在能源问题日益严峻的当下，高效、环保的能源利用技术成为了全球关注的焦点。高温水源热泵和高温空气源热泵作为两种先进的热能利用设备，正逐渐在各个领域崭露头角，为节能减排和可持续发展贡献着重要力量。
高温水源热泵：挖掘水中的能量宝藏
高温水源热泵，通常指能够直接回收利用 20 - 55 度的低品位余（废）热资源，并制出 65 - 95 度热水的热泵机组。与普通水源热泵相比，它突破了温度限制，大大拓展了热泵的应用范围。
其工作原理基于热泵的基本原理，即通过做功将热量从低温物体转移到高温物体。高温水源热泵以水为热源，如温度 30 度以上的地热尾水、工业废热水、中央空调废热、油田污水等。在系统中，蒸发器侧进水吸收热量，制冷剂蒸发，通过压缩机压缩提升温度和压力，然后在冷凝器侧释放热量，制取高温热水。
以日本为例，早在 1980 年代就开展了超级热泵计划，开发出蒸发器进水 45 度，制热出水温度达到 85 度的中高温热泵，以及利用 80 度余热水制热产出 150 度蒸汽的高温热泵。欧洲则通过改进离心压缩机性能，开发出采用 R134a 制冷剂、三级离心压缩方式，可制出 85 度热水的离心压缩机高温热泵。我国在 2002 年，由北京清源世纪科技有限公司与清华大学热能工程系合作，研发出具有自主知识产权的高温热泵。在蒸发器进水 45 度的条件下，冷凝器制热出水温度可达 95 度，并于 2003 年通过科技成果鉴定和产品检测，2005 年列入国家火炬计划项目，获得多项荣誉。
在实际应用中，高温水源热泵展现出了显著的优势。在工业领域，可用于原油加热、工业保温和生产用热等，替代燃油、燃气、燃煤锅炉，节省大量一次能源。在区域供热方面，能利用城市集中供热回水等热源，为建筑物提供高温供暖，提高供热效率和质量。例如，在一些拥有丰富地热资源的地区，高温水源热泵将地热尾水的低品位热能转化为可供使用的高温热水，既实现了地热资源的梯级利用，又减少了对环境的热污染。
高温空气源热泵：捕捉空气中的热量
高温空气源热泵是利用冷媒，在压缩机的作用下，在系统内循环流动，从而实现热量转移的设备。冷媒在压缩机内完成气态的升压升温过程，温度可高达 100℃，随后进入换热器释放高温热量加热水。
相较于输出温度 55℃以下的传统空气源热泵，高温空气源热泵能够在不改变设备运行环境的情况下，将供热温度提升至 60℃以上，并且保持较高的运行效率和稳定的运行状态。为实现这一目标，需要攻克几个关键技术难题。首先是压缩机的选择，目前高温空气源热泵设备多选用美国品牌 3T 工况谷轮全封闭涡旋压缩机，其性能稳定，能适应高温工况。其次是工质的选择，采用特殊制冷剂作为工质，确保在稳定的工作压力下运行，同时保证换热效率高且对环境无污染，对臭氧层无破坏作用。此外，还需对氟路系统控制进行优化，以保障整体机组能够长时间在高温环境下稳定运行，并根据环境温度和蒸发温度自动调节设备运行状态。
高温空气源热泵在多个领域都有广泛应用。在工业方面，可用于电镀业、化工业、漂染业等需要 60℃以上热水的生产过程。例如，在电镀工业中，高温空气源热泵提供的高温热水能满足电镀液的加热需求，保证电镀工艺的顺利进行。在商业领域，适用于酒店、医院、浴池、桑拿等场所，为其提供稳定、高效的采暖和热水供应。在农业领域，可应用于蔬菜花卉大棚种植、畜禽养殖、水产养殖等，为农作物和畜禽提供适宜的生长温度。
二者对比：不同场景下的选择
高温水源热泵和高温空气源热泵各有特点，适用于不同的场景。高温水源热泵由于利用水体作为热源，水体温度相对稳定，使得其能效比（COP）通常较高，在极寒天气条件下也能高效运行。然而，其初始投资较高，需要进行水源开发和管道铺设，且对水资源要求较高，安装条件受到一定限制。高温空气源热泵的优势在于初始投资相对较低，不需要复杂的水源开发，安装较为便捷。但其效率受外界气温影响较大，在气温较低的环境下，制热能力可能会有所下降。
在选择时，需综合考虑多种因素。如果所在地有稳定且充足的水资源，并且允许进行水源开发，同时对节能要求较高，那么高温水源热泵是一个不错的选择。而在没有稳定水源，预算有限，且气候相对温和的地区，高温空气源热泵则更为合适。
前景展望：迈向绿色能源新时代
随着全球对节能减排和环境保护的重视程度不断提高，高温水源热泵和高温空气源热泵作为高效、环保的热能利用技术，具有广阔的市场前景。在工业领域，它们将逐渐取代传统的高能耗加热设备，助力企业降低生产成本，实现绿色生产。在建筑领域，为建筑物提供高效的供暖和热水供应，提升能源利用效率，减少碳排放。在未来，随着技术的不断进步和创新，这两种热泵技术的性能将进一步提升，应用范围也将不断拓展，为构建可持续发展的能源体系发挥更为重要的作用。
