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?zé)崃?小于250℃)，大多在80℃~170℃之間。用熱泵提供這部分熱量將顯著減少化石能源消耗和二氧化碳排放。由于許多工業(yè)過程是在高溫下進行，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(yīng)用場景也非常豐富，下面列舉了熱泵在工業(yè)中具有較大發(fā)展?jié)摿Φ牡湫蛻?yīng)用。

　　

　　1、高溫工業(yè)熱泵　　

　　熱泵技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中的可行性取決于生產(chǎn)需要的溫度水平。常溫?zé)岜玫睦淠郎囟刃∮?0℃，中溫?zé)岜玫睦淠郎囟仍?0℃~90℃，目前中低溫?zé)岜玫募夹g(shù)相對較成熟，市場上也有大量的商業(yè)化產(chǎn)品。高溫?zé)岜媚軌蛱峁└哌_150℃的熱媒介質(zhì)，我國現(xiàn)已有實驗性解決方案和多款原型機，如熱泵蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，正在進行產(chǎn)業(yè)化，預(yù)計很快投入商業(yè)使用。可以預(yù)見，在碳達峰、碳中和的大背景下，高溫?zé)岜檬俏磥頍岜眉夹g(shù)研究的重要方向之一，技術(shù)突破將導(dǎo)致的性能和可靠性的大幅提升。中高溫?zé)岜玫膽?yīng)用前景十分廣闊，市場前景不可限量。

　　日本神戶制鋼公司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(shè)備就可以產(chǎn)生蒸汽的超高溫?zé)岜脵C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，可對工廠內(nèi)的溫排水實施熱回收，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(zhuǎn)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?zé)岜眉夹g(shù)，結(jié)合具體工藝生產(chǎn)進行系統(tǒng)性的設(shè)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?zé)岜脤κ烷_采過程中油水分離產(chǎn)生的30℃~50℃的余熱水進行熱回收，輸出70℃~90℃的高溫?zé)崴〈图訜釥t對輸油管道進行加熱，取代原油加熱爐對輸油管道進行加熱，可以降低原油的粘度，提高原油輸送效率，同時節(jié)省外供熱，從而獲得節(jié)能效果。

　　

　　另外，生產(chǎn)酸奶制品過程中，要對牛奶進行一級降溫，須將37℃冷卻水降至30~32℃循環(huán)使用，同時車間每天需要用80℃~85℃的熱水進行間歇式清洗，應(yīng)用高溫?zé)岜?蓄熱水箱系統(tǒng)回收冷卻水中的熱量制取高溫?zé)崴┣逑瓷a(chǎn)線使用，充分利用低谷電價，省掉了冷卻系統(tǒng)，同時節(jié)省外供熱的能源消耗，節(jié)能和經(jīng)濟效果良好。

　　

　　利用熱泵還可以回收電廠冷卻水、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(yīng)用于石油、化工、冶金、紡織、食品等各行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，直接利用加熱泵技術(shù)回收電廠余熱和工業(yè)余熱可承擔(dān)170億平米的供熱面積。利用城鎮(zhèn)污水資源，發(fā)展污水源熱泵具有顯著的減排效益。現(xiàn)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，可實現(xiàn)約4.5億㎡建筑的清潔取暖。污水熱能回收所具有的節(jié)能環(huán)保特征完全契合清潔取暖需要，這種鮮明的需求導(dǎo)向使得工程推廣迅速，但面臨的普遍問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。目前正在開發(fā)低成本，高性能和免清渣的物理分離方法，適應(yīng)分散、閉式、低成本污水熱能回收系統(tǒng)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(xiàn)實意義。

　　

　　熱泵干燥系統(tǒng)工作時，熱干空氣進入干燥室內(nèi)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，由冷凝器出來的干熱空氣再進入干燥室，對濕物料進行干燥。干燥空氣和制冷劑均實現(xiàn)閉式循環(huán)。熱泵干燥系統(tǒng)相對傳統(tǒng)干燥技術(shù)雖維護要求較高，但有著高效節(jié)能(例如熱泵低溫干燥木材時可節(jié)約能耗40%~70%，干燥污泥的節(jié)能率達20%~50%)、干燥過程參數(shù)易控制、干燥時間短(相較于傳統(tǒng)的干燥方式時間可縮短1/3)、無廢氣排放、環(huán)境友好等特點。

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