一，什么是熱泵？
簡單的說就是運用逆卡諾原理，通過壓縮機對介質的壓縮，使其在運動中發(fā)生物理形態(tài)變化，從而將空氣中大量的低溫熱能吸收進來，聚集成高溫熱能，并傳輸至水中將水加熱。
熱泵熱水機組遵循能量守恒定律和熱力學第2定律，運用熱泵的原理，只需要消耗一小部分的機械功（電能），將處于低溫環(huán)境（大氣或地下水等）下的熱量轉移到高溫環(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)境中轉移（傳送），而要實現(xiàn)這個目的，必須要有一臺機器，消耗一部分機械功（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。這樣的機器就稱之為“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變成的熱能，一起送到高溫環(huán)境中去應用。
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、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（例如空調室內機）里從高溫熱源（例如常溫空氣）吸熱并氣化成低壓蒸氣。然后制冷劑氣體在壓縮機內壓縮成高溫高壓的蒸氣，該高溫高壓氣體在冷凝器內被低溫熱源（例如冷卻水）冷卻凝結成高壓液體。再經節(jié)流元件（毛細管、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。如此就完成一個制冷循環(huán)。
對于一臺分體式熱泵空調來說，夏天制冷時就是以室外機為冷凝器、室內機為蒸發(fā)器，運行時就把室內的熱輸送到了室外。而冬季則以室內機為冷凝器、室外機為蒸發(fā)器，這樣就把室外的熱量輸送到了室內，通常這些是通過四通換向閥來實現(xiàn)的。熱泵空調里面有一個四通換向閥。在制冷工況下，室內熱交換器就是蒸發(fā)器，室外熱交換器（夏天往外呼呼出熱風的那個東西）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，室內熱交換器就是冷凝器，室外熱交換器（冬天往外呼呼出冷風的那個東西）就是蒸發(fā)器。
二，熱泵的發(fā)展史
薩迪•卡諾
也許很多人都不認得這個人，但對于卡諾原理以及逆卡諾原理卻再熟悉不過卡諾原理就是以薩迪•卡諾SadiCarnot的名字來命名的。1824年,這位法國青年工程師卡諾研究并發(fā)現(xiàn)了“卡諾循壞”，它是一種理想熱機的效率,這種熱機的循環(huán)過程叫做“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年后才被真正應用。
卡爾•馮•林德
1877年，德國慕尼黑工學院教授卡爾•馮•林德，發(fā)明設計出第一臺以氨為制冷工質的制冷機。其實在林德教授之前還有一位AcobPerkins雅各布•帕金斯的美國工程師，他于1834年發(fā)明了世界上第一臺壓縮式制冷裝置，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頒布的第一個冷凍器專利。
而林德教授的制冷機卻影響甚遠，一百三十年來，其制冷技術原理與工藝方法一直沿革至今，沒有什么原則性的改進與變化，所不同的只是改換了制冷工質。
威利斯·哈維蘭·開利
Willis HavilandCarrier威利斯·哈維蘭·開利，這個名字，已經如雷貫耳了。很多人也稱他為開利博士或“空調之父”。 1915年，開利博士與6 個朋友集資32萬美元，成立開利公司；1902年，開利博士發(fā)明了第一套、也是空調史上具有里程碑地位的產品一一離心式空調機。
E·J科伯蘭德
E·J科伯蘭德是美國的卡爾·維納特KE-LVZNATOR公司的工程師，他發(fā)于1918年設計發(fā)明了世界上第一臺相對成熟的電冰箱。這也是人類歷史上的一個重大創(chuàng)舉。
三，氟空調與空氣能熱泵的區(qū)別
我們知道空調機組是由四部分組成：壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器以及其他配件組成的，我們平日常見的分體，中央空調都是氟空調。而空氣能熱泵空調就是多了一個交換器，我們稱之為板換，將機器制造的能量轉換到水里去，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，冰箱都是空氣能熱泵，為了區(qū)別氟系統(tǒng)冷暖機組與水冷暖機組而將水冷暖機組筒稱為熱泵系統(tǒng)，也可以將其稱之為氟水空調。
水冷暖空調原理圖
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熱能通過壓縮機的·壓縮而變?yōu)楦邷責崃�，我們稱之為空氣源熱泵。地源熱泵是將土壤中的大量低溫熱源通過壓縮機的壓縮而變?yōu)楦邷責崃课覀兎Q之為地源熱泵。所以空氣源熱泵與地源熱泵沒有本質的區(qū)別，只是換熱的地點不同罷了。
五，熱泵水冷暖方式的優(yōu)勢與缺點：
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：
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來，（大自熱熱量的搬運工）所以費用只是電熱水器的1/4，燃氣熱水器的1/3，電輔加熱太陽能熱水器的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，而是介質在流動中的形態(tài)變化將熱量從大自然中搬進來，從而避免電加熱可能的漏電風險，其次如果是大型的中央空調，如果只用介質（氟利昂）作為整個末端的換熱載體的話，其二介質的數(shù)量很大，如果在一個較小的密閉房間泄漏的話，將對人造成傷害。其三也沒有燃氣熱水器可能的燃氣泄漏或中毒之類的危險。
3， 舒適：空氣能水冷暖系統(tǒng)的舒適性是與氟冷暖空調相比較得出的結論。在制冷的狀態(tài)下氟機出風口的溫度一般在7-10度，并且是不可以調節(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，而且這樣的出風溫度會將室內的水分抽干，使得空氣太干燥，所謂“空調病”就是這么產生的。末端是水冷暖方式就不同了，由于水溫度是可以調節(jié)的，可以根據(jù)人體和房間的需要調節(jié)出水溫度，使之更加舒適。另外冬天空調有一個化霜過程，化霜時不是給室內供熱，而是給室外機供熱，所以在氣候很潮濕的冬天，氟空調的制熱效果大大下降，而水冷暖系統(tǒng)的水在主機化霜時一直是循環(huán)供熱的，如果在加一個緩沖水箱，水的儲能功能加強，可在機器化霜時繼續(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節(jié)環(huán)境溫度，所以就能與太陽能板，燃氣鍋爐等組成多熱源的供熱系統(tǒng)，以滿足不同用戶的需求。冷暖末端也可以采用頂側出風，頂，地，墻輻射等多種散熱方式，從而達到最舒適的效果。
5，缺點：由于水系統(tǒng)空調是在氟空調的基礎上加了氟水換熱裝置，所以機器的結構復雜了，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，水流開關，膨脹管，緩沖水箱，以及自動化配電設備，更增加了安裝的難度，對安裝工程的要求比較高，而氟中央空調是完全不同的，由于產品結構簡單，安裝容易，加上沒有任何其他品牌的外圍配件，故障率相對比較低。所以選擇水系統(tǒng)空調必須選擇一個好的品牌和技術全面的水系統(tǒng)專業(yè)安裝公司是非常重要的。
由于水冷暖系統(tǒng)相比氟機更加符合人體的健康需求，所以被歐美發(fā)達國家廣泛運用。氟機盛產于日本，因其體積小價格便宜，并且對于面積空間，制冷，制熱快而在中國乃至亞洲地區(qū)，隨著生活水平的提高，日本國內早已摒棄使用氟機空調，隨著社會的發(fā)展，中國消費者的觀念也將發(fā)生改變，水系統(tǒng)冷暖方式正在逐步走向人們的生活。
