熱幫浦(heat pump)，又稱冷機(refrigerator)，將能量由低溫處（低溫熱庫）傳送到高溫處（高溫熱庫）的裝置。且它提供給溫度高的地方的能量和要大於它執行所需要的能量。利用低沸點液體經過節流閥減壓後蒸發時，從低溫物體吸收熱量，然後將蒸汽壓縮，使溫度公升高，經過冷凝器時放出吸收的熱量而液化，如此迴圈工作能不斷把熱量從溫度較低的物體轉移給溫度較高的物體，可將此熱量用於加熱、乾燥等裝置中。
目錄1基本定義
2主要分類
3工作原理
4發展歷史
5水源熱幫浦
6 1基本定義編輯本段
熱幫浦將低溫熱源的熱量轉移到溫度高於環境溫度的物體，從而獲得熱量的機器和裝置。在空氣調節裝置中熱幫浦的工作過程與製冷機相仿，但它是向高於環境溫度的物體供給熱量,例如向建築物供暖、**生活或某些生產過程用的熱水等。熱幫浦的低溫熱源最常用的是環境介質（空氣或地面水）的熱量，也可用地熱或生產過程中排出的廢汽、廢水和廢油等的熱量。
熱幫浦(heat pump)是一種將低溫熱源的熱能轉移到高溫熱源的裝置，也是是全世界倍受關注的新能源技術。它不同於人們所熟悉的可以提高位能的機械裝置——「幫浦」；熱幫浦通常是先從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經過電力做功，然後再向人們提供可被利用的高品位熱能。
蒸汽噴射熱幫浦（又稱汽汽引射器、蒸汽噴射器，蒸汽噴射式熱幫浦），它廣泛應用於紡織、造紙、石油、化工、熱電、橡塑、包裝、電力等以蒸汽作為動力的工業中，主要用來促進蒸汽迴圈，提高低壓蒸汽壓力。這些行業的企業由於在生產過程中產生低壓蒸汽，在乙個生產廠或車間中可存在多種等級壓力的蒸汽，蒸汽噴射熱幫浦可利用高壓蒸汽節流的可用能，提高低壓蒸汽的壓力，用高壓蒸汽能量**放失的低壓蒸汽 ，**高溫凝結水汽 ，**高溫凝結水的閃蒸汽等，從而將不同等級壓力的蒸汽綜合利用，達到顯著的節能效果。
2主要分類編輯本段
2.1按熱源獲取**的種類分
水源熱幫浦，地源熱幫浦，空氣源熱幫浦，雙源熱幫浦（水源熱幫浦和空氣源熱幫浦結合）
2.2按加熱方式分
直熱式熱幫浦
直熱式裝置是直接補熱水到熱水水箱，即使遇到峰值最大用水量，客戶用水溫度不受任何影響。保溫水箱體積減少30%。由於直接補熱水，即使使用者把保溫水箱的水全部用完，水箱裡面的水溫都維持在60℃左右，因此可以100%利用。
迴圈式加熱由於補冷水，當遇到大量用水時，水箱溫度大幅度下降，水箱溫度已經低於40℃。為了保證使用者要求，往往解決方法是增大水箱容積。
迴圈式熱幫浦
熱幫浦機組中裝配乙個小型保溫水箱和乙個大型水箱，通過迴圈水幫浦把水箱的水打進熱幫浦主機加熱，熱幫浦機組先把小水箱灌滿水，把小水箱的水加熱至55℃後再通過迴圈水幫浦把熱水傳遞至大型水箱。
3工作原理編輯本段
熱幫浦是一種將低溫熱源的熱能轉移到高溫熱源的裝置。通常用於熱幫浦裝置的低溫熱源是我們周圍的介質——空氣、河水、海水，城市汙水，地表水，地下水，中水，消防水池，或者是從工業生產裝置中排出助工質，這些工質常與周圍介質具有相接近的溫度。熱幫浦裝置的工作原理與壓縮式製冷機是一致的；在小型空調器中，為了充分發揮它的效能，在夏季空調降溫或在冬季取暖，都是使用同一套裝置來完成的。
在冬季取暖時，將空溫器中的蒸發器與冷凝器通過乙個換向閥來調換工作。由圖2中可看出，在夏季空調降溫時，按製冷工況執行，由壓縮機排出的高壓蒸汽，經換向閥（又稱四通閥）進入冷凝器，製冷劑蒸汽被冷凝成液體，經節流裝置進入蒸發器，並在蒸發器中吸熱，將室內空氣冷卻，蒸發後的製冷劑蒸汽，經換向閥後被壓縮機吸入，這樣周而復始，實現製冷迴圈。在冬季取暖時，先將換向閥轉向熱幫浦工作位置，於是由壓縮機排出的高壓製冷劑蒸汽，經換向閥後流入室內蒸發器（作冷凝器用），製冷劑蒸汽冷凝時放出的潛熱，將室內空氣加熱，達到室內取暖目的，冷凝後的液態製冷劑，從反向流過節流裝置進入冷凝器（作蒸發器用），吸收外界熱量而蒸發，蒸發後的蒸汽經過換向閥後被壓縮機吸入，完成制熱迴圈。
這樣，將外界空氣（或迴圈水）中的熱量「幫浦」入溫度較高的室內，故稱為「熱幫浦」。上海冰箱廠生產的ckt一3a型窗式空調器，就是一種熱幫浦式空調器。
在圖2-17的熱幫浦迴圈中，從低溫熱源（室外空氣或迴圈水，其溫度均高於蒸發溫度t0）中取得q0kcal/h的熱量，消耗了機械功alkcal/h，而向高溫熱源（室內取暖系統）**了q1kcal/h的熱量，這些熱量之間的關係是符合熱力學第一定律的，即q1=q0+alkcal/h
如果不用熱幫浦裝置，而用機械功所轉變成的熱量（或用電能直接加熱高溫熱源，則所得的熱量為alkcal/h，而用熱幫浦裝置後，高溫熱源（取暖系統）多獲得了熱量：q1-al=q0，kcal/h
此一熱量是從低溫熱源取得的，如果不用熱幫浦裝置，就無法取得這一熱量。故用熱幫浦裝置旨可節省燃料，又可利用餘熱。
熱幫浦的工作迴圈與熱機的工作迴圈正好相反，熱機是利用高溫熱源的能量來產生機械功的，而熱幫浦是靠消耗機械功將低溫熱源的熱量轉移到高溫物體中去。
若熱幫浦與熱機具有兩個相同的熱源溫度，則熱機迴圈的熱效率η=al╱q1；熱機迴圈的能量指標----熱量轉換係數φ=q1╱al，故φ=1╱η。η值總是小於1的，故φ值是大於1的。
若製冷機與熱幫浦具有兩個相同的熱源溫度，則它們之間的關係為：φ=q1╱al=（q0+al）╱al=ε+1，ε 是製冷機的製冷係數。由此可看出，熱量轉換係數的最小值是ε=1，在此極限情況下q0=0，即沒有從低溫熱源吸取熱量。
作為自然界的現象，正如水由高處流向低處那樣，熱量也總是從高溫區流向低溫區。但人們可以創造機器，如同把水從低處提公升到高處而採用水幫浦那樣，採用熱幫浦可以把熱量從低溫抽吸到高溫。所以熱幫浦實質上是一種熱量提公升裝置，熱幫浦的作用是從周圍環境中吸取熱量，並把它傳遞給被加熱的物件（溫度較高的物體），其工作原理與製冷機相同，都是按照逆卡諾迴圈工作的，所不同的只是工作溫度範圍不一樣。
熱幫浦在工作時，它本身消耗一部分能量，把環境介質中貯存的能量加以挖掘，通過傳熱工質迴圈系統提高溫度進行利用，而整個熱幫浦裝置所消耗的功僅為輸出功中的一小部分，因此，採用熱幫浦技術可以節約大量高品位能源。
在執行中，蒸發器從周圍環境中吸取熱量以蒸發傳熱工質，工質蒸汽經壓縮機壓縮後溫度和壓力上公升，高溫蒸氣通過冷凝器冷凝成液體時，釋放出的熱量傳遞給了儲水箱中的水。冷凝後的傳熱工質通過膨脹閥返回到蒸發器，然後再被蒸發，如此迴圈往復。
餘熱利用的強力工具--熱幫浦
水從高處流向低處，熱由高溫物全傳遞到低溫物體，這是自然規律。然而，在現實生活中，為了農業灌溉、生活用水等的需要，人們利用水幫浦將水從低處送到高處。同樣，在能源日益緊張的今天，為了**通常排到大氣中的低溫熱氣、排到河川中的低溫熱水等中的熱量，熱幫浦被用來將低溫物體中的熱能傳送高溫物體中，然後高溫物體來加熱水或採暖，使熱量得到充分利用。
熱幫浦的工作原理和家用空調、電冰箱等的工作原理基本相同，通過流動**（以前一般為氟利昂，現在由環保冷媒所代替）在蒸發器、壓縮機，冷凝器和膨脹閥等部品中的氣相變化（沸騰和凝結）的迴圈來將低溫物體的熱量傳遞到高溫物體中去。
具體工作過程如下：①過熱液體**在蒸發器內吸收低溫物體的熱量，蒸發成氣體**。②蒸發器出來的氣體**經過液壓縮機的壓縮，變為高溫高壓的氣體**。
③高溫高壓的氣體**在冷凝器中將熱能釋放給給高溫物體、同時自身變為高壓液體**。④高壓液體**在膨脹閥中減壓，再變為過熱液體**，進入蒸發器，迴圈最初的過程。
熱幫浦的效能一般用製冷係數（cop效能係數）來評價。製冷係數的定義為由低溫物體傳到高溫物體的熱量與所需的動力之比。通常熱幫浦的製冷係數為3-4左右，也就是說，熱幫浦能夠將自身所需能量的3到4倍的熱能從低溫物體傳送到高溫物體。
現在歐美日都在競相開發新型的熱幫浦。據報導新型的熱幫浦的製冷係數可6到8。如果這一數值能夠得到普及的話，這意味著能源將得到更有效的利用。
熱幫浦的普及率也將得到驚人的提高。
由於氟利昂對地球大氣臭氧有破壞作用，為了保護地球的生態環境，除了提高熱幫浦的製冷係數，有效利用能源以外，各國科學還致力於新型冷媒的開發。目前已有替代氟利昂的冷媒得到應用。
熱幫浦熱水系統包括熱幫浦主機和換熱儲水箱兩部分。熱幫浦主機部分包括風冷式蒸發器、壓縮機及膨脹閥；換熱儲水箱為內建冷凝盤管的儲熱水箱。冷媒（工質）在蒸發管內吸收環境空氣中的熱量，通過熱幫浦迴圈由冷凝盤管在水箱內釋放熱量，加熱水箱中的水。
要搞清楚熱幫浦的工作原理，首先要懂得製冷系統的工作原理。製冷系統（壓縮式製冷）一般由四部分組成：壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器。
其工作過程為：低溫低壓的液態製冷劑（例如氟利昂），首先在蒸發器裡從低溫熱源（例如冷凍水）吸熱並氣化成低壓蒸氣。然後製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。
再經節流元件（毛細管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥等）節流成低溫低壓液態製冷劑。如此就完成乙個製冷迴圈。
對於一台分體式熱幫浦空調來說，夏天製冷時就是以室外機為冷凝器、室內機為蒸發器，執行時就把室內的熱量輸送到了室外。而冬季則以室內機為冷凝器、室外機為蒸發器，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的。
熱幫浦空調裡面有乙個四通換向閥。在製冷工況下，室內熱交換器就是蒸發器，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）就是蒸發器。
由於冬季往外出冷風，換熱器要結霜，所以等結霜到一定程度時，四通換向閥再切換，空調製成夏季製冷工況，室外熱交換器得到熱量，化霜，化霜完畢後，四通閥再切換到制熱狀態。除霜時，為了防止向室內吹冷風，故室內機的風機停止運轉。（當然這種逆向除霜對舒適性有一定影響，所以又有了熱氣旁通除霜、蓄熱除霜等不需要切換工況的方式）
熱幫浦是以冷凝器放出的熱量來供熱的製冷系統，它被形象的稱為「熱量倍增器」。目前在市場上廣泛出現的家用冷暖空調器上，就已經廣泛地應用了熱幫浦制熱，其制熱係數已高達3以上。那麼，利用熱幫浦的原理來製取熱水，消耗一度電所獲得的熱水，比普通電熱水器消耗三度電所獲得的熱水還要多，這是傳統熱水器所不能企及的。
材料基本知識
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