在家里,，它們被用于冰箱,、空調(diào)、洗衣機(jī)/烘干機(jī)等日常生活必需的家用電器,，也被用于高節(jié)能的EcoCute和地暖系統(tǒng)等設(shè)備,。它還用于辦公室和醫(yī)院等用戶數(shù)量較多的設(shè)施中的商用空調(diào)和熱水器，預(yù)計(jì)將顯著降低公用事業(yè)成本,。

熱泵原理

圖2 熱泵原理

當(dāng)氣體被壓縮時(shí),，其溫度升高；當(dāng)氣體膨脹時(shí),，其溫度降低,。熱泵利用這一特性來(lái)傳遞熱量。碳氟化合物等具有傳熱作用的制冷劑,，在接近室溫的溫度下通過(guò)壓縮,、膨脹反復(fù)液化,、汽化，可以有效地傳熱,。

熱泵的結(jié)構(gòu)由壓縮機(jī),、膨脹閥、蒸發(fā)器,、被稱為冷凝器的兩個(gè)熱交換器以及連接它們的配管構(gòu)成,，低沸點(diǎn)制冷劑在配管內(nèi)循環(huán)。

制冷劑是傳遞熱能的介質(zhì),。主要使用氟利昂氣體,，根據(jù)壓力和溫度的不同，反復(fù)蒸發(fā)和冷凝,，變成氣體或液體,。

膨脹閥是一種使高溫高壓氟里昂氣體迅速膨脹，使其達(dá)到低溫低壓狀態(tài),，重新變成液體的裝置,。

壓縮機(jī)是將碳氟化合物氣體壓縮至高溫高壓的設(shè)備。有離心式壓縮機(jī)和往復(fù)式壓縮機(jī),。

熱交換器根據(jù)其作用可分為蒸發(fā)器和冷凝器,。蒸發(fā)器的作用是吸收外界的熱量，將碳氟化合物氣體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w,，冷凝器的作用是將氣體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w,，并將熱量釋放到外界。

制冷劑在蒸發(fā)器中吸收熱量,，變成氣體,，并被壓縮機(jī)吸收。壓縮至高溫高壓的氣體被送往冷凝器,，在冷凝器中變成液體,，經(jīng)膨脹閥降至低溫低壓，然后返回蒸發(fā)器,。熱泵通過(guò)重復(fù)這些循環(huán)將空氣中的熱量從低溫區(qū)域轉(zhuǎn)移到高溫區(qū)域,。

熱泵的類型

熱泵根據(jù)傳熱原理分類如下。

1.利用制冷劑的發(fā)熱和吸收的熱泵

蒸汽壓縮式熱泵,、吸收式熱泵和吸附式熱泵利用制冷劑蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的汽化和冷凝熱,。利用氨汽化熱的熱泵主要用于冰箱和冰柜。

2. 利用空氣熱以外的熱量的熱泵

這是一種利用地?zé)?、水源熱和太?yáng)能熱的熱泵,。無(wú)論哪種情況，熱源都必須在附近,，但熱量的傳播效率比空氣熱更有效,。

3.利用晶格振動(dòng)的熱泵

使用半導(dǎo)體的熱泵,。通過(guò)使電流通過(guò)熱電元件，元件中產(chǎn)生晶格運(yùn)動(dòng),。通過(guò)這種晶格運(yùn)動(dòng)傳遞熱量,，可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)的溫度控制。因此主要應(yīng)用于需要精確控溫的醫(yī)療儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)備,。然而,，性能越高,，熱泵的成本就越高,。

4.其他熱泵

最近，開(kāi)始出現(xiàn)同時(shí)利用熱傳導(dǎo)和汽化熱的熱泵,。正如您所看到的,，每年都在開(kāi)發(fā)新的熱泵技術(shù)，使得更有效地捕獲和儲(chǔ)存熱量成為可能,。

有關(guān)熱泵的其他信息

1,、熱泵性能指標(biāo)　

熱泵的性能用它能產(chǎn)生的制冷或制熱能力（kW）與消耗的功率（kW）之比來(lái)表示，這稱為能耗效率COP（性能系數(shù)）,。該值越高,，越能期待節(jié)能效果，特別是在空調(diào)中,，以制冷COP和制熱COP作為表示空調(diào)節(jié)能能力的指標(biāo),。

然而，COP表示恒溫環(huán)境下的能耗效率,，實(shí)際使用空調(diào)時(shí),，性能會(huì)根據(jù)室內(nèi)和室外溫度而變化。因此,，全年能耗效率APF（Annual Performance Factor）是目前主流的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),。APF是2006年9月修訂的節(jié)能法中取代COP的節(jié)能指標(biāo)而設(shè)立的，與COP不同,，它表示運(yùn)行一年內(nèi)的運(yùn)行效率,。因此，可以說(shuō)APF表現(xiàn)出更接近實(shí)際駕駛的運(yùn)行效率,。

2,、熱泵的優(yōu)缺點(diǎn)

我們將介紹熱泵的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，這是一種有效地從外部收集熱量并將其用作大型熱源的技術(shù),。

優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)從外部收集節(jié)能
熱量,，無(wú)需產(chǎn)生新的熱量，因此配備熱泵的電子設(shè)備的電費(fèi)相對(duì)較低,。
安全性高
發(fā)熱時(shí)不發(fā)生燃燒,，安全性高,。
預(yù)計(jì)減少二氧化碳排放
由于沒(méi)有燃燒過(guò)程，二氧化碳排放量相對(duì)較低,。

過(guò)失

容易受外部環(huán)境影響
熱泵從外部收集熱量,，因此當(dāng)外部溫度較低時(shí)，其效率實(shí)際上會(huì)降低,。

3.如何有效利用熱泵

圖 3. 熱泵溫差

熱泵在節(jié)省能源和成本方面表現(xiàn)出色,，因?yàn)樗鼈兛梢援a(chǎn)生超過(guò)功耗的制冷和制熱能力，但其缺點(diǎn)是容易受到外部環(huán)境的影響,。然而,，熱泵可以從微小的溫差中提取大量的能量。通過(guò)更有效地利用它,，預(yù)計(jì)可以進(jìn)一步節(jié)省能源,。

熱泵利用熱傳遞來(lái)加熱一側(cè)并冷卻另一側(cè)。通常情況下,，會(huì)使用其中一種,，但如果您構(gòu)建一個(gè)可以同時(shí)使用加熱和冷卻的系統(tǒng)，則可能會(huì)產(chǎn)生更大的節(jié)能效果,。

使用熱泵的另一種有效方法是使用地下熱量作為熱源,。與外界空氣相比，地下熱量的溫度全年變化較小,，因此地下和地下水的溫度夏季寒冷,，冬季溫暖。通過(guò)這樣做,，可以有效地利用地下未使用的熱量,，并可以大大減少二氧化碳的排放。

此外,，熱泵的最大特點(diǎn)是可以最大限度地利用工廠廢氣熱能,、溫泉水排放等難以直接利用的熱能。

什么是熱泵？熱泵的用途