隨著冬季采暖環(huán)境污染嚴重和能源利用率低等問題的凸顯，冬季采暖對環(huán)保、節(jié)能的采暖設備要求越來越高，空氣能熱泵的出現(xiàn)暫時緩解了這兩大難題，在北方不斷推進的“煤改電”工程項目中發(fā)揮著重要作用。由于其舒適、安全、高效、環(huán)保、節(jié)能、多功能性、熱源可替代性等優(yōu)勢的突出表現(xiàn)，空氣能熱泵也受到很多南方用戶的青睞。關(guān)于空氣能熱泵，我們應該如何進行了解呢？

 

熱泵的定義

熱泵是一套完整的裝置，并不是單一的泵或者水泵。熱泵可以理解為從低溫熱源吸收熱量送往高溫熱源的循環(huán)設備，還可以理解為以消耗一部分高品位熱能（機械能、電能或者高溫熱能）為代價，使熱能從低溫熱源向高溫熱源傳遞的裝置。

熱力學兩大定律：其一，能量守恒定律；其二，熱量可以自發(fā)地從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體，但不可能自發(fā)地從溫度低的物體傳遞到溫度高的物體。

 

熱泵是否違反了熱力學定律呢？可以從熱泵的工作原理入手了解：

高壓鍋（冷凝器→冷凝放熱）：大于1個大氣壓時，水的沸點會超過100℃。在高壓下，水蒸氣需要在100℃的時候才能凝結(jié)成液態(tài)，在2個大氣壓的情況下，水的沸點升高至121℃。低壓鍋（蒸發(fā)器→冷凝吸熱）：小于1個大氣壓時，水的沸點會低于100℃。在低壓下，水蒸氣會在低于100℃的時候蒸發(fā)成氣態(tài)，在0.12個大氣壓的情況下，水的沸點降低至50℃。

空氣能熱泵通過壓縮機做功，使工質(zhì)產(chǎn)生物理變相（氣態(tài)和液態(tài)之間的轉(zhuǎn)換），從而利用這一往復循環(huán)相變過程不斷通過低壓鍋（蒸發(fā)器）吸熱和高壓鍋（冷凝器）放熱，由吸熱裝置從空氣中吸收免費熱能，經(jīng)過熱交換器使冷水升溫，制成的帶有熱量的熱水通過水循環(huán)送到室內(nèi)進行利用。

 

補充：隨著蒸汽機的出現(xiàn)，歐洲開始了第一次工業(yè)革命，世界進入到利用能源的新時代，利用熱能轉(zhuǎn)化為機械能的方式稱之為卡諾循環(huán)，不過能效永遠低于1；而熱泵則開啟了節(jié)約能源的新時代，利用機械能將低溫熱能轉(zhuǎn)換為高溫熱能的方式稱之為逆卡諾循環(huán)，能效永遠大于1。因此熱泵是節(jié)約能源的最佳方式之一。

 

空氣能熱泵的優(yōu)勢分析

空氣能熱泵有很多優(yōu)勢，最基本的優(yōu)勢為舒適、安全、高效、環(huán)保、節(jié)能、多功能性、熱源可替代性等，空氣能熱泵所使用的能源（電力）也是可再生資源，而且平均的能效比高達3.0以上。此時空氣能熱泵所使用的電力來源非常關(guān)鍵，我國有70%的電力來自火電，必然會存在熱效率低和污染性強的問題，此時如何談環(huán)保和節(jié)能呢？那么空氣能熱泵用在以下環(huán)境中，效果就不一樣了。

 

其一，空氣能熱泵使用的電力并非來自燃煤或者燃油的火電，而是來自于水力發(fā)電、風力發(fā)電、太陽能發(fā)電以及核能發(fā)電等清潔能源，那么從電力來源上解決了環(huán)保和熱效率低的問題，此時空氣能熱泵的使用就是非常環(huán)保且節(jié)能的。

其二，我國的電力資源比較豐富，如果采用的電力是電網(wǎng)中富余的電力呢？這些電力不用就等于浪費了，此時空氣能熱泵對這部分富余的電力加以利用，可以起到很好的削峰平谷的作用，大大提高電力的利用率。

 

空氣能熱泵的缺點分析

事物都具有兩面性，有優(yōu)點就會有缺點，只不過要充分發(fā)揮其優(yōu)點，縮小其缺點帶來的損害。空氣能熱泵存在低溫環(huán)境下性能下降和低溫環(huán)境下結(jié)霜嚴重的缺點，應該怎么應對這兩個問題呢？才能使其在寒冷的北方可以更廣泛地被應用。

針對空氣能熱泵低溫環(huán)境下性能下降的問題，可以通過以下5種方法進行應對：增大熱量交換面積、采用最好的變頻技術(shù)、采用雙級壓縮技術(shù)、采用復疊壓縮技術(shù)以及采用噴氣增焓技術(shù)。

針對空氣能熱泵低溫環(huán)境下結(jié)霜嚴重的問題，可以通過以下4個方法進行應對：增大換熱面積來延緩結(jié)霜、采用合理的翅片換熱器設計來延緩結(jié)霜、采用有效的化霜方式來縮短化霜時間、通過對化霜進入點和退出點準確的進行預判來減少熱損失。

 

總結(jié)

空氣能熱泵并不是新穎的技術(shù)，而是使用了很多年，已經(jīng)具備了成熟的技術(shù)，只不過之前涉及的使用范圍不在家用板塊中（主要范圍在工廠熱水、學校熱水、酒店熱水、工業(yè)電鍍和農(nóng)業(yè)烘干等領(lǐng)域），因此很多人并不知道而已。目前，大家對生活的舒適性和對設備節(jié)能性都提高了要求，因此空氣能熱泵逐漸覆蓋到家用領(lǐng)域中，為家庭提供舒適的制冷、采暖和生活熱水，從而為更多家庭打造舒適宜居環(huán)境提供了更多的選擇。