碳中和已经成为全球各国的重要发展目标，实现碳中和需要各行各业的共同努力;而从能源的角度看，热泵的利用有利于达到碳中和的节能目标;那么热泵到底是什么?其类型有哪几种?主要可以应用在哪些领域呢?下面的文章将对热泵及其应用领域进行简单介绍。

什么是热泵

热泵(Heat Pump)指的是一种在高位能(一般为电能、热能)的驱动下，将低位热源(通常是空气、水或土壤)的热能转移到高位热源的节能装置，从而为住宅、商业和工农业供暖、供冷及提供热水等服务。

热泵系统的组成

热泵系统组成可以分为热泵机组、高位能输配系统、低位热源采集系统和热分配系统四个部分。通过热泵系统能将热源中不可直接利用的热能变为热用户可直接利用的再生热能。当热泵循环的驱动能源是可再生能源(水能、风能、太阳能等)时，热泵就是一个100%可再生、100%无排放的解决方案。

典型的热泵只需要一个单位的最终能量(电)就能提供3-5个单位的热量或2-4个单位的冷量。这种能量的使用方式极大地提高了用能效率，降低了总体能源需求。为衡量热泵机组和系统的制热/制冷能力、效率和节能效果。

热泵的种类

按照低位热源种类进行分类，热泵可以分为空气源热泵、土壤源热泵和水源热泵等各类。

(1)空气源热泵：空气源热泵主要由压缩机、膨胀阀、翅片换热器、套管换热器这四大部件组成的，通过电能的输入驱动压缩机、电机做功，让翅片换热器实现吸热，套管换熱器放熬的过程。空气在空间上处处存在、在时间上时时可得、在数量上随需而取，使得空气源热泵机组的安装和使用都比较简单和方便，应用也最为普遍。

(2)地源热泵：是利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为地源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”;夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”，地表水只作为介质传热到系统水源里，系统水源不直接参与换热。

(3)水源热泵：夏天将建筑物中的热量转移到水源中;在冬季，则从相对恒定温度的水源中提取能量，利用热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中，水源直接参与全程换热。

热泵的应用领域

热泵作为高效、节能、绿色、环保的生态系统，在建筑供暖供冷、除湿、热水供应和工业生产过程、农业环境调控中都有着广阔的应用。

(1)目前热泵主要应用领域还是住宅和商业建筑的空调，而为适应各地区的气候和环境，不同地区的热泵空调系统形式具有不同的特点。例如在寒冷地区，使用喷气技术的空气源热泵以改善其运行特性;在水源充足或者地热源充足的地区，可以采用水源热泵或土壤源热泵供暖。

(2)热泵烘干也能在农业领域改善农村经济结构，并对食品安全、农民增收等带来正面影响。作为农业大国，我国农产品收获后常常需要再加工，干燥是一个关键的工艺过程。与传统的燃煤、燃油蒸汽烘干相比，热泵干燥热效率高、除湿快，所得到的干燥制品品质高，且能源消耗量也很大程度降低。而稻谷收割时经常遭遇阴雨天，而稻谷热泵干燥机的干燥效率是普通燃油干燥机的1.1倍，但能耗费用却降低60%，用热泵干燥可彻底解决谷物霉变问题。

(3)高温热泵系统(冷凝温度高于100°C)可以满足大多数工业生产工艺(如石油化工、纸浆加工、陶瓷工业、印刷业和纺织工业等)中对高温热水、蒸汽的需求。此外，近年来我国的热泵海水淡化技术也取得了技术突破，采用机械压缩式热泵海水淡化，可直接将海水加热到80°C以上，与现有膜法海水淡化技术相比，可节约能源约40%，成本降低约50%，而且不会造成环境污染。

以上就是有关于热泵的定义、系统组成、主要类型和应用领域的全部介绍，如果还想了解更多碳中和的相关内容，敬请关注三个皮匠报告的行业知识栏目。

本文由@AG 发布于三个皮匠报告网站，未经授权禁止转载。

参考资料

《国家发改委：热泵助力碳中和白皮书(2021)(107页).pdf》

推荐阅读

什么是低碳技术?我国低碳技术有哪些?

什么是碳捕捉?用什么方法?需要哪些材料?

什么是碳排放强度?是怎么计算的?中国碳排放强度现状一览

什么是生物能源?有哪些?优点分析

目前中国能源生产情况如何?最新数据一览2022