热泵技术学术资讯 - 科技工作者之家

在金庸的小说中，武林至宝《九阴真经》曾记载一句话：“天之道，损有余而补不足。”细细品味，这句话当真是道出了热力学第二定律的真相：热在“不产生其他影响”的前提下只能从高温物体传到低温物体，而“不可能把热从低温物体传到高温物体”（克劳修斯表述）。那么在“产生了其他影响”的情况下，又怎样把热量从低温物体传向高温物体呢？

这个时候就需要一个类似于泵的装置。在日常生活中泵还是很常见的，灌溉浇花用的水泵就是其中一种。泵，按定义来说是一种提高位能的机械设备。例如，将水从低位抽到高位，就提高了水的重力位能。热泵技术，顾名思义，是热的位能提高技术，是一项把不能直接利用的低位热能（如空气、土壤、水中所含的热能、太阳能、生活和生产废热等）转换为可以利用的高位热能，从而节省部分高位能（如煤、燃气、石油等）的技术。正如前文中所说，单纯地实现将低位热能转换为高位热能是不可能的，这时候需要外力驱动，一般情况下需要采用电力。

热泵从低温热源中吸收热量，并将其传输给高温热源以供使用，传输到高温热源中的热量不仅大于所消耗的能量，而且大于从低温热源中吸收的能量。热泵就像一个反向运行的热机，与制冷系统的工作原理一致。可以用简单的逆向卡诺循环来理解：制冷剂在低温热源受热膨胀（或者气化），通过物理机制压缩，在高温热源放热收缩（或者冷凝）。

热泵的性能一般用能效比（COP）来评价。能效比的定义为：由低温物体传递到高温物体的热量与所消耗的能量之比。卡诺定律限制了这个比值的上限，不过这个上限通常很大。一般热泵的能效比为 3 ～ 4，也可以达到 5 左右。

按照热泵系统的工作原理，通常将热泵分为如下六类：蒸汽压缩式热泵、气体压缩式热泵、蒸汽喷射式热泵、吸收式热泵、热电式热泵、化学热泵。目前，蒸汽压缩式热泵的商业化应用最为广泛。

我国空调市场的发展，促进了热泵的广泛应用。目前，在能源紧张、政府出台鼓励政策、技术创新多重因素下，中国热泵行业发展快速，在华东、华南、华北等地区形成了热泵经济带，热泵市场悄然升温。