不同熱泵技術運行原理及應用現狀

　　熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源流向高位熱源的裝置。現在我國主要利用的熱泵技術，按低位熱源分：水源(海水、污水、地下水、地表水等)熱泵，地源(包括土壤、地下水)熱泵，以及空氣源熱泵。相應的我國熱泵技術分為三類：水源熱泵，地源熱泵，以及空氣源熱泵。每種熱泵技術都有其相應的優缺點以及應用條件，在適當的場所應用適當的熱泵種類及型號無疑將有助于提升低品位能源的利用效率，進而推進節能減排事業的發展。

　　熱泵技術原理介紹

　　空氣源熱泵：空氣源熱泵技術是基于逆卡諾循環原理建立起來的一種節能、環保制熱技術。空氣源熱泵系統通過自然能(空氣蓄熱)獲取低溫熱源，經系統高效集熱整合后成為高溫熱源，用來取(供)暖或供應熱水，整個系統集熱效率甚高。冬天熱泵是以制冷劑為熱媒，在空氣中吸收熱能(在蒸發器中間接換熱)，經壓縮機將低溫位的熱能提升為高溫位熱能，加熱系統循環水(在冷凝器中間接換熱)。夏天熱泵是以制冷劑為冷媒，在空氣中吸收冷量(在冷凝器器中間接換熱)，經壓縮機將高溫位的熱能降低為低溫位冷能，制冷系統循環水(在蒸發器中間接換熱)。

　　水源熱泵：水源熱泵技術是利用地球表面淺層水源中吸收的太陽能和地熱能而形成的低溫低位熱能資源，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現低位熱能向高位熱能轉移的一種技術。水源熱泵機組工作的大致原理是，夏季將建筑物中的熱量轉移到水源中，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，而冬季，則從水源中提取熱量。其具體工作原理為：在制冷模式時，高溫高壓的制冷劑氣體從壓縮機出來進入冷凝器，制冷劑向冷卻水(地下水)中放出熱量,形成高溫高壓液體，并使冷卻水水溫升高。制冷劑再經過膨脹閥膨脹成低溫低壓液體，進入蒸發器吸收冷凍水(建筑制冷用水)中的熱量，蒸發成低壓蒸汽，并使冷凍水水溫降低。低壓制冷劑蒸汽又進入壓縮機壓縮成高溫高壓氣體，如此循環在蒸發器中獲得冷凍水。在制熱模式時，高溫高壓的制冷劑氣體從壓縮機出來進入冷凝器，制冷劑向供熱水(建筑供暖用水)中放出熱量而冷卻成高壓液體，并使供熱水水溫升高。制冷劑再經過膨脹閥膨脹成低溫低壓液體，進入蒸發器吸收低溫熱源水(地下水)中的熱量，蒸發成低壓蒸汽，并使低溫熱源水水溫降低。低壓制冷劑蒸汽又進入壓縮機壓縮成高溫高壓氣體，如此循環在冷凝器中獲得供熱水。

　　地源熱泵：地源熱泵原理是：冬季，熱泵機組從地源(淺層水體或巖土體)中吸收熱量，向建筑物供暖;夏季，熱泵機組從室內吸收熱量并轉移釋放到地源中，實現建筑物空調制冷。地源熱泵系統在制冷狀態下，地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功，使其進行汽-液轉化的循環。通過冷媒/空氣熱交換器內冷媒的蒸發將室內空氣循環所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環的同時再通過冷媒/水熱交換器內冷媒的冷凝，由循環水路將冷媒中所攜帶的熱量吸收，最終通過室外地能換熱系統轉移至地下水或土壤里。地源熱泵系統在制熱狀態下，地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功，并通過四通閥將冷媒流動方向換向。由室外地能換熱系統吸收地下水或土壤里的熱量，通過水源熱泵機組系統內冷媒的蒸發，將水路循環中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環的同時再通過冷媒/空氣熱交換器內冷媒的冷凝，由空氣循環將冷媒所攜帶的熱量吸收。

　　不同熱泵技術的應用現狀

　　空氣源熱泵技術的應用

　　目前的產品主要是家用熱泵空調器、商用單元式熱泵空調機組和熱泵冷熱水機組。熱泵空調器已占到家用空調器銷量的40—50%，年產量為400余萬臺。熱泵冷熱水機組自90年代初開始，在夏熱冬冷地區得到了廣泛應用，據不完全統計，該地區部分城市中央空調冷熱源采用熱泵冷熱水機組的已占到20—30%，而且應用范圍繼續擴大并有向此移動的趨勢。

　　水源熱泵技術的應用

　　雖然目前空氣能熱泵機組在我國有著相當廣泛的應用，但它存在著熱泵供熱量隨著室外氣溫的降低而減少和結霜問題，而水源熱泵克服了以上不足，而且運行可靠性又高，近年來國內應用有逐漸擴大的趨勢。

　　地源熱泵技術的應用

　　由于其節能、環保、熱穩定等特點，引起了世界各國的重視。歐美等發達國家地源熱泵的利用已有幾十年的歷史，特別是供熱方面已積累了大量設計、施工和運行方面的資料和數據。

　　熱泵技術應用在低品位能源利用方面的貢獻

　　熱泵是一種高效節能裝置，可是實現輸入較小的代價，得到較大的收益。因此，應用熱泵技術可以實現對室外可再生能源(太陽能、水源、地熱、空氣能等低品位熱源)的利用，是空調領域內實施建筑節能的重要途徑之一，對于節約常規能源、緩解大氣污染和溫室效應起到積極的作用。熱泵技術的應用經過長時間的實踐證明，是值得在建筑節能中推廣的新型技術，并被政府高度重視、積極推進、大力支持。對推動整個節能減排事業起到了積極的作用。

　　隨著能源形勢日趨嚴峻，節能減排越來越稱為當前社會面臨的重要問題。低品位余熱是節能減排的重要組成部分，其利用技術對可持續發展和環境保護具有深遠影響。著眼于熱泵技術的發展與成熟，在未來的空調行業發展中，應多利用熱泵技術，對可再生能源進行合理利用。作為將要致力于制冷行業的應屆畢業生，應努力學習相關專業知識，在總結前人成果的前提下，設計出更好的空調系統，從而為世界范圍內節能減排的發展做出貢獻。