热泵系统可以将来自环境的热量传递到要加热的房间。产生的热量可用于取暖和生活热水。
工作原理与空调相同。空调设法冷却房间，因为它从低温室内空气中去除能量并将其转移到温度较高的室外空气中放热。
如果我们把空调反过来的运行，冷却外部空气并加热内部，我们就会得到一个热泵。出于这个原因，这些设备中的大多数都是可逆的，可以在夏季制冷，冬季供暖。
热泵通常根据能量的来源和目的地进行分类。
一、空气-空气热泵：它们是最常用的，主要用于空调。
在空气-空气热泵中，空调空间的加热和冷却都是通过在压缩机或传统上称为蒸发器和冷凝器的交换器之间的制冷剂流体（制冷系统充注的制冷剂）的流动实现的。这种流动的反转是通过一个四通阀来实现的，该阀由位于调节环境中的恒温器驱动。
热交换器不再被称为蒸发器和冷凝器，因为它们同时发挥蒸发器和冷凝器的双重功能，具体取决于设备是在热循环还是冷循环中工作。在空气-空气热泵机组中，这些热交换器被称为：
- 室外机：在冷循环中起冷凝器作用，在热循环中起蒸发器作用的盘管。它位于空调空间之外，这就是它的名字的由来。
- 室内机：位于空调空间内，在制冷循环中充当蒸发器，在热循环中充当冷凝器。
两个盘管都有翅片管，因为它们是空气制冷剂交换器，因为热量总是被吸收并传递给空气（位于空调空间的内部和外部），因此得名空气-空气热泵。目前空气-空气热泵设备为紧凑型（成套）或分体（分体）型。
其主要特点是： – 这种类型的热泵实现了加热和冷却的双重功能。因此，只需一台设备，即可全年实现舒适条件。- 调节给定空间的冷热装置都是通过单一能源（通常是电力）实现的。- 设备在热循环中提供的热量是设备运行所吸收热量的两到三倍。- 设备工作不需要烟囱或进气口。因此，降低了安装成本。
技术特性
通常，热泵具有三个工作区域，在这些区域内热泵的部件承受很大的应力。这些区域由 7oC 和 -7oC 的 ARI 条件定义。泵的材料不仅必须设计为在这些点上工作，而且还必须针对异常情况进行设计，例如：
- 从非常寒冷的天气开始。
- 极端的电源电压。
- 任何组件的故障。
- 冷却液或多或少的污染。
在这些条件下（除了 ARI 条件）测试过的当前设计的设备可以被认为是几乎保证了可靠性。
压缩机压缩机是热泵的基本部件。它的任务是在低压下泵送蒸发器中产生的蒸汽，并在高压下压缩它们。因此，高压 (PA) 和低压 (PB) 将根据系统、温度和设备中可能发生的异常而产生。
当 PA 和 PB 较高时，我们发现自己处于一个消耗电能很重要的区域，这意味着轴承、曲轴、阀门等所承受的机械应力很重要。
另一个重要的应力区出现在高 PA 和弱 PB 的情况下。在该压缩比下，排出温度上升，制冷剂流体的流量变少。因此，压缩机的电动机冷却不良，加速了压缩机通过化学手段的破坏。
设计为仅在制冷循环中起作用的设备仅在高应力区域之外起作用。
当发生异常情况时，例如气体泄漏、过滤器脏、冷凝器脏、缺少通过蒸发器或冷凝器的空气，则工作点位于显着应力区域内，为了保护压缩机，它们安装了适当的保护措施（高压、低压开关等）。
热循环中的压缩机
如果在制冷装置中循环反转，使其工作以提供热量，则获得以下运行图。
郭鹏学暖通
可以看出，在这种情况下，系统循环位于比仅设想为冰箱的设备的低压开关设置更远的位置。市场上的第一批泵安装了一个低压开关，用于调节较低的压力，而该开关已经位于压力较大的区域（请注意，ARI -7°C 点不在此处）。
除了列出的需要热泵的工作外，它们还要承受在结冰和除霜循环期间发生的另一种额外压力。该区域位于 0°C 左右。高于 +7oC 没有冰形成，低于 -7oC 有少量沉积。
除霜循环期间，设备运行位于标有 [DE] 的区域内
检查外部盘管上的结冰区和除冰区都没有位于被称为关键的地方。在这些期间，压缩机所要求的工作量来自循环反转，并且是由压力、温度和制冷剂流量的变化引起的。出于这个原因，可能会有一段时间压缩机的运行位于高应力区域。
总之，我们发现了三个应力区。
1.o ARI 7°C 和 -7°C 点完美地勾勒出结冰区域。
2.o高于7°C，即朝向13°C及以上，您进入外部温度较高的区域。
3rd -15°C左右是室外温度较低的区域。
因此，热泵在 7oC 测量点未定义的区域内会承受很大的应力。-7oC。几乎所有的制冷设备都在其中正常工作。因此，热泵机组中使用的压缩机的设计必须符合以下要求：
- 电机绕组已准备好承受比平时更高的温度。
- 这些绕组的保护元件必须足够。
- 用于润滑压缩机的油必须足以承受高温而不会发生化学转变。
- 在任何操作条件下都必须确保润滑，以确保所有运动部件和轴承、阀门、换向阀、止回阀等的使用寿命。
在夏季和冬季循环中，制冷剂必须保持在适当的水平，以避免液体冲击压缩机。
目前，由于对热泵的运行条件进行了测试，可以使用专门设计用于热泵设备的封闭式压缩机。已采取措施加强轴承并提供更多通过阀门的通道表面。电动机具有更好的绝缘性，并且定子冷却得到了改善。同样，这种类型的压缩机使用矿物油，避免了使用被认为是标准的冷冻机油时出现的一系列问题。
因此，这些改进使设备的操作区域得以扩大。
结论
AIR-AIR 热泵每天都变得越来越可靠，因此越来越简单（反之亦然）。
最强大的压缩机需要更少的保护装置。为热泵应用开发的新型压缩机更紧凑、更轻、更易于维护、含有更少的油和溶解的制冷剂、噪音更小、可以在更宽的电压范围内运行，并且更耐电路污染。
另一方面，电子技术使热泵控制面板成为可能，其中机电接触器可以由电子开关（三端双向可控硅开关）和与设备操作相关的所有问题（防止在显着区域操作）压力高和低）。
二、空气-水热泵: 它们用于生产用于冷却的冷水或用于加热的热水和卫生用水。
空气-水热泵从室外空气中提取热量，并通过低温水回路将其传递到室内。
这是一个经典的空调系统，除了用于从外部去除或提取热量的“外部盘管”外，还使用冷盘管和热盘管。在冬季，制冷机的蒸发器连接到室外盘管，冷凝器连接到热盘管。热量从通过盘管和机器的外部空气抽取空气的混合物中提取，消除了由热盘管引入房间的空气。
该系统非常适合用于离心机和螺杆机的应用。当外部温度降至 4°C 以下时，通过室外盘管循环的流体必须加入防冻液以保护它们。还必须安装外部线圈除冰装置。
可以在不改变基本操作原理的情况下做出许多变化。水塔可以在夏天用来冷却冷凝水，也可以设计有翅片盘管，可以在冬天从外部空气中提取热量。另一种可能性是使用蒸发式冷却器，该冷却器在夏季潮湿，冬季干燥。
三、水-水热泵：它们允许利用河流、海洋、废水等水中所含的能量。
水-水热泵利用河流、湖泊等地表水作为热源。或地下水。这些来源的温度在整个采暖季节几乎是恒定的，这使得在整个季节保持恒定的高 COP 成为可能。
在这种类型中，加热和冷却都是通过转换冷水机组的蒸发器和冷凝器之间的水回路来完成的。该系统需要储备水，夏季用于冷凝，冬季用作热源。来自自来水、水井、湖泊等的水可以。离心式或螺杆式制冷机是此类系统的理想选择。
得益于一个简单的阀门转换系统，可以实现从冷生产到热生产的转变。
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