5月16日，雪人集团深入参与由中国节能协会热泵专委会、清华大学山西清洁能源研究院联合主办的“2026中国高温及工业热泵创新发展大会”，会上，制冷与低温工程领域的权威专家，上海交通大学制冷与低温工程研究所所长、博士生导师王如竹教授以“高温热泵技术和产业发展”为题进行了精彩分享。王教授在报告中提到今年参与的国内外最新的工业热泵政策解读和技术简报。
上一期我们学习了王教授我国工信部等四部委联合印发的《节能装备高质量发展实施方案（2026—2028年）》，今天我们继续学习王教授牵头撰写的国际制冷学会（IIR）发布的技术简报《高温热泵：工业脱碳》。
这是国际制冷学会（IIR）的第61期技术简报，本期话题为《高温热泵：工业脱碳》。由国际制冷学会B2专业委员会副主席上海交通大学王如竹教授牵头，联合上海交通大学徐震原教授，及来自瑞典、韩国、中国等6位学者联合撰写，由国际制冷学会E学部主席清华大学李先庭教授及两位来自E学部的英国学者审核，原文一共31页，分为7个章节。
分别从高温热泵(HTHP）概述，系统技术路线、工质、核心部件、产品与应用、高温热泵与其替代方案的对比、结论与展望7个方面展开。系统梳理了高温热泵的技术原理、系统配置、工质选择、核心部件、应用场景、性能对比及未来研发方向，指出高温热泵是工业供暖电气化与脱碳的关键技术，但其推广受成本、电价及电力结构等因素制约，需从技术、政策、场景协同等多维度推进。
高温热泵的技术路线：压缩式（VCHP）和吸收式的不同路线及互补结合
压缩式高温热泵（HTHP）以蒸汽压缩热泵（VCHP）为基础，针对低热源温度、大温差等工况衍生出多种优化技术路线，如经济器补气增焓、单工质多级压缩、多工质复叠系统、高温热泵开闭式组合。
各类高温热泵的技术路线
什么叫开闭式组合？
闭式系统为逆卡诺循环，即传统热泵系统；开式系统是直接压缩低温蒸汽为高温蒸汽，即水蒸汽压缩。闭式+开式组合可利用低温热源，通过复叠热泵产热水，进行闪蒸及再压缩而实现高温蒸汽供应。
雪人热泵家族开闭式组合技术路线
压缩式VS吸收式，
是两条不同技术路线，但可有交集
吸收式高温热泵以热能驱动，需要高品位工业废热，工作压力低，系统比压缩式简单。
· 压缩式：COP高，对热源温度要求宽松，但压缩机受排汽温度、压力比限制，规模化扩容难度大
· 吸收式：工作压力低、能耗与噪音小、供热能力强，适合60 ℃以上工业废热源，但工质易结晶、低温粘度高
· 混合式：兼具两者优势，热耦合型适配低温热源大温差场景，质量耦合型可降低工作压力与排汽温度，但系统复杂度高，需结合工况深入研究
从热泵能力图谱上看，吸收式在高温热源、超高温供热、大容量方面具有优势。结合吸收式和压缩式的优点，可以进行混合应用，通过传热或传质方式耦合。
数据样本来自CHPA中国节能协会热泵专委会，数据分析来自哈尔滨工业大学倪龙教授的报告《我国工业热泵技术与应用发展路线图》
高温热泵的工质筛选:
天然工质是方向
压缩式高温热泵工质的筛选需满足热力学特性（亚临界循环下正常沸点低于环境温度、临界温度比冷凝温度高10-30 ℃），同时兼顾环保性、安全性、材料相容性、经济性与效率。
环保趋势是制冷剂选择的首要考虑因素：第一代制冷剂CFCs已淘汰，第二代制冷剂HCFCs将于2040年全球淘汰，第三代高GWP HFCs被列入受控物质，第四代HFO类制冷剂或因PFAS环保和健康问题受限，未来天然制冷剂将成主流。
· 在环保前提下的制冷剂大多有可燃性，安全性需要十分重视，如碳氢类（A3级）因环保优势或成主流，但需规范充注量并配套防爆设计
· 高温工况下的相容性需要考虑合适的能在高温下工作的润滑油，且工质在高温下不腐蚀部件
· 混合工质可平衡单工质优缺点，往往多种组分中，某种环保但易燃，需要加入一种阻燃剂但GWP可能稍高，各组分沸点不同时，需关注组分在运行中的成分变化和温度滑移
高温热泵的关键部件：
换热器与压缩机
换热器在热源和热汇侧，其类型与传统热泵类似，但由于工业热泵温度更高，换热器相应需要更高的耐受性：常用换热器有壳管式、板式、翅片管式、微通道式、套管式等。
压缩机是关键技术，喷油螺杆压缩机存在润滑难题，高温下润滑油易降解、分离、结焦。无油螺杆压缩机可突破200 ℃限制，但压力比低于注油式，且热膨胀易导致间隙增大、性能下降。离心式压缩机是大流量、高温场景的理想方案：寿命长、可靠性高，需高效高强度叶轮，多采用多级压缩+蒸汽注入，搭配直驱永磁同步电机与无油轴承（磁悬浮、空气箔片）提升效率。
高温热泵的产品与应用：雪人上榜
产品现状：全球供应商已推出覆盖90-300 ℃、容量0-100 MW的HTHP产品，大功率高温设备多采用开式蒸汽压缩技术。工业应用场景也空前的丰富。
多样化的工艺需要多样化的温度
令人惊喜的是，雪人集团瑞典SRM也上榜了这份技术简报：SRM水蒸汽压缩机和雪人集团在食品工业中冷热同源热泵案例上榜。
雪人集团SRM无油螺杆水蒸汽压缩机
雪人集团农副食品加工中高温热泵的应用技术被收录
雪人集团氨高温热泵在生猪屠宰领域的应用
应用创新：冷热同源与储能
冷暖双用：同时利用热泵冷凝（供热）与蒸发（制冷）侧，提升整体COP。复叠式构型适配大温差场景，适用于乳制品、酒类、电池制造等同时需冷热的工业流程，需匹配供需避免浪费。
与热能储存结合：通过串并联系统协调冷热生产与需求，过剩能量储存、不足时补充，还可利用谷电价提升经济性。
化工工艺中的冷暖双用场景
高温热泵与替代方案如锅炉的对比：经济与环境性能
高温热泵的电-热转换效率（COP）超100%，锅炉则不可能达到1，因此热泵能效优于传统锅炉，但实际优势受COP、电-燃料价格比、电网碳强度影响：
· 经济性：芬兰、瑞典等电-气价格比低的国家，高温热泵的回收期仅1.5-1.8年；而德国、英国等价格比高的国家则无盈利性可言
· 环境性能：挪威、德国、欧盟地区高温热泵碳排放低于柴油、LPG锅炉；印度因电网碳排放强度高（790 gCO₂/kW），高温热泵排放反而更高，未来随电网可再生能源占比提升，其碳足迹将显著降低
· 性能提升途径包括提高COP：利用余热废热来大幅提升卡诺效率、冷暖双用提升能源利用率、升级设备减少损耗。
结论与展望
高温热泵是工业脱碳的重要方案：
· 压缩式热泵COP高、热源适应性强，吸收式热泵适合废热利用，混合式兼具两者优势
· 工质需平衡热力学、环保、安全等多维度性能
· 关键部件需适配高温高压工况
· 离心式压缩机是未来大流量高温场景核心
· 产品已实现商业化，应用覆盖区域供热与多行业工业场景
· 冷暖双用、与储能结合可提升系统效率与灵活性
· 当前竞争力受能源价格与电网结构制约
未来研发方向：
· 蒸汽生成技术：聚焦蒸汽生成循环创新与水作为工质/工艺介质的性能优化
· 天然工质应用：攻克高温水蒸气压缩、CO₂超临界系统、HC类安全燃控等技术难题
· 压缩机技术：研发高耐受性无油压缩机（如磁悬浮）
· 系统效率优化：强化废热利用、冷暖双用，与储能结合，推动系统与应用场景协同设计
· 推广路径：通过碳定价、补贴促进早期部署，优先在可持续工业园区试点，整合能源系统实现可再生能源本地化与废热最大化利用
· 政策支持：出台能效挂钩补贴、示范项目扶持、碳定价机制、专业人才培养等政策
学习完王如竹教授主编的《高温热泵：工业脱碳》技术简报，我们有几点启示：
工业热泵要充分利用余废热，热泵的本质是实现能量的转移，而不是凭空产生。过去工业供热过度依赖化石燃料的燃烧，无形的浪费不仅仅是余热废热、碳排放和环境污染，也一定程度上固化了人们的思维。
冷热同源，是雪人推动工业热泵的初心。我们的思维方式不是直接考虑供热目标，而是先落实工业场景下能量守恒的场景：工艺若有冷暖双用的同时需求，可以实现一机双温，或者在整个热能系统上实现冷热同源。
如屠宰场、乳制品厂既有制冷压缩机组，又有工艺热水的需求，此时可以直接回收制冷压缩机的冷凝热，同样达到了能量守恒的目的，消耗的电费仅仅是“搬运热能”所必须的代价，而且电的输入功率最终也伴随着供热并未浪费。通过冷热同源，充分利用了余废热，热泵效率翻倍，也便解决了高温热泵能效低的诟病。
在食品加工工艺中，很多场景可以适用冷热同源：
· 肉禽屠宰既需要冻结冷藏需要烫毛和消杀
· 啤酒行业需要冷却麦汁又需要洗瓶消毒
· 冻干食品行业，需要速冻捕水又需要融冰升华
· 乳制品行业需要冷却冷藏又需要巴氏杀菌
对于大温升的工业热泵，要秉持长期主义的耐心和战略定力，对专业的尊重，但凡很简单及理想化的方案，很大可能是伪科学。如果既没有高品位余废热，又需要提升很大温度范围，这时候的热泵系统一定是复杂的，梯级组合、开闭式组合都很常见及合理。
不能因为化石燃料的燃烧的习惯思维，既要投资低，又要能效高，还要大道至简。雪人集团将协同用户充分利用好身边的资源，将技术路线合理化，设计相对简单化。
开闭式蒸汽热泵的组合应用实现高温的经济性分析
保持对科学的敬畏心理，胆大且要心细，做好稳定和安全的工业热泵系统。工业热泵不是简单地温度升高和体量变大，而是从量变到质变，从核心零部件到技术可行性都比中温商用热泵复杂。
雪人集团从工业制冷到工业热泵，一直在挑战技术难度，作为工业制冷的头部企业，雪人集团每年服务众多非标项目，厚积薄发的优势同样将在工业热泵上体现。
雪人员工喜欢把自己比作米其林大厨，我们有最新鲜的食材：压缩机，无论氨工质、二氧化碳，水蒸气、还是HFO，应有尽有。我们会根据食客的个人特点，用不同的方式烹饪出美味佳肴。
工业热泵的系统集成与其说是定制化工业品，不如说是艺术创作过程。过程中，既有严谨的一面，要面对来自于高温高压的挑战，要应对可燃制冷剂的安全性问题；也有艺术性一面，如何因地制宜充分利用好随手可得的热源，实现巧夺天工的能量转移系统。
最后，让我们谈谈为何要大力发展工业热泵？
工业用热能耗占全球终端总能耗的近40%，其中三分之二能源消耗用于生产工艺供热：100–200 ℃温区是高温热泵最核心应用区间，可覆盖绝大多数制造行业工艺需求，包含食品加工、化工、纺织、冶金、酿造等领域。
全球工业供热长期依赖燃煤、燃气锅炉，大量中低温工业废热直接放空，能源综合利用率不足 60%，是工业领域碳排放的主要来源，这或许就是发展工业热泵的直接原因。
高温热泵通过回收废水、废气、设备余热，以少量电力驱动实现热量品位提升，是实现工业供热电气化、完成双碳目标的最优路径之一。
参考来源
「1」. The IIR Publishes a Technical Brief on High-Temperature Heat Pumps: A Key Technology for Industrial Decarbonisation: 国际制冷学会发布高温热泵技术简报：工业脱碳的关键技术
链接：https://iifiir.org/en/news/the-iir-publishes-a-technical-brief-on-high-temperature-heat-pumps-a-key-technology-for-industrial-decarbonisation
本期作者：陈炜，雪人集团市场总监
