在空间实验进行过程中，实验基地可支持开展天地比对实验。在空间实验之后，实验基地可支持开展后续研究，以获得研究成果。
空间站和地面实验基地将形成一个天地协同的开放系统，为空间科学研究提供最好的实验条件。
NSR：“问天”和“梦天”这两个实验舱的建造进度如何？
高铭：我们计划在明年6月底前发射实验舱I“问天”，9月底前发射实验舱II“梦天”，届时，空间站组合体将建造完成。未来如果有需要，也可在这个基础上进行适当扩展。
NSR：首批三位航天员已经进入“天和”核心舱一个多月了，他们开始参与实验工作了吗？
高铭：首批航天员已经辅助开展了一些测试试验，例如高微重力实验柜实验装置的测试。我们在核心舱中安排了无容器材料科学实验柜和高微重力实验柜，未来航天员还将参与无容器材料科学实验的样品更换，以及高微重力实验项目的更多科学实验。
NSR：之后会有科学家进入空间站工作吗？
高铭：会的。在空间站中的航天员主要有三类，一类是航天驾驶员，一类是航天飞行工程师，还有一类是有科学研究背景的载荷专家。
首批三位航天员在科学实验方面可以进行一些人机协同的操作，包括我们之前说的更换样品、实验操作等。此外，他们还会作为工程师，承担一部分仪器维护、维修的工作。而且，他们还需要开展舱外操作，包括舱外设备安装与维护、巡天望远镜的维护等。
而载荷专家的工作主要就是科学研究，他们有空间实验相关的科学背景，可以根据空间实验条件和实验结果来灵活地调整实验设计，在空间站中更好地掌握实验进程。我国目前已经选拔了4位具有不同学科背景的载荷专家，正在航天员中心接受训练，会在空间站进入运营阶段之后陆续开始工作。
国际合作与未来规划
NSR：我国空间站会接收外国的航天员吗？
高铭：原则上是可以的。我国的载人航天一直都保持着对外开放、合作共赢的基本原则，愿意和其他国家进行合作。目前，已经有一些国家表达了这方面的需求，希望能在我们的空间站上继续进行空间科学研究。
NSR：中国空间站的国际合作情况如何？
高铭：我国的航天领域和欧空局、德宇航、意大利空间局等都有长期的合作关系。
之前在神舟八号飞船上，我们和德宇航进行了一次非常成功的合作，两国的科学家共同使用一个生物培养箱，进行了6项德方的实验、10项中方的实验，以及1项双方合作的研究。
现在的中国空间站项目中，我们和欧空局有10个合作项目正在进行，中欧科学家会利用双方的空间资源共同进行合作项目的空间研究。
2018年，我们和联合国外空司合作，公布了我国空间站的应用设施和资源条件，并向全世界科学家征集科研项目。我们收到了来自27个国家的42份项目申请，从中遴选出了第一批共9个国际合作项目，目前均已签署了合作协议。未来，与国内的项目征集类似，我们也会每两到三年滚动式地向国际征集新项目建议。
NSR：中国载人航天后续有哪些计划？
高铭：首先，我国空间站将运行十年以上，可以工作到2035年左右。与此同时，我们正在持续开展载人月球探测方案的深化论证，相关研究工作正稳步推进，不远的将来将会实现载人登月，长远的目标是建立月球基地。当然，在更加遥远的未来，我们也希望能将载人空间探测推向更加遥远的深空。
NSR：对于中国载人航天的未来发展，您有什么建议？
高铭：从上个世纪90年代开始，中国的载人航天工程已经有将近30年的发展历程。在这期间，我们形成了一套非常完整的工程组织管理和技术质量管理体系。
我认为在未来我们要更加注重科学问题导向，工程实现的过程要更加符合科学规律，以更好地获取科学成果。空间站已经到了应用的阶段，空间科学研究的价值和引领作用也会越来越得到重视。https://t.cn/A6MZetor
“空间应用系统”负责中国空间站工程中的“科学”部分，是空间站中科学研究项目的主要规划和组织者。
从1994年开始，高铭就服务于中国载人航天的应用系统，从神舟系列载人飞船到中国空间站建设，她几乎参与了中国载人航天事业发展的全过程。在这次访谈中，她对中国空间站的科学目标、计划与愿景做了全方位的介绍与展望。
前人经验：和平号与国际空间站的科研实践
NSR：过去几十年中，各国科学家在和平号空间站、国际空间站上进行过几千项实验。主要是哪些实验？取得了什么重要成果？
高铭：和平号空间站从开始建造到最终坠毁，有15年的时间，根据官方的数据，有100多位航天员在和平号空间站工作过，总共进行了1700多项实验。
苏联利用和平号空间站在人体与生命科学研究、材料科学、地球观测等方面做了很多工作，在生物制药、新材料制备、矿产资源探测等方面也取得了一些重要成果。
国际空间站上开展的实验更多，覆盖学科领域更广，包括人体研究与生命科学研究、微重力物理科学、天文观测、地球观测，以及新技术开发验证等等，迄今已开展了3600多项研究，发表了3000多篇高水平论文并申请了大批专利，部分科技成果已经在地面获得了广泛应用。
具体来讲，国际空间站在生命体对微重力环境的响应机理、冷焰燃烧、玻色-爱因斯坦凝聚、暗物质探测等方面取得了一些重要科学发现；在太空3D打印、空间机器人、天地激光通信等空间技术方面取得了重要突破；在靶向药物和骨质疏松等药物研发、合成肌肉等新材料制备、地球二氧化碳含量测量等方面取得了重要进展并获得地面应用。国际空间站的研究及结果为我国空间站的科学研究规划提供了很好的参考。
NSR：我想这些实验至少可以在三个方面造福人类：一是帮助我们理解基础的物理学和宇宙学规律，二是通过生物医学、材料学等研究提升人类在地球上的生活质量，三是为人类未来走向深空而做一些知识和技术上的储备。
高铭：太空活动包括空间科学探索、空间技术开发和空间应用三个方面，而科学、技术和应用这三个方面是紧密联系、相辅相成的。
空间科学探索要着力研究宇宙起源与演化、物质本质规律等重大科学问题，取得新的科学发现，这不仅会加深我们对世界的理解和认知，还会推动相关技术进步。例如冷焰燃烧的发现将有助于我们改进燃油发动机设计、降低污染物排放。
空间技术开发的直接目标是增强太空探索活动能力，与此同时，技术成果也可应用于地面，改善人类的生活质量。例如，天地激光通信技术可以为建立全球高速通信网奠定基础。
空间应用是开展直接服务于地面应用的太空活动。例如，空间对地观测在全球气候变化监测、海洋和陆地环境保护等方面发挥了重要作用。
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中国空间站（CSS）与中国空间站工程巡天望远镜（CSST）的设计效果图（供图：中国科学院空间应用工程与技术中心）
中国空间站的科学理想
NSR：中国空间站规划了哪些科学研究？
高铭：在我们的整体规划中，在空间站的舱内会有超过20个实验柜；在三个舱段的外侧，会有3个大型载荷挂点和2个舱外暴露平台；此外，中国空间站工程巡天望远镜（CSST）将于2024年发射升空，它会与空间站保持一定的距离，共轨独立飞行，但是每隔两到三年，或者在需要的时候，它会停靠在空间站上，由航天员进行维护和升级。
我国空间站在空间生命科学与人体研究、微重力物理科学、空间天文与地球科学，以及空间新技术与应用等4个重要领域制定了系统的、长期的规划，将研制一大批科学研究设施，支持在轨开展1000余项研究项目。
空间生命科学与人体研究要深入研究空间环境各因素对生命体细胞、组织、器官等各层次的影响与作用机理，探索认知生命体太空生长发育与繁衍规律及人类太空长期生存面临的健康保障问题，并利用空间特殊环境发展创新的药物和医疗技术。
微重力物理科学主要研究物质运动的本质规律，建立空间高精度时间频率系统，进行广义相对论高精度检验、全球重力位测量等研究；实现100 pK超低温玻色-爱因斯坦凝聚（BEC），开展极端条件下超冷原子物理、低温量子相变等基础前沿实验；开展多相流与相变传热、基础燃烧特性与机理、新材料空间制备等研究及应用。
天文与地球科学领域利用巡天光学望远镜、高能宇宙辐射探测设施等天文观测设施，开展长期深入的天文观测研究，研究暗物质与暗能量、宇宙线起源、宇宙形成与早期演化等重大问题；着眼全球气候变化等关系人类社会可持续发展，发展对地观测新技术和新体制。
空间新技术与应用领域要发展在轨制造与建造、空间机器人与自主系统、空间信息及精密测量等空间新技术，提升人类探索、开发与利用太空的能力。
NSR：这些项目是如何规划、确定的？是自顶向下的设计，还是自底向上的征集？
高铭：空间应用项目的规划采取了自顶向下和自底向上相结合的方式。我们首先建立了各个领域的专家组，通过专家组提议、研讨和设计提出顶层规划，再按照顶层规划广泛征集项目建议。
这些项目建议通过科学评估后，通过整合、凝练、提升，形成一系列研究计划。然后进行工程可实现性论证，通过反复讨论与迭代，形成空间站应用任务总体规划和工程实施方案。
空间站应用项目采取滚动征集、遴选和实施的机制。每两至三年按照规划进行一次项目征集，通过遴选的项目进入项目池，根据工程可实现性分别进入预先研究和工程立项阶段。通过预先研究，培育项目的实验方案和实验技术、优选实验样品，确保高质量项目在轨实施。
NSR：我国正在建设一个面向空间站的地面实验基地，可以进行您所说的项目前期培育。这个基地的建设情况如何？
高铭：这个地面实验基地位于怀柔科学城，目前已经基本建设完成，预计在年底投入使用。空间站地面实验基地非常重要，不仅可以开展前期的项目培育，在空间研究的前、中、后期都可发挥重要作用。
在项目上天之前，需要开展大量的地面实验来验证实验方案在空间中是否可行。地面实验基地通过提供与空间站环境类似的实验条件，使科学家们能够验证实验方法，确保未来的空间实验能够顺利开展。在空间实验进行过程中，实验基地可支持开展天地比对实验。在空间实验之后，实验基地可支持开展后续研究，以获得研究成果。
空间站和地面实验基地将形成一个天地协同的开放系统，为空间科学研究提供最好的实验条件。
NSR：“问天”和“梦天”这两个实验舱的建造进度如何？
高铭：我们计划在明年6月底前发射实验舱I“问天”，9月底前发射实验舱II“梦天”，届时，空间站组合体将建造完成。未来如果有需要，也可在这个基础上进行适当扩展。
NSR：首批三位航天员已经进入“天和”核心舱一个多月了，他们开始参与实验工作了吗？
高铭：首批航天员已经辅助开展了一些测试试验，例如高微重力实验柜实验装置的测试。我们在核心舱中安排了无容器材料科学实验柜和高微重力实验柜，未来航天员还将参与无容器材料科学实验的样品更换，以及高微重力实验项目的更多科学实验。
NSR：之后会有科学家进入空间站工作吗？
高铭：会的。在空间站中的航天员主要有三类，一类是航天驾驶员，一类是航天飞行工程师，还有一类是有科学研究背景的载荷专家。
首批三位航天员在科学实验方面可以进行一些人机协同的操作，包括我们之前说的更换样品、实验操作等。此外，他们还会作为工程师，承担一部分仪器维护、维修的工作。而且，他们还需要开展舱外操作，包括舱外设备安装与维护、巡天望远镜的维护等。
而载荷专家的工作主要就是科学研究，他们有空间实验相关的科学背景，可以根据空间实验条件和实验结果来灵活地调整实验设计，在空间站中更好地掌握实验进程。我国目前已经选拔了4位具有不同学科背景的载荷专家，正在航天员中心接受训练，会在空间站进入运营阶段之后陆续开始工作。
国际合作与未来规划
NSR：我国空间站会接收外国的航天员吗？
高铭：原则上是可以的。我国的载人航天一直都保持着对外开放、合作共赢的基本原则，愿意和其他国家进行合作。目前，已经有一些国家表达了这方面的需求，希望能在我们的空间站上继续进行空间科学研究。
NSR：中国空间站的国际合作情况如何？
高铭：我国的航天领域和欧空局、德宇航、意大利空间局等都有长期的合作关系。
之前在神舟八号飞船上，我们和德宇航进行了一次非常成功的合作，两国的科学家共同使用一个生物培养箱，进行了6项德方的实验、10项中方的实验，以及1项双方合作的研究。
现在的中国空间站项目中，我们和欧空局有10个合作项目正在进行，中欧科学家会利用双方的空间资源共同进行合作项目的空间研究。
2018年，我们和联合国外空司合作，公布了我国空间站的应用设施和资源条件，并向全世界科学家征集科研项目。我们收到了来自27个国家的42份项目申请，从中遴选出了第一批共9个国际合作项目，目前均已签署了合作协议。未来，与国内的项目征集类似，我们也会每两到三年滚动式地向国际征集新项目建议。
NSR：中国载人航天后续有哪些计划？
高铭：首先，我国空间站将运行十年以上，可以工作到2035年左右。与此同时，我们正在持续开展载人月球探测方案的深化论证，相关研究工作正稳步推进，不远的将来将会实现载人登月，长远的目标是建立月球基地。当然，在更加遥远的未来，我们也希望能将载人空间探测推向更加遥远的深空。
NSR：对于中国载人航天的未来发展，您有什么建议？
高铭：从上个世纪90年代开始，中国的载人航天工程已经有将近30年的发展历程。在这期间，我们形成了一套非常完整的工程组织管理和技术质量管理体系。
我认为在未来我们要更加注重科学问题导向，工程实现的过程要更加符合科学规律，以更好地获取科学成果。空间站已经到了应用的阶段，空间科学研究的价值和引领作用也会越来越得到重视。https://t.cn/A6MZetor
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