正如水由高处流向低处那样，热量也总是从高温区流向低温区。但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。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。 　　

在运行中，蒸发器从周围环境中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸汽经压缩机压缩后温度和压力上升，高温蒸气通过冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了储水箱中的水。冷凝后的传热工质通过膨胀阀返回到蒸发器，然后再被蒸发，如此循环往复。　　

热泵的工作原理和家用空调、电冰箱等的工作原理基本相同，通过流动媒体(以前一般为氟利昂，现在由替代氟利昂所代替)在蒸发器、压缩机，冷凝器和膨胀阀等部品中的气相变化(沸腾和凝结)的循环来将低温物体的热量传递到高温物体中去。　　

具体工作过程如下：①过热液体介质在蒸发器内吸收低温物体的热量，蒸发成气体介质。②蒸发器出来的气体介质经过液压缩机的压缩，变为高温高压的气体介质。③高温高压的气体介质在冷凝器中将热能释放给给高温物体、同时自身变为高压液体介质。④高压液体介质在膨胀阀中减压，再变为过热液体介质，进入蒸发器，循环最初的过程。

热泵的性能一般用能效比(COP)来评价。能效比的定义为由低温物体传 到高温牧体的热量与所需的动力之比。通常热泵的能效比为3-4左右，也就是说，热泵能够将自身所需能 量的3到4倍的热能从低温物体传送到高温物体。现在欧美日都 在竞相开发新型的热泵。据报导新型的热泵的能效比可6到8。如果这一数值能够得到普及的话，这意味着能源将得到更有效的利用。热泵的普及率也将得到惊人的提高。目前热泵的最高出力温度为100度左右。　

由于氟利昂对地球大气臭氧有破坏作用，为了保护地球的生态环境，除了提高热泵的能效比，有效利用能源以外，各国科学还致力于新型冷冻媒体的开发。目前已有替代氟利昂的介质得到应用。　　热泵热水系统包括热泵主机和换热储水箱两部分。热泵主机部分包括风冷式蒸发器、压缩机及膨胀阀；换热储水箱为内置冷凝盘管的储热水箱。冷媒(工质)在蒸发管内吸收环境空气中的热量，通过热泵循环由冷凝盘管在水箱内释放热量，加热水箱中的水。　

热泵的系统一般由四部分组成：压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器。其工作过程为：低温低压的液态制冷剂（例如氟利昂），首先在蒸发器里从低温热源吸热并气化。然后压缩机抽取蒸发器里气化后的制冷剂气体并压缩到冷凝器内，此时制冷剂气体变成高温高压气体。该高温高压气体在冷凝器内放热给载体自身变成高温高压液体制冷剂。再经节流阀截流成低温低压液态制冷剂。如此就完成一个循环

热泵空调里面有一个四通换向阀,在制冷工况下，室内热交换器就是蒸发器，室外热交换器就是冷凝器。冬季供热的时候，四通换向阀切换，改变冷媒的流向，此时，室内热交换器就是冷凝器，室外热交换器就是蒸发器。由于冬季往外出冷风，换热器要结霜，所以等结霜到一定程度时，四通换向阀再切换，空调变成夏季制冷工况，室外热交换器得到热量，化霜，化霜完毕后，四通阀再切换到制热状态。除霜时，为了防止向室内吹冷风，故室内机的风机停止运转。　

热泵是以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统，它被形象的称为“热量倍增器”。目前在市场上广泛出现的家用冷暖空调器上，就已经广泛地应用了热泵制热，其能效比已高达3以上。那么，利用热泵的原理来制取热水，消耗一度电所获得的热水，比普通电热水器消耗三度电所获得的热水还要多，这是传统热水器所不能企及的。 　　

本系统中风冷热泵夏季运行，水供入蒸发器，蒸发器吸收水的热量产生冷冻水，提供给除湿机，起制冷作用，制冷剂进入冷凝器放热，由散热风机将能量带走到空气中，冬季通过四通换向阀的作用，蒸发器吸收室外空气的热量，在冷凝器中放热给水，产生热水机组，提供除湿机，起加热作用，如此往复循环。 　　

冬季室外的空气温度对热泵的效率有很大的影响，温度过低不利于热泵的作用效率，所以一般辅助加热方式，这里我们采用电加热热水器，制备出热水，与热泵机组产生的热水有比例的混合，提供出恒温的热水，满足空调设备的要求. 　　

整个系统通过室温传感器，温度计，压力表，流量计等输出信号，采用比例积分法，自动控制水泵，机组的启停，阀门的开启程度，使机组变流量节能运行，保持设备的安全，提供出恒温水源。热泵在工作时，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，通过传热工质循环系统提高温度进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为输出功中的一小部分，因此，采用热泵技术可以节约大量高品位能源。

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