一，什么是熱泵？
簡(jiǎn)單的說(shuō)就是運(yùn)用逆卡諾原理，通過(guò)壓縮機(jī)對(duì)介質(zhì)的壓縮，使其在運(yùn)動(dòng)中發(fā)生物理形態(tài)變化，從而將空氣中大量的低溫?zé)崮芪者M(jìn)來(lái)，聚集成高溫?zé)崮�，并傳輸至水中將水加熱�?/span>
熱泵熱水機(jī)組遵循能量守恒定律和熱力學(xué)第2定律，運(yùn)用熱泵的原理，只需要消耗一小部分的機(jī)械功（電能），將處于低溫環(huán)境（大氣或地下水等）下的熱量轉(zhuǎn)移到高溫環(huán)境下的熱水器中，去加熱制取高溫的熱水。熱泵可以與水泵相比擬，水是不能自發(fā)地從低處流向高處，要將低處的水輸送到高處，必須用一臺(tái)水泵，消耗一部分電力，才能將水送到高處的水箱中。同樣，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量也是不能自發(fā)地從低溫環(huán)境向高溫環(huán)境中轉(zhuǎn)移（傳送），而要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，必須要有一臺(tái)機(jī)器，消耗一部分機(jī)械功（例如電能），才能將低溫環(huán)境中的熱量傳送到高溫環(huán)境中去。這樣的機(jī)器就稱(chēng)之為“熱泵”。熱泵的作用是將空氣中或低溫水中的熱量取出，連同本身所用的電能轉(zhuǎn)變成的熱能，一起送到高溫環(huán)境中去應(yīng)用。
熱泵系統(tǒng)原理圖
要搞清楚熱泵的工作原理，首先要懂得制冷系統(tǒng)的工作原理。制冷系統(tǒng)（壓縮式制冷）一般由四部分組成：壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器。其工作過(guò)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（例如空調(diào)室內(nèi)機(jī)）里從高溫?zé)嵩矗ɡ绯乜諝猓┪鼰岵饣傻蛪赫魵�。然后制冷劑氣體在壓縮機(jī)內(nèi)壓縮成高溫高壓的蒸氣，該高溫高壓氣體在冷凝器內(nèi)被低溫?zé)嵩矗ɡ缋鋮s水）冷卻凝結(jié)成高壓液體。再經(jīng)節(jié)流元件（毛細(xì)管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥等）節(jié)流成低溫低壓液態(tài)制冷劑。如此就完成一個(gè)制冷循環(huán)。
對(duì)于一臺(tái)分體式熱泵空調(diào)來(lái)說(shuō)，夏天制冷時(shí)就是以室外機(jī)為冷凝器、室內(nèi)機(jī)為蒸發(fā)器，運(yùn)行時(shí)就把室內(nèi)的熱輸送到了室外。而冬季則以室內(nèi)機(jī)為冷凝器、室外機(jī)為蒸發(fā)器，這樣就把室外的熱量輸送到了室內(nèi)，通常這些是通過(guò)四通換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的。熱泵空調(diào)里面有一個(gè)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（夏天往外呼呼出熱風(fēng)的那個(gè)東西）就是冷凝器。冬季供熱的時(shí)候，四通換向閥切換，改變冷媒的流向，此時(shí)，室內(nèi)熱交換器就是冷凝器，室外熱交換器（冬天往外呼呼出冷風(fēng)的那個(gè)東西）就是蒸發(fā)器。
二，熱泵的發(fā)展史
薩迪•卡諾
也許很多人都不認(rèn)得這個(gè)人，但對(duì)于卡諾原理以及逆卡諾原理卻再熟悉不過(guò)卡諾原理就是以薩迪•卡諾SadiCarnot的名字來(lái)命名的。1824年,這位法國(guó)青年工程師卡諾研究并發(fā)現(xiàn)了“卡諾循壞”，它是一種理想熱機(jī)的效率,這種熱機(jī)的循環(huán)過(guò)程叫做“卡諾循環(huán)”。不幸的是，卡諾1832年病逝，享年36歲，而他的理論直到45年后才被真正應(yīng)用。
卡爾•馮•林德
1877年，德國(guó)慕尼黑工學(xué)院教授卡爾•馮•林德，發(fā)明設(shè)計(jì)出第一臺(tái)以氨為制冷工質(zhì)的制冷機(jī)。其實(shí)在林德教授之前還有一位AcobPerkins雅各布•帕金斯的美國(guó)工程師，他于1834年發(fā)明了世界上第一臺(tái)壓縮式制冷裝置，這是現(xiàn)代壓縮式制冷系統(tǒng)的雛形。也因此帕金斯還獲得了英國(guó)頒布的第一個(gè)冷凍器專(zhuān)利。
而林德教授的制冷機(jī)卻影響甚遠(yuǎn)，一百三十年來(lái)，其制冷技術(shù)原理與工藝方法一直沿革至今，沒(méi)有什么原則性的改進(jìn)與變化，所不同的只是改換了制冷工質(zhì)。
威利斯·哈維蘭·開(kāi)利
Willis HavilandCarrier威利斯·哈維蘭·開(kāi)利，這個(gè)名字，已經(jīng)如雷貫耳了。很多人也稱(chēng)他為開(kāi)利博士或“空調(diào)之父”。 1915年，開(kāi)利博士與6 個(gè)朋友集資32萬(wàn)美元，成立開(kāi)利公司；1902年，開(kāi)利博士發(fā)明了第一套、也是空調(diào)史上具有里程碑地位的產(chǎn)品一一離心式空調(diào)機(jī)。
E·J科伯蘭德
E·J科伯蘭德是美國(guó)的卡爾·維納特KE-LVZNATOR公司的工程師，他發(fā)于1918年設(shè)計(jì)發(fā)明了世界上第一臺(tái)相對(duì)成熟的電冰箱。這也是人類(lèi)歷史上的一個(gè)重大創(chuàng)舉。
三，氟空調(diào)與空氣能熱泵的區(qū)別
我們知道空調(diào)機(jī)組是由四部分組成：壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器以及其他配件組成的，我們平日常見(jiàn)的分體，中央空調(diào)都是氟空調(diào)。而空氣能熱泵空調(diào)就是多了一個(gè)交換器，我們稱(chēng)之為板換，將機(jī)器制造的能量轉(zhuǎn)換到水里去，將水加熱或冷卻，所以我們現(xiàn)在看到的所有在空氣中交換能量的家用空調(diào)，冰箱都是空氣能熱泵，為了區(qū)別氟系統(tǒng)冷暖機(jī)組與水冷暖機(jī)組而將水冷暖機(jī)組筒稱(chēng)為熱泵系統(tǒng)，也可以將其稱(chēng)之為氟水空調(diào)。
水冷暖空調(diào)原理圖
四，空氣源，地源熱泵的區(qū)別？
空氣源熱泵是將空氣中大量的低溫?zé)崮芡ㄟ^(guò)壓縮機(jī)的·壓縮而變?yōu)楦邷責(zé)崃�，我們稱(chēng)之為空氣源熱泵。地源熱泵是將土壤中的大量低溫?zé)嵩赐ㄟ^(guò)壓縮機(jī)的壓縮而變?yōu)楦邷責(zé)崃课覀兎Q(chēng)之為地源熱泵。所以空氣源熱泵與地源熱泵沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，只是換熱的地點(diǎn)不同罷了。
五，熱泵水冷暖方式的優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)：
由于熱泵系統(tǒng)是水冷暖方式舒適性，安全性是非常明顯的，主要有以下幾大方面的優(yōu)勢(shì)：
1，節(jié)能：熱泵系統(tǒng)本身是不發(fā)熱的·，只是用少量的電能將自然界的熱能吸收進(jìn)來(lái)，（大自熱熱量的搬運(yùn)工）所以費(fèi)用只是電熱水器的1/4，燃?xì)鉄崴鞯?/3，電輔加熱太陽(yáng)能熱水器的2/3。
2，安全：首先熱泵的制熱不是電器元件在水中加熱的方式，而是介質(zhì)在流動(dòng)中的形態(tài)變化將熱量從大自然中搬進(jìn)來(lái)，從而避免電加熱可能的漏電風(fēng)險(xiǎn)，其次如果是大型的中央空調(diào)，如果只用介質(zhì)（氟利昂）作為整個(gè)末端的換熱載體的話，其二介質(zhì)的數(shù)量很大，如果在一個(gè)較小的密閉房間泄漏的話，將對(duì)人造成傷害。其三也沒(méi)有燃?xì)鉄崴骺赡艿娜細(xì)庑孤┗蛑卸局?lèi)的危險(xiǎn)。
3， 舒適：空氣能水冷暖系統(tǒng)的舒適性是與氟冷暖空調(diào)相比較得出的結(jié)論。在制冷的狀態(tài)下氟機(jī)出風(fēng)口的溫度一般在7-10度，并且是不可以調(diào)節(jié)的，這樣的溫度吹到人的身體上是很不舒服的，特別是年齡較大的人容易引起身體的不適，而且這樣的出風(fēng)溫度會(huì)將室內(nèi)的水分抽干，使得空氣太干燥，所謂“空調(diào)病”就是這么產(chǎn)生的。末端是水冷暖方式就不同了，由于水溫度是可以調(diào)節(jié)的，可以根據(jù)人體和房間的需要調(diào)節(jié)出水溫度，使之更加舒適。另外冬天空調(diào)有一個(gè)化霜過(guò)程，化霜時(shí)不是給室內(nèi)供熱，而是給室外機(jī)供熱，所以在氣候很潮濕的冬天，氟空調(diào)的制熱效果大大下降，而水冷暖系統(tǒng)的水在主機(jī)化霜時(shí)一直是循環(huán)供熱的，如果在加一個(gè)緩沖水箱，水的儲(chǔ)能功能加強(qiáng)，可在機(jī)器化霜時(shí)繼續(xù)供熱，以有效的保持房間的溫度不變。
4，靈活：由于空氣源熱泵是制熱水或冷水調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，所以就能與太陽(yáng)能板，燃?xì)忮仩t等組成多熱源的供熱系統(tǒng)，以滿足不同用戶(hù)的需求。冷暖末端也可以采用頂側(cè)出風(fēng)，頂，地，墻輻射等多種散熱方式，從而達(dá)到最舒適的效果。
5，缺點(diǎn)：由于水系統(tǒng)空調(diào)是在氟空調(diào)的基礎(chǔ)上加了氟水換熱裝置，所以機(jī)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜了，由于多了水路，在安裝中增加了許多外圍水配件，如水泵，壓差旁通閥，水流開(kāi)關(guān)，膨脹管，緩沖水箱，以及自動(dòng)化配電設(shè)備，更增加了安裝的難度，對(duì)安裝工程的要求比較高，而氟中央空調(diào)是完全不同的，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝容易，加上沒(méi)有任何其他品牌的外圍配件，故障率相對(duì)比較低。所以選擇水系統(tǒng)空調(diào)必須選擇一個(gè)好的品牌和技術(shù)全面的水系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)安裝公司是非常重要的。
由于水冷暖系統(tǒng)相比氟機(jī)更加符合人體的健康需求，所以被歐美發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛運(yùn)用。氟機(jī)盛產(chǎn)于日本，因其體積小價(jià)格便宜，并且對(duì)于面積空間，制冷，制熱快而在中國(guó)乃至亞洲地區(qū)，隨著生活水平的提高，日本國(guó)內(nèi)早已摒棄使用氟機(jī)空調(diào)，隨著社會(huì)的發(fā)展，中國(guó)消費(fèi)者的觀念也將發(fā)生改變，水系統(tǒng)冷暖方式正在逐步走向人們的生活。
