热泵相关概述

第一节热泵的定义及分类

一、热泵的概念

热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。人们所熟悉的“泵”是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置。

我国热泵市场的销售渠道主要是企业自营模式、代理模式和二者的混合模式三大类。

直营模式是企业在各地开设分公司或派出业务人员直接经营，这种模式主要以商用机为主，家用机此种模式较少。直营模式受企业实力和能力的限制，难以做强做大。经销制模式是厂家在各地建立派出机构，拓展渠道，前期派出业务人员进行辅导性工作,后期由经销商独立完成市场操作，这种模式存在的问题是企业和经销商利益博弈的后果常常是二者分家，渠道不稳定。第三种是混合模式。智研咨询数据显示，由一些企业在周边市场采用直销模式，而在外埠市场采取经销制。从行业内看，经销商模式占据很大比例。总体上看，热泵行业的销售渠道建设还处在初级阶段，非常适合的渠道模式以及渠道管理方式仍然不很确定。

二、热泵与制冷机的区别

1、当使用目的是从低温热源吸收热量是，系统称为制冷机；当使用目的是向高温热源释放热量时，系统称为热泵。

2、制冷循环和热泵都是消耗外功或热能而实现热由低温传向高温的。制冷循环的目的是获得低温，热泵的目的是获得高温。热泵工作时，环境作为低温热源, 而制冷机工作时，环境是高温热源。

3、热泵是一种以冷凝器放出的热量对被调节环境进行供热的一种制冷系统。就热泵系统的热物理过程而言，从工作原理或热力学的角度看，它是制冷机的一种特殊使用型式。它与一般制冷机的主要区别在于：

（1）使用的目的不同。热泵的目的在于制热，研究的着眼点是工质在系统高压侧通过换热器与外界环境之间的热量交换；制冷机的目的在于制冷或低温，研究的着眼点是工质在系统低压侧通过换热器与外界之间的换热；

（2）系统工作的温度区域不同。热泵是将环境温度作为低温热源，将被调节对象作为高温热源；制冷机则是将环境温度作为高温热源，将被调节对象作为低温热源。因而，当环境条件相当时，热泵系统的工作温度高于制冷系统的工作温度。

三、热泵的分类

(一)空气源热泵

以空气作为“源体”，空气源热泵，通过冷媒作用，进行能量转移。目前的产品主要是家用热泵空调器、商用单元式热泵空调机组和热泵冷热水机组。热泵空调器已占到家用空调器销量的40—50%，年产量为400 余万台。热泵冷热水机组自90 年代初开始，在夏热冬冷地区得到了广泛应用，据不完全统计，该地区部分城市中央空调冷热源采用热泵冷热水机组的已占到20—30%，而且应用范围继续扩大并有向此移动的趋势。

(二)水源热泵

以地下水作为冷热"源体"，在冬季利用热泵吸收其热量向建筑物供暖，在夏季热泵将吸收到的热量向其排放、实现对建筑物供冷。虽然目前空气能热泵机组在我国有着相当广泛的应用，但它存在着热泵供热量随着室外气温的降低而减少

和结霜问题，而水源热泵克服了以上不足，而且运行可靠性又高，近年来国内应用有逐渐扩大的趋势。

(三)地源热泵

地源热泵是以大地为热源对建筑进行空调的技术，冬季通过热泵将大地中的低位热能提高对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量，以备冬用。由于其节能、环保、热稳定等特点，引起了世界各国的重视。欧美等发达国家地源热泵的利用已有几十年的历史，特别是供热方面已积累了大量设计、施工和运行方面的资料和数据。

(四)复合热泵

为了弥补单一热源热泵存在的局限性和充分利用低位能量，运用了各种复合热泵。如空气-空气热泵机组、空气-水热泵机组、水-水热泵机组、水-空气热泵机组、太阳-空气源热泵系统、空气回热热泵、太阳-水源热泵系统、热电水三联复合热泵、土壤-水源热泵系统等。

1、太阳-空气热源热泵系统

太阳-空气热源热泵系统是在传统的空气热源热泵系统的基础上，利用太阳能热源而新开发的系统。它可以制冷、供热、供生活热水，是一种利用自然能源、无污染、适用性广、效率高的新型冷热源系统。

2、土壤-水热泵系统

土壤-水热泵（下称土壤热泵）可利用低品位的土壤热能提供热水或向建筑物供暖。美国、德国及瑞典等北欧国家，已有上万台此类热泵装置在运行，土壤热泵技术已趋成熟，并迅速地加以推广使用。目前正在制订土壤热泵用于供暖的

技术规范。

3、太阳能-水源热泵空调系统

太阳能水源热泵系统由三部分组成，即太阳能集热系统、水源热泵系统和热水供应系统。其系统是将建筑物的消防水池作为蓄水供应系统。以解决太阳能的间歇性和不稳定性。当环路水温高于35℃时，水源热泵空调系统同消防水池断开，冷却塔投入运行，当环路水温在15~35℃之间时，太阳能作为冷却塔停止运行，生活热水供应的热源收集的太阳能用来加热生活用水；当环路水温低于15℃时，环路与消防水池连通，太阳能水源热泵空调系统吸收太阳能。若仍有多余的太阳能时，可继续加热生活用水。

热泵除上述四类以外，还有喷射式热泵、吸收式热泵、工质变浓度容量调节式热泵及以CO2 为工质的热泵系统。

第二节热泵的由来及应用情况

一、热泵的起源及发展历史

1、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。1852年威廉.汤姆逊（WillianThnmson）发表了一篇论文，首先提出一种热泵设想。

在十九世纪七十年代，应用这些原理的制冷设备的开发工作得到了迅速的发展。在开发制冷设备这一历史时期内，热泵的开发工作却落到了后面，这主要是因为热泵的开发工作主要取决于能源费用和能源有效利用率，同时也取决于各种可能利用其它加热器的使用情况等。