原文信息：
High temperature heat pump with dual uses of cooling and heating for industrisl applications
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261924023456
Highlights
• 开发的热泵机组能够同时供应2℃的冷量和120℃的热量
• 构建了基于热力学原理的工业工艺过程模型
• 对热泵和应用场景进行了联合运行分析
• 在热冷需求比较高时，采用高温热泵冷热联供比热泵加制冷机分别供冷热方案更高效
• 通过调整工艺参数能够使高温热泵冷热双用性能最大化
Research gap
首次对热泵和应用场景进行联合探究，从机组性能和场景需求两个角度阐明了高温热泵系统冷热双用的高效运行策略。
Abstract
The temperature difference between evaporating and condensing side of cascade high temperature heat pump (CHTHP) can be large. However, its heating coefficient of performance (COP) is not ideal due to the performance attenuation brought by large temperature lift. If both heating and cooling sides can be utilized, the whole COP will be greatly improved. In this work, a CHTHP prototype is established, along with three application scenarios, specifically dairy processing, liquor processing, and deep dehumidification, which simultaneously have cooling and heating demands consistent with the operating range of the unit. The experimental results indicate that the CHTHP prototype can supply cooling as low as 2 °C and heating up to 120 °C with comprehensive COP over 2.58, being more than 45.8 % higher than single heating system, showing impressive performance in combined cooling and heating (CCH) for industrial processes. Through the joint investigation of heat pump and application scenarios, it is revealed that the comprehensive performance of CHTHP can surpass conventional approach of using two separate heat pumps to provide cooling and heating respectively when the ratio of heating to cooling demand is high. In addition, the performance of CCH system can be further enhanced by optimizing corresponding process parameters in different scenarios. Based on the excellent performance of CHTHP in CCH and its practical industrial applications, this work will maximize the effectiveness of high temperature heat pump in the electrificaiton of industrial thermal energy consumption.
Keywords（英文与中文）
Cascade high temperature heat pump 复叠高温热泵
Combined cooling and heating 联合供冷供热
Pasteurization 巴氏消毒
CIP cleaning water production CIP清洗热水生产
Spirits distillation and condensation 酒类蒸馏和冷凝
Rotary desiccant wheel deep dehumidification 转轮深度除湿
Graphics
图1 图形摘要
图2 复叠高温热泵实验系统及原型
图3 高温热泵冷热联供系统性能随CIP清洁热水与奶制品产量比例mCIP/mdairy及系统热回收比例r的变化
图4 高温热泵冷热联供系统性能随产物酒精浓度xethanol,dist及系统热回收比例r的变化
作者介绍
本研究由上海交通大学、瑞典KTH Royal Institute of Technology的研究人员共同完成。
第一作者与通信作者简介：
通信作者简介：
王如竹，博士，上海交通大学讲席教授，制冷与低温工程研究所所长。全球高被引学者。主持成果获得2023年国家科技进步二等奖，2014国家自然科学二等奖、2010国家技术发明二等奖等奖励，获2022何梁何利基金科学与技术产业创新奖。获多项国际重要学术成就奖：如全球能源奖Global Energy Prize（2023）、国际能源署IEA Rittinger 热泵奖（2021）、国际制冷学会最高学术奖Gustav Lorentzen奖章（2019）、日本传热学会Nukiyama热科学纪念奖（2018）等。
第一作者简介：
董益秀，上海交通大学在读博士、瑞典皇家理工学院联培博士，从事高温热泵系统开发、应用场景构建、应用适用性分析等相关研究。在Applied Energy、Renewable & Sustainable Energy Review、Energy Conversion and Management等期刊发表多篇论文。
关于Applied Energy
本期小编：魏长银；审核人：董益秀
《Applied Energy》是世界能源领域著名学术期刊，在全球出版巨头爱思唯尔 (Elsevier) 旗下，1975年创刊，影响因子10.1，CiteScore 21.2，本刊旨在为清洁能源转换技术、能源过程和系统优化、能源效率、智慧能源、环境污染物及温室气体减排、能源与其他学科交叉融合、以及能源可持续发展等领域提供交流分享和合作的平台。开源（Open Access）姊妹新刊《Advances in Applied Energy》影响因子13.0，CiteScore 23.9。全部论文可以免费下载。在《Applied Energy》的成功经验基础上，致力于发表应用能源领域顶尖科研成果，并为广大科研人员提供一个快速权威的学术交流和发表平台，欢迎关注！
公众号团队小编招募长期开放，欢迎发送自我简介（含教育背景、研究方向等内容）至wechat@applied-energy.org
点击“阅读原文”
喜欢我们的内容？
点个“赞”或者“再看”支持下吧！
