熱泵工作原理是什麼？

地源熱泵系統包括三種不同的系統：以利用土壤作為冷熱源的土壤源熱泵；以利用地下水為冷熱源的地下水熱泵系統；以利用地表水為冷熱源的地表水熱泵系統。 系統通過地源熱泵將環境中的熱能提取出來對建築物供暖或者將建築物中的熱能釋放到環境中去而實現對建築物的製冷，夏季可以將富餘的熱能存於地層中以備冬用；同樣，冬季可以將富餘的冷能貯存於地層以備夏用。這樣，通過利用地層自身的特點實現對建築物、環境的能量交換。 在製冷狀態下，地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功，使其進行汽-液轉化的迴圈。通過蒸發器內冷媒的蒸發將由風機盤管迴圈所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒迴圈的同時再通過冷凝器內冷媒的冷凝，由水路迴圈將冷媒所攜帶的熱量吸收，最終由水路迴圈轉移至地下水或土壤裡。在室內熱量不斷轉移至地下的過程中，通過風機盤管，以13℃以下的冷風的形式為房間供冷。 在制熱狀態下，地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功，並通過換向閥將冷媒流動方向換向。由地下的水路迴圈吸收地下水或土壤裡的熱量，通過冷凝器內冷媒的蒸發，將水路迴圈中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒迴圈的同時再通過蒸發器內冷媒的冷凝，由風機盤管迴圈將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉移至室內的過程中，以35℃以上熱風的形式向室內供暖。 系統實際上是指通過將傳統的空調器的冷凝器或蒸發器延伸至地下，使其與淺層岩土或地下水進行熱交換，或是通過中間介質（如防凍液）作為熱載體，並使中間介質在封閉環路中通過在淺層岩土中迴圈流動，從而實現利用低溫位淺層地能對建築物內供暖或製冷的一種節能、環保型的新能源利用技術。該技術可以充分發揮淺層地表得儲能儲熱作用，達到環保、節能雙重功效，而被譽為“21世紀最有效的空調技術”。

空氣源熱泵又稱熱泵熱水器，由熱泵吸收空氣熱源制取熱水，節能效率是電熱水器的4倍以上，比太陽能熱水器還要節能，是目前世界上最為先進的節能環保熱水系統。 工作原理 熱泵用逆卡諾原理，以極少的電能，吸收空氣中大量的低溫熱能，通過壓縮機的壓縮變為高溫熱能，傳輸至水箱，加熱熱水，所以它能耗低、效率高、速度快、安全性好、環保性強，源源不斷的供應熱水。作空氣源熱泵工作原理圖為熱水系統它具有無以比擬的優點。 熱泵熱水機組遵循能量守恆定律和熱力學第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），將處於低溫環境（大氣或地下水等）下的熱量轉移到高溫環境下的熱水器中，去加熱制取高溫的熱水。熱泵可以與水泵相比擬，水是不能自發地從低處流向高處，要將低處的水輸送到高處，必須用一台水泵，消耗一部分電力，才能將水送到高處的水箱中。同樣，根據熱力學第二定律，熱量也是不能自發地從低溫環境向高溫環境中轉移（傳送），而要實現這個目的，必須要有一台機器，消耗一部分機械功（例如電能），才能將低溫環境中的熱量傳送到高溫環境中去。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，一起送到高溫環境中去應用。

熱泵是一種將低溫熱源的熱能轉移到高溫熱源的裝置。通常用於熱泵裝置的低溫熱源是我們周圍的介質——空氣、河水、海水，或者是從工業生產設備中排出助工質，這些工質常與周圍介質具有相接近的溫度。熱泵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，都是使用同一套設備來完成的。在冬季取暖時，將空溫器中的蒸發器與冷凝器通過一個換向閥來調換工作

熱泵工作原理 作為自然界的現象，正如水由高處流向低處那樣，熱量也總是從高溫流向低溫。但人們可以創造機器，如同把水從低處提升到高處而採用水泵那樣，採用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。所以熱泵實質上是一種熱量提升裝置，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，提高溫位進行利用，而整個熱泵裝置所消耗的功僅為供熱量的三分之一或更低，這也是熱泵的節能特點。熱泵與製冷的原理和系統設備組成及功能是一樣的，對蒸氣壓縮式熱泵（製冷）系統主要由壓縮機、蒸發器、冷凝器和節流閥組成： 壓縮機 ：起著壓縮和輸送迴圈工質從低溫低壓處到高溫高壓處的作用，是熱泵（製冷）系統的心臟； 蒸發器 ：是輸出冷量的設備，它的作用是使經節流閥流入的製冷劑液體蒸發，以吸收被冷卻物體的熱量，達到製冷的目的； 冷凝器： 是輸出熱量的設備，從蒸發器中吸收的熱量連同壓縮機消耗功所轉化的熱量在冷凝器中被冷卻介質帶走，達到制熱的目的； 膨脹閥或節流閥： 對迴圈工質起到節流降壓作用，並調節進入蒸發器的迴圈工質流量。 根據熱力學第二定律，壓縮機所消耗的功（電能）起到補償作用，使迴圈工質不斷地從低溫環境中吸熱，並向高溫環境放熱，周而往復地進行迴圈

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，人們利用水泵將水從低處送到高處。同樣，在能源日益緊張的今天，為了回收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，熱泵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。 熱泵系統的工作原理與製冷系統的工作原理是一致的。要搞清楚熱泵的工作原理，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（例如空調室內機）裡從低溫熱源（例如常溫空氣）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。如此就完成一個製冷迴圈。 熱泵的性能一般用製冷係數（COP性能係數）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。通常熱泵的製冷係數為3-4左右，也就是說，熱泵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。所以熱泵實質上是一種熱量提升裝置，工作時它本身消耗很少一部分電能，卻能從環境介質（水、空氣、土壤等）中提取4-7倍於電能的裝置，提升溫度進行利用，這也是熱泵節能的原因。歐美日都在競相開發新型的熱泵。據報導新型的熱泵的製冷係數可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。熱泵的普及率也將得到驚人的提高。 地源熱泵是熱泵的一種，是以大地或水為冷熱源對建築物進行冬暖夏涼的空調技術，地源熱泵只是在大地和室內之間“轉移”能量。利用極小的電力來維持室內所需要的溫度。在冬天，1千瓦的電力，將土壤或水源中4-5千瓦的熱量送入室內。在夏天，過程相反，室內的熱量被熱泵轉移到土壤或水中，使室內得到涼爽的空氣。而地下獲得的能量將在冬季得到利用。如此周而復始，將建築空間和大自然聯成一體。以最小的代價獲取了最舒適的生活環境。