什么是熱泵？

更新時間：2024-09-02

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熱泵是一種將空氣或液體中的熱量從低溫區(qū)域轉移到高溫區(qū)域的技術。如今，它被用于空調、冰箱、EcoCute等日常生活必需品。

消耗電力來傳遞熱量，但由于產生的熱能多于消耗的量，因此預計具有顯著的節(jié)能效果。此外，與燃燒天然氣或石油的方法相比，它可以顯著減少二氧化碳排放量，因此作為一種環(huán)保技術而受到關注。

熱泵曾經主要用于冰箱和空調，用于冷卻物體。然而，隨著技術的進步，應用范圍從低溫擴展到高溫，并應用于空間供暖和熱水供應等多種領域。

在家庭中，它用于冰箱、空調、洗衣機/烘干機等日常生活必需的家用電器，也用于高節(jié)能的EcoCute和地暖系統(tǒng)等設備。它還用于辦公室和醫(yī)院等用戶數(shù)量較多的設施中的商用空調和熱水器，預計將顯著降低公用事業(yè)成本。

當氣體被壓縮時，其溫度升高；當氣體膨脹時，其溫度降低。熱泵利用這一特性來傳遞熱量。碳氟化合物等具有傳熱作用的制冷劑，在接近室溫的溫度下通過壓縮、膨脹反復液化、汽化，可以有效地傳熱。

熱泵的結構由壓縮機、膨脹閥、蒸發(fā)器、稱為冷凝器的兩個熱交換器以及連接它們的管道組成，低沸點制冷劑在管道內循環(huán)。

制冷劑是傳遞熱能的介質。主要使用氟利昂氣體，根據壓力和溫度的不同，反復蒸發(fā)和冷凝，變成氣體或液體。

膨脹閥是一種使高溫高壓氟里昂氣體迅速膨脹，使其達到低溫低壓狀態(tài)，重新變成液體的裝置。

壓縮機是將碳氟化合物氣體壓縮至高溫高壓的設備。有離心式壓縮機和往復式壓縮機。

熱交換器根據其作用可分為蒸發(fā)器和冷凝器。蒸發(fā)器的作用是吸收外界的熱量，將碳氟化合物氣體轉變?yōu)闅怏w，冷凝器的作用是將氣體轉變?yōu)橐后w，并將熱量釋放到外界。

制冷劑在蒸發(fā)器中吸收熱量，變成氣體，并被壓縮機吸收。壓縮至高溫高壓的氣體被送往冷凝器，在冷凝器中變成液體，經膨脹閥降至低溫低壓，然后返回蒸發(fā)器。熱泵通過重復這些循環(huán)將空氣中的熱量從低溫區(qū)域轉移到高溫區(qū)域。

熱泵根據傳熱原理分類如下。

蒸汽壓縮式熱泵、吸收式熱泵、吸附式熱泵利用制冷劑蒸發(fā)時產生的汽化熱和冷凝熱。利用氨汽化熱的熱泵主要用于冰箱和冰柜。

這是一種利用地熱、水源熱和太陽能熱的熱泵。無論哪種情況，熱源都必須在附近，但熱量的傳播效率比空氣熱更有效。

使用半導體的熱泵。通過使電流通過熱電元件，元件中產生晶格運動。通過這種晶格運動傳遞熱量，可以實現(xiàn)精細的溫度控制。因此主要應用于需要精確控溫的醫(yī)療儀器和實驗設備。然而，性能越高，熱泵的成本就越高。

最近，開始出現(xiàn)同時利用熱傳導和汽化熱的熱泵。正如您所看到的，每年都在開發(fā)新的熱泵技術，使得更有效地捕獲和儲存熱量成為可能。

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