在自然界中，水總是從高處向低處流動，熱量總是從高溫向低溫傳遞。而人們可以利用水泵通過電能將水從低位提升到高位，也可以利用熱泵技術通過電能將熱量從低溫轉移到高溫，從而將低溫熱源升級為高溫熱源使用。因此，熱泵本質上是壹種熱提升裝置。熱泵的作用是從周圍環境中吸收熱量，並傳遞給被加熱的物體(溫度較高的工質)。它的工作原理和制冷機壹樣，都是按照逆卡諾循環工作，不同的是工作溫度範圍不同。
熱泵技術的第壹個特點是可以長期大規模利用河流、湖泊、海洋、城市汙水、工業汙水、土壤或空氣中的低溫熱能。眾所周知，從用透鏡聚光，到生火，再到太陽能熱水器，低溫熱能升級為高溫熱能，但不能在地面上跑壹整天。熱泵技術突破了這壹限制，可以將我們在生產生活中和自然界中通常廢棄的低溫熱能升級為高溫熱能加以利用。顯然，利用高溫熱源，如鍋爐，可以實現供熱、制冷或其他工業目的，因此熱泵的應用遍及各個行業和領域。
熱泵技術的第二個特點是它是世界上最節能的供暖系統(即煤、油、天然氣等。).它可以用少量的不可再生能源(如電能)將大量的低溫熱能轉化為高溫熱能。比如電加熱要消耗1千瓦時的電，最多只能提供1千瓦時的熱量，而壹個設計良好的熱泵系統在消耗1千瓦時的電時可以提供4千瓦時的熱量。例如，它還提供10千瓦時的熱量，使用電阻加熱消耗34千瓦時的壹次能源(包括24千瓦時的發電和輸配電損耗)；使用高效燃油、燃氣鍋爐供熱，若不計算管道熱損失，仍需消耗29.1千瓦時壹次能源；使用電熱泵供暖只消耗2.7千瓦時的電能，加上發電和輸配電損耗3.3千瓦時，只消耗6千瓦時的壹次能源。熱泵技術的壹次能耗僅為前兩種供暖方式的1/5或近1/6。
熱泵技術的第三個特點是在壹定條件下可以反向使用，既可以制熱，也可以制冷，不需要兩套設備的投入。上海某紙業公司是生產高檔塗布白紙板的專業企業，固定資產4億元，65438至0999年銷售收入2.68億元。公司生產的白卡紙質量可以替代進口產品。
公司生產用汽由熱電廠提供。造紙機烘缸原采用三級蒸汽通風，但實際運行中存在以下問題:壹是烘缸蒸汽傳熱效率低，導致噸紙蒸汽消耗量大；二是造紙機提速和產量提高難度大；第三，當紙板生產品種發生變化時，設備故障頻繁，斷紙現象更加嚴重；第四，操作控制復雜。1997年底，公司采用美國某公司的噴射式熱泵控制系統對原有系統進行改造。項目建設周期為1個月。新系統充分利用了蒸汽的熱能，噸紙蒸汽消耗明顯降低，紙機速度提高20%左右，設備維護量大大減少。1999的紙板產量比1998增加了70.7%，經濟效益十分顯著。安裝熱泵控制系統後，不僅簡化了操作和控制，而且滿足了生產品種的頻繁變化。
改造前蒸汽消耗為9.0109焦耳/噸紙。改造後，蒸汽消耗降至7.5109焦耳/噸紙以下，下降16.7%，平均每噸紙節約1.5109焦耳。從1998、65438+10月到1999年8月，累計節約蒸汽1439、32109焦耳，年平均節約蒸汽86359109焦耳，年平均節能效益345.4萬元，年減排二氧化碳7677噸。
項目總投資364.5萬元，項目回收期1.1年。
這種熱泵控制系統可以安裝在國內造紙廠紙機幹燥部，取代現在普遍采用的多級蒸汽通風方式。不僅充分利用了蒸汽熱能，而且使造紙機烘缸中的冷凝水順利排出，造紙機運行安全可靠。這種熱泵控制系統可以成為企業節能和提高效率的有效手段。
公司最初采用的是三級蒸汽通風，這是壹種串聯反向加熱系統，即蒸汽流動方向與紙張運動方向相反，每壹級產生的冷凝水通過汽水分離器為下壹級產生二次蒸汽，因此蒸汽在形式上得到充分利用。然而，在實際操作中，該系統有壹個缺點。由於是串聯系統，各烘缸壓差小，在烘缸升溫、紙機提速、調速、斷紙時容易造成烘缸虹吸管排水不暢，會使烘缸水位升高，影響傳熱效率，阻礙生產。其它三個部分中的高溫導致紙缺陷，例如紙毛和卷曲，以及當壓榨的紙在幹燥器中幹燥時在最後階段的高背壓。因此，原系統不僅有蒸汽浪費，而且影響紙制品的質量和產量。
為了解決上述問題，該公司采用了噴射熱泵控制系統。熱泵以少量高壓蒸汽為動力，汽水分離器的二次蒸汽被高壓蒸汽高速通過熱泵噴嘴時產生的吸力(文丘裏原理)吸入熱泵。混合後，獲得高品位蒸汽並在幹燥器中重復使用。熱泵系統采用流量控制法控制，根據造紙機生產品種，利用計算機模擬計算各組烘缸熱平衡參數，得出最佳二次蒸汽流量控制參數。該系統利用計算機通過調節熱泵的高壓蒸汽閥來控制二次蒸汽管道上的孔板，使二次蒸汽流量恒定，幹燥機水位最優，幹燥機傳熱效率最高，達到節約蒸汽，提高產品質量和產量的目的。
新系統具有以下特點:
(1)由於熱泵的抽吸作用，可以保持較高的烘缸壓差(最高可達70 kPa左右)，保證虹吸冷凝水的順利排出，達到最佳的傳熱效率。
(2)由於控制系統可靠，烘缸表面溫度能保持在控制範圍內，便於調節烘缸升溫、紙機提速、調速、斷紙等工況。
(3)烘缸蒸汽中的不凝性氣體可不斷排出，可防止不凝性氣體在缸內積聚而降低蒸汽的傳熱效率。
(4)保證濕部烘缸的表面溫度在60℃ ~ 70℃，從而防止紙病。同時將末端背壓降至0.11 MPa(改造前為0.20 MPa)，降低排放損失。
(5) 1.25千克蒸汽可以幹燥1千克水。
噴射熱泵控制系統可以降低蒸汽消耗，提高產量和質量，投資回收期短，節能效益顯著。該系統由計算機控制，自動化程度高，操作簡單。可替代目前造紙行業廣泛采用的多級蒸汽通風方式，是未來造紙機幹燥部蒸汽通風的理想系統設備。
供熱管道的節能
在眾多傳熱元件中，熱管是人們已知的最有效的傳熱元件之壹。它通過工作流體在全封閉真空管殼內的蒸發和冷凝來傳熱，具有極高的熱導率、良好的等溫性、冷熱兩側傳熱面積可自由變化、溫度可控等壹系列優點。，並且可以在沒有外部動力的情況下通過小的橫截面積長距離且有效地傳遞大量的熱量。
熱管換熱器傳熱效率高，結構緊湊，流體阻力損失小，有利於控制露點腐蝕。廣泛應用於石油、化工、電力、交通、冶金、建材、輕工、紡織、機械等行業的高效傳熱設備，以及電子器件芯片、筆記本電腦CPU、電路控制板的冷卻。微型熱管已經批量大規模生產。工業領域用於余熱回收的熱管換熱器屬於非標產品，會根據各種設備的規模、大小、用途、工藝條件等進行設計制造。