本文介绍对于“热泵”需要掌握的基本概念，回顾了国内外热泵发展历史，并提出了国内热泵行业极需整顿规范的观点，也代表中国节能协会节电与绿色电能委员会表达了将为此而努力的意见。
一、热泵的基本概念
热量是一种能量，它的计量单位是“卡”（或“千卡”）或“焦耳”，一个“千卡”相当于将一升水加热使其升高一摄氏度所需要的热量。热量遵循能量转换和平衡的相关定律，并有自己在热力学方面的表述：热量不会自动从低温流向高温。也就是说，一杯开水，你放在室温环境下，它会不断冷却，直到与室内温度相同为止。而你若是将一杯冷水，放在室温下，它决不会“自动升温”，变成一杯开水。
取得热量的办法很多，例如燃烧各种可燃物质，如油，煤，木材，天然气，沼气，等等，这是最简单也最能被大家认识的办法。也可以用磨擦的办法，就是古时的“钻木取火”。近代，则还可以使用人工制造的电流（火力发电，水力发电，核电，太阳能发电，风力发电，等等），将其直接转化为热量。电流直接转化为热量时，遵循能量守恒定律，也就是1个千瓦的电能，可以转化，也只能直接转化为860千卡的热能。在工农业生产和日常生活中，常常需要的低温热能，往往是从电能或燃料燃烧产生的高温热能中得到，并按热力学第一定律进行等量的交换。但是，若按热力学第二定律进行分析，就会发现，这些能量存在有明显的质量差别：电能的能级比热能高，高温热能的能级又比低温热能高。如果把品位较高的能量作为低品位能量来使用，无疑是一种浪费。但是，大家都知道，电能是可以用来做“功”的。水泵就是利用电能，将水从低处（河里，井里）提升到需要的高度，供工业，农业和人们生活使用。那么，能否要求电能以做功的方式，将热量“泵”送到需要的地方？可以，通过热力学的“逆卡诺循环”，以电能（或其他能源）为动力，就可以使热量不断地“由低温流向高温”，这就是“热泵”称呼的由来。其实，几乎每个家庭都在使用的电冰箱，它就在不断的将热量从已经是低温（甚至是零度以下）的环境中（冰箱内部）“取出来”，并送到冰箱外边来（大家可以在冰箱侧壁或后背摸到它），冰箱其实也可以称为“热泵”。所以“热泵”并不是什么很神秘的东西。在夏天被广泛使用的空调机，也是一样。当然，我们现在通常所说的“热泵”，则是要求它能够将环境温度下的热量取出来，送到比环境温度更高的地方去，例如从大气环境中或江河湖海或地下，取出热量，用于采暖和加热水。根据热量抽取对象的不同，可以有“气源热泵”，或“水源热泵”，或“地源热泵”的不同分类。
热泵是解决能量等级不合理使用的有效手段。它可以利用高级别的能量所具有的潜力，去提取周围环境或将被排放的“废热”中的能量，使其温度升高，从而得到远比这些高级别能量直接转换时更多的可以使用的热能。其所获增益以“性能系数”（或“制热系数”）COP来表示，COP的定义为：热泵所输出的热量与所消耗的能量（电能或其他热能，但应转换为相同的热量单位）之比值。假如一台以电能驱动的热泵热水器的COP为3，也就是说，如果消耗1个千瓦-时的电能，将可以获得3个千瓦-时的热能，与只可以将电能作1：1交换的电加热热水器相比，热泵可以节约三分之二的能量。
要想让热泵“做功”，除了要求有能够做功的能源而外，还有一个必要条件，就是“工质”，也就是“可以用来做功并且可以使这个过程能够不断循环发生”的“物质”。工质的选择有很多特殊的要求，如好的热工特性（在工作条件下有合适的温度和压力关系，高的比热值等），安全性，价格低并且易于取得，对环境友好等等。大家都知道，过去在冰箱压缩机中被广泛使用的“氟里昂”，会破坏地球大气的臭氧层，使地球上的生物失去对宇宙中紫外线的保护，已经被禁止使用。新的优良工质的发明和生产，是“热泵”能否经济并且安全运行的必要条件。当然，设计和制造出优良的压缩机，配套具有高效换热能力的冷凝器和蒸发器，都是生产制造可以在特定的环境下正常工作的热泵的必要条件。
热泵本身的造价和其“节能”而产生的经济效益相比，是否可以让用户能够在一个可以接受的时间内回收其投资，是十分重要的事情，这是推动热泵被广泛运用的重要条件。热泵除用于家庭热水，也可以广泛用于工农业生产：木材、粮食、瓜果蔬菜的烘干，化工轻工的蒸发浓缩工艺过程，水产养殖，等等。热泵还可以有其他一些优点：1）安全可靠；2）环境清洁；3）结构紧凑；4）使用方便；5）自动操作；6）维护简单。
二、国外热泵发展史
1824年，卡诺提出的热-功转换概念即“卡诺循环”，奠定了热泵的理论基础。1850年，开尔文在这个理论的基础上，提出了“逆卡诺循环”的热泵的概念。从此以后，世界各国开始了对热泵技术不间断的研究，热泵产业也得到很大的发展。
二十世纪五十年代初，由于经济的恢复和人们对生活质量不断提高的要求，热泵在美国开始作为商品出现。但由于初期的产品价格高和运行可靠性低，发展缓慢。直到六十年代后期，经过大量的应用研究和实践之后，热泵开始在世界各地得到推广应用。七十年代初期的世界能源危机，加深了人们对节能重要性的认识，热泵技术得以迅速发展。
国内则在上世纪五十年代，由天津大学开始了对热泵的研究工作，六十年代曾在铁路客车上进行过热泵采暖的试验，但由于当时工业基础薄弱以及燃料价格等等方面的原因，并未进入实用。七十年代后期至八十年代初期，国民经济有了较大的发展，随着经济的进一步开放和人民生活水平的提高，制冷空调和电加热器在不同程度上开始进入市场。又随着能源供应的紧张，节能的呼声日高，为热泵的发展创造了条件。1988年，广州能源研究所收集整理了国内第一个“热泵技术论文集”。并根据所收集的论文，编写了“热泵在我国开发与发展可行性论证”研究报告。
美国是应用热泵最为广泛的国家，热泵工业从1925年开始，年产1千台，先用于工业，以后大量进入家庭，到1963年产量为75000台，1971年82000台，1976年超过30万台，1986年达到100万台。日本热泵的应用仅次于美国，1984年估计销售175万台，到1986年销售量已经超过200万台，据估计，1984年日本家用热泵的保有量已经大于475万台。
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