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。

直到20世纪20—30年代，热泵才得以较快的发展。

当时，英国安装了第一台热泵。

20世纪20年代中期，Krauss和Morey在Thomson论文的基础上进行了重新论述，并加以完善，从当时制冷设备的性能来研究热泵的可行性。

霍尔坦（Haldane）进行了这一研究工作，从运行的制冷装置测得不同输出温度下热泵的性能系数（COP）为逆向卡诺机理论效率的1/3-1/2，并在1927年在他苏格兰家中安装了一台实验用热泵，进行循环供暖和水加热。

1930面霍尔坦在他的著作中介绍了这台一台家用热泵的安装及实验情况。

而在此之前，1912年瑞士的苏黎世已成功安装一套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，并以此申报专利，这就是早期的水源热泵系统，也是世界上第一个水源热泵系统。

欧洲第一台较大的热泵装置是1938—1939年间在苏黎世投入运行的，它以河水作热源，工质是R12，这台热泵装置用来向市政厅供热，出力是175kW，输出水温60℃，并装有蓄热系统，同时在高峰负荷期间采用电加热作为辅助加热。

此热泵装置在夏季也进行制冷运行。

热泵工业在20世纪40年代到50年代早期又获得迅速发展，到1943年大型热泵的数量已相当客观。

40年代，美国也开始对热泵有了近以步的认识。

1948年小型热泵的开发工作有了很大的进展，家用热泵和工业建筑用的热泵大批投放市场。

英国50年代也生产了许多小型民用热泵。

1950年左右，在美、英两国开始使用地下盘管吸收地热作为热源的家用热泵的研究工作热泵工业在20世纪50年代到60年代初（1952-1963）这10年中，又经历着迅速成长的阶段。

由于热泵可以把制冷与采暖合用一套装置，而热泵若在电力充足而电能价格又便宜的地区使用时，其运行费用甚低。

因此，用户对热泵产生兴趣，使热泵进入了早期发展阶段。

燃而，由于设备费用高昂和可靠性较低，美国在60—70年代初期的经历几乎毁灭了热泵工业。

到1964年，热泵可靠性的问题已成了一个十分严峻的问题，又因60年代电价持续下降,人们对电加热器的需求不断增加，成了热泵发展的主要竞争对手，限制了热泵的发展，热泵工业进入了10年的徘徊状态。

不过在此期间，在全世界范围内热泵的应用还是不断扩大，日本、瑞典等国小型的家用空气源热泵产量大幅提高，在英国、德国大型热泵装置与大型商业和公共建筑的热回收方案结合取得了一定成果。

20世纪70年代初期，人们广泛的认识到矿物燃料在地球上是有限的。

1973年“能源危机”的出现，热泵又以其回收低温废热，节约能源的特点，在产品经改进后，重新登上历史舞台，受到了人们的青睐。

比如美国，热泵的产量从1971年的8.2万套/年猛增至1976年的30万套/年，1977年再次跃升为50万套/年，而此时日本后来居上，年产量已超过50万套。

70年代以来，热泵工业进入了黄金时期，世界各国对热泵的研究工作都十分重视，诸如国际能源机构和欧洲共同体，都制定了大型热泵发展计划，热泵新技术层出不穷，热泵的用途也在不断的开拓，广泛应用于空调和工业领域，在能源的节约和环境保护方面起着重大的作用。

2、热泵技术在我国的应用与发展我国热泵技术的研究开发工作与国外相比有比较大的差距。

20世纪50年代，天津大学热能研究所开始着手开展热泵方面的研究，60年代开始，热泵在我国工业上开始得到应用。

1965年，上海冰箱厂研制成功我国第一台热泵型窗式空调机，制热量为3720W，同年，天津大学与天津冷气机厂研制成功我国第一台水冷式热泵空调机，即我国最早的水源热泵机组，其研制者是天津大学吕灿仁教授。

此后，我国热泵的研究开发工作去得了较快的进展，但到了20世纪80年代以后，热泵技术的研究日益受到人们的重视，但热泵产品主要以空气源热泵空调器和中小型的商用空气源热泵机组为主。

1983年在北京召开了中国制冷学会低势热源与热泵会议，检阅了我国在这一领域中的研究成果。

1988年在广州由中科院广州能源研究所主持召开了热泵的专题研讨会，使热泵技术得到了进一步的重视。

在会上对压缩式热泵、吸收式热泵和化学热泵进行了学术交流。

目前我国研究热泵技术的主要有清华大学、天津大学、上海交通大学、中科院广州能源研究所等一批大专学校和研究院所。

经过近二十几年的研究和开发，热泵技术在我国已取得了很大进步。

从1998年开始，国内数家大学建立了地源热泵实验台，以水源热泵为主的大型地源热泵已经商业化，打破了空气源热泵一统天下的局面，热泵热水器，与太阳能结合的热泵系统等新产品不断涌现，热泵技术逐渐成为空调市场的热点。

二、热泵的主要应用型式1、热泵的由来随着工业革命的发展，19世纪初，人们对能否将热量从温度较低的介质“泵”送到温度较高的介质中这一问题发生了浓厚的兴趣。

英国物理学家J.P.Joule提出了“通过改变可压缩流体的压力就能够使其温度发生变化”的原理。

1854年，W.Thomson教授（即大家熟知的LordKelvin勋爵）发表论文，提出了热量倍增器（HeatMultiplier）的概念，首次描述了热泵的设想。