热泵

热泵原理：
在自然界中，水总由高处流向低处，热量也总是从高温传向低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高处，从而实现水的由低处向高处流动，热泵同样可以把热量从低温传递到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一样。

热泵技术是全世界近年来倍受关注的一项新型能源技术，其基本原理基于逆卡诺循环，采用电能驱动，从低温热源中吸取热量，并将其传输给高温热源以供使用，传输到高温热源中的热量不仅大于所消耗的能量，而且大于从低温热源中吸收的能量，在标准工况下，系统消耗一个单位的能量，从低温热源中提取二个单位的能量，合在一起输出三个单位的能量。

制热四个过程原理：
一台压缩式热泵装置，主要有蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四部分组成，通过让工质不断完成蒸发（吸取环境中的热量） →压缩→冷凝（放出热量）→节流→再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中。

（1）压缩过程
蒸发后的运行工质被吸入压缩机，通过压缩机的压缩功能，将工质压缩成高压高温气体，使其对于较低温度的自来水易于放热、液化。
（2） 冷凝过程
从压缩机排出的高压高温工质被常温的自来水吸收热量而变成的液态工质。
（3） 节流过程
把液化后的工质送入热泵主机蒸发器之前，利用毛细管的压力差，使工质在保温水箱的冷凝器内冷凝降压，将它变成即使在低温下也易于蒸发的状态。
（4） 蒸发过程
液态工质从周围空气中吸收热量而不断蒸发汽化，被吸收热量后的空气变为“冷气”。

热泵在工作时，把环境介质中贮存的能量QA在蒸发器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即压缩机耗电QB；通过工质循环系统在冷凝器中进行放热QC，QC=QA+QB，由此可以看出，热泵输出的能量为压缩机做的功QB和热泵从环境中吸收的热量QA；因此，采用热泵技术可以节约大量的电能。

热泵制热原理：
热泵热水器是空调器的演变产品，在制冷系统中装上电磁四通阀（又称换向阀），通过四通阀的切换方向，改变制冷剂的流动方向， 空调器就能制热。压缩机排出的高温高压蒸汽状的制冷剂流向保温水箱里的冷凝器，将热量传给通过水箱的自来水，然后通过毛细管节流降压，在室外热泵主组的蒸发器中蒸发吸热，用工质吸收室外空气中的热量。热泵热水器就是这样吸收室外空气中的热量，向保温水箱内自来水传递，它比单纯用电加热器制热更能省电、快速、安全，且室外热能潜力无限大。

热泵制热时，如果热泵主机换热器的温度太低，则冷凝水会在热泵主机换热器上结霜，影响制热效果，此时必须进入化霜工况运行，热泵主机换热器放热化霜，等结霜化去后重新开始制热。

热泵技术发展史：
热泵的理论起源于十九世纪早期卡诺的著作，他在 1824年发表关于卡诺循环的论文，这个理论经过30年后，在1850年初开尔文（L.Kelvin）提出：冷冻装置可以用于加热，之后许多科学家和工程师对热泵进行了大量研究，这种研究持续了80年之久。

1912年瑞士的苏黎世已成功安装一套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，并以此申报专利，这就是早期的水源热泵系统，也是世界上第一套热泵系统。热泵工业在20世纪40年代到50年代早期得到迅速发展，到1943年大型热泵的数量已相当客观。1948年小型热泵的开发工作有了很大的进展，家用热泵和工业建筑用的热泵大批投放市场。热泵工业在20世纪50年代到60年代初（1952-1963）这10年中，又经历着迅速成长的阶段。由于热泵可以把制冷与采暖合用一套装置，而热泵若在电力充足而电能价格又便宜的地区使用时，其运行费用甚低。因此，用户对热泵产生兴趣，使热泵进入了早期发展阶段。 20 世纪 70 年代初期， 由于“能源危机”的出现，热泵又以其回收低温废热，节约能源的特点，在产品经改进后，重新登上历史舞台，受到了人们的青睐。比如美国，热泵的产量从1971 年的 8.2 万套 / 年猛增至 1976 年的 30 万套 / 年， 1977 年再次跃升为 50 万套 / 年，而此时日本后来居上，年产量已超过 50 万套。在欧美大多数发达国家，如澳大利亚、英国、法国、德国、北欧南欧的一些国家，热泵产品已经进入了大多数家庭。

参考链接：
1、节能应对危机 空气能热水器实现新能源家装
2、热泵原理