正如水由高處流向低處那樣，熱量也總是從高溫區(qū)流向低溫區(qū)。但人們可以創(chuàng)造機器，如同把水從低處提升到高處而采用水泵那樣，采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。所以熱泵實質(zhì)上是一種熱量提升裝置，熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱量，并把它傳遞給被加熱的對象（溫度較高的物體），其工作原理與制冷機相同，都是按照逆卡諾循環(huán)工作的，所不同的只是工作溫度范圍不一樣。 　　

在運行中，蒸發(fā)器從周圍環(huán)境中吸取熱量以蒸發(fā)傳熱工質(zhì)，工質(zhì)蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮后溫度和壓力上升，高溫蒸氣通過冷凝器冷凝成液體時，釋放出的熱量傳遞給了儲水箱中的水。冷凝后的傳熱工質(zhì)通過膨脹閥返回到蒸發(fā)器，然后再被蒸發(fā)，如此循環(huán)往復(fù)。　　

熱泵的工作原理和家用空調(diào)、電冰箱等的工作原理基本相同，通過流動媒體(以前一般為氟利昂，現(xiàn)在由替代氟利昂所代替)在蒸發(fā)器、壓縮機，冷凝器和膨脹閥等部品中的氣相變化(沸騰和凝結(jié))的循環(huán)來將低溫物體的熱量傳遞到高溫物體中去。　　

具體工作過程如下：①過熱液體介質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸收低溫物體的熱量，蒸發(fā)成氣體介質(zhì)。②蒸發(fā)器出來的氣體介質(zhì)經(jīng)過液壓縮機的壓縮，變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w介質(zhì)。③高溫高壓的氣體介質(zhì)在冷凝器中將熱能釋放給給高溫物體、同時自身變?yōu)楦邏阂后w介質(zhì)。④高壓液體介質(zhì)在膨脹閥中減壓，再變?yōu)檫^熱液體介質(zhì)，進入蒸發(fā)器，循環(huán)最初的過程。

熱泵的性能一般用能效比(COP)來評價。能效比的定義為由低溫物體傳 到高溫牧體的熱量與所需的動力之比。通常熱泵的能效比為3-4左右，也就是說，熱泵能夠?qū)⒆陨硭枘?量的3到4倍的熱能從低溫物體傳送到高溫物體。現(xiàn)在歐美日都 在競相開發(fā)新型的熱泵。據(jù)報導(dǎo)新型的熱泵的能效比可6到8。如果這一數(shù)值能夠得到普及的話，這意味著能源將得到更有效的利用。熱泵的普及率也將得到驚人的提高。目前熱泵的最高出力溫度為100度左右。　

由于氟利昂對地球大氣臭氧有破壞作用，為了保護地球的生態(tài)環(huán)境，除了提高熱泵的能效比，有效利用能源以外，各國科學還致力于新型冷凍媒體的開發(fā)。目前已有替代氟利昂的介質(zhì)得到應(yīng)用。　　熱泵熱水系統(tǒng)包括熱泵主機和換熱儲水箱兩部分。熱泵主機部分包括風冷式蒸發(fā)器、壓縮機及膨脹閥；換熱儲水箱為內(nèi)置冷凝盤管的儲熱水箱。冷媒(工質(zhì))在蒸發(fā)管內(nèi)吸收環(huán)境空氣中的熱量，通過熱泵循環(huán)由冷凝盤管在水箱內(nèi)釋放熱量，加熱水箱中的水。　

熱泵的系統(tǒng)一般由四部分組成：壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器。其工作過程為：低溫低壓的液態(tài)制冷劑（例如氟利昂），首先在蒸發(fā)器里從低溫熱源吸熱并氣化。然后壓縮機抽取蒸發(fā)器里氣化后的制冷劑氣體并壓縮到冷凝器內(nèi)，此時制冷劑氣體變成高溫高壓氣體。該高溫高壓氣體在冷凝器內(nèi)放熱給載體自身變成高溫高壓液體制冷劑。再經(jīng)節(jié)流閥截流成低溫低壓液態(tài)制冷劑。如此就完成一個循環(huán)

熱泵空調(diào)里面有一個四通換向閥,在制冷工況下，室內(nèi)熱交換器就是蒸發(fā)器，室外熱交換器就是冷凝器。冬季供熱的時候，四通換向閥切換，改變冷媒的流向，此時，室內(nèi)熱交換器就是冷凝器，室外熱交換器就是蒸發(fā)器。由于冬季往外出冷風，換熱器要結(jié)霜，所以等結(jié)霜到一定程度時，四通換向閥再切換，空調(diào)變成夏季制冷工況，室外熱交換器得到熱量，化霜，化霜完畢后，四通閥再切換到制熱狀態(tài)。除霜時，為了防止向室內(nèi)吹冷風，故室內(nèi)機的風機停止運轉(zhuǎn)。　

熱泵是以冷凝器放出的熱量來供熱的制冷系統(tǒng)，它被形象的稱為“熱量倍增器”。目前在市場上廣泛出現(xiàn)的家用冷暖空調(diào)器上，就已經(jīng)廣泛地應(yīng)用了熱泵制熱，其能效比已高達3以上。那么，利用熱泵的原理來制取熱水，消耗一度電所獲得的熱水，比普通電熱水器消耗三度電所獲得的熱水還要多，這是傳統(tǒng)熱水器所不能企及的。 　　

本系統(tǒng)中風冷熱泵夏季運行，水供入蒸發(fā)器，蒸發(fā)器吸收水的熱量產(chǎn)生冷凍水，提供給除濕機，起制冷作用，制冷劑進入冷凝器放熱，由散熱風機將能量帶走到空氣中，冬季通過四通換向閥的作用，蒸發(fā)器吸收室外空氣的熱量，在冷凝器中放熱給水，產(chǎn)生熱水機組，提供除濕機，起加熱作用，如此往復(fù)循環(huán)。 　　

冬季室外的空氣溫度對熱泵的效率有很大的影響，溫度過低不利于熱泵的作用效率，所以一般輔助加熱方式，這里我們采用電加熱熱水器，制備出熱水，與熱泵機組產(chǎn)生的熱水有比例的混合，提供出恒溫的熱水，滿足空調(diào)設(shè)備的要求. 　　

整個系統(tǒng)通過室溫傳感器，溫度計，壓力表，流量計等輸出信號，采用比例積分法，自動控制水泵，機組的啟停，閥門的開啟程度，使機組變流量節(jié)能運行，保持設(shè)備的安全，提供出恒溫水源。熱泵在工作時，它本身消耗一部分能量，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量加以挖掘，通過傳熱工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)提高溫度進行利用，而整個熱泵裝置所消耗的功僅為輸出功中的一小部分，因此，采用熱泵技術(shù)可以節(jié)約大量高品位能源。

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