一、 熱泵與建筑供熱空調(diào)

　　  熱泵（制冷機(jī)）是通過作功使熱量從溫度低的介質(zhì)流向溫度高的介質(zhì)的裝置。建筑的空調(diào)系統(tǒng)一般應(yīng)滿足冬季的供熱和夏季制冷兩種相反的要求。傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)通常需分別設(shè)置冷源（制冷機(jī)）和熱源（鍋爐）。建筑空調(diào)系統(tǒng)由于必須有冷源（制冷機(jī)），如果讓它在冬季以熱泵的模式運行，則可以省去鍋爐和鍋爐房，不但節(jié)省了初投資，而且全年僅采用電力這種清潔能源，大大減輕了供暖造成的大氣污染問題。地源熱泵技術(shù)與建筑供熱節(jié)能

 　　采用熱泵為建筑物供熱可以大大降低一次能源的消耗。通常我們通過直接燃燒礦物燃料（煤、石油、天然氣）產(chǎn)生熱量，并通過若干個傳熱環(huán)節(jié)zui終為建筑供熱。在鍋爐和供熱管線沒有熱損失的理想情況下，一次能源利用率（即為建筑物供熱的熱量與燃料發(fā)熱量之比）zui高可為*。但是，燃燒礦物燃料通?？僧a(chǎn)生1500-1800℃的高溫，是高品位的熱能，而建筑供熱zui終需要的是20-25℃的低品位的熱能；直接燃燒礦物燃料為建筑供熱意味著大量可用能的損失。如果先利用燃燒燃料產(chǎn)生的高溫?zé)崮馨l(fā)電，然后利用電能驅(qū)動熱泵從周圍環(huán)境中吸收低品位的熱能，適當(dāng)提高溫度再向建筑供熱，就可以充分利用燃料中的高品位能量，大大降低用于供熱的一次能源消耗。供熱用熱泵的性能系數(shù)，即供熱量與消耗的電能之比，現(xiàn)在可達(dá)到3-4；火力發(fā)電站的效率可達(dá)35-58%（高值為燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電站）。采用燃料發(fā)電再用熱泵供熱的方式，在現(xiàn)有*技術(shù)條件下一次能源利用率可以達(dá)到200%以上。因此，采用熱泵技術(shù)為建筑物供熱可大大降低供熱的燃料消耗，不僅節(jié)能，同時也大大降低了燃燒礦物燃料而引起的CO2和其他污染物的排放。

　　 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，公共建筑和住宅的供熱和空調(diào)已成為普遍的需求。在發(fā)達(dá)國家中，供熱和空調(diào)的能耗可占到社會總能耗的25-30%。我國的能源結(jié)構(gòu)主要依靠礦物燃料，特別是煤炭。礦物燃料燃燒產(chǎn)生的大量污染物，包括大量SO2、NOX等有害氣體以及CO2等溫室效應(yīng)氣體。大量燃燒礦物燃料所產(chǎn)生的環(huán)境問題已日益成為各國政府和公眾關(guān)注的焦點。我國的供熱已經(jīng)歷了一家一戶的小煤爐到燃煤鍋爐的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在又進(jìn)一步禁止在城鎮(zhèn)建設(shè)中小型燃煤鍋爐房，體現(xiàn)了政府對保護(hù)大氣環(huán)境的高度重視。因此，除了集中供熱的型式以外，急需發(fā)展其他的替代供熱方式。熱泵就是能有效節(jié)省能源、減少大氣污染和CO2排放的供熱和空調(diào)新技術(shù)。

　　熱泵利用的低溫?zé)嵩赐ǔ？梢允黔h(huán)境（大氣、地表水和大地）或各種廢熱。應(yīng)該指出，由熱泵從這些熱源吸收的熱量屬于可再生的能源。

二、空調(diào)熱泵的分類及其優(yōu)缺點

　　以建筑物的空調(diào)（包括供熱和制冷）為目的的熱泵系統(tǒng)有許多種，例如有利用建筑通風(fēng)系統(tǒng)的熱量（冷量）的熱回收型熱泵和應(yīng)用于大型建筑內(nèi)部不同分區(qū)之間的水環(huán)熱泵系統(tǒng)等。這里主要討論利用周圍環(huán)境作為空調(diào)冷熱源的熱泵系統(tǒng)。就其性質(zhì)來分，國外的文獻(xiàn)通常把它們分為空氣源熱泵（air source heat pump, ASHP） 和地源熱泵（ground source heat pump,GSHP）兩大類。地源熱泵又可進(jìn)一步分為地表水熱泵 （surface-water heat pump，SWHP）、地下水熱泵（groundwater heat pump, GWHP） 和地下耦合熱泵 （ground-coupled heat pump,GCHP）。我國對熱泵系統(tǒng)的術(shù)語尚未形成規(guī)范的用法。例如對地下水熱泵系統(tǒng)有“地溫空調(diào)”的商業(yè)名；而地下耦合熱泵則在一些文獻(xiàn)中稱為“土壤源熱泵”，或直接稱為“地源熱泵”。

　　空氣源熱泵以室外空氣為一個熱源。在供熱工況下將室外空氣作為低溫?zé)嵩?，從室外空氣中吸收熱量，?jīng)熱泵提高溫度送入室內(nèi)供暖?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)簡單，初投資較低?？諝庠礋岜玫闹饕秉c是在夏季高溫和冬季寒冷天氣時熱泵的效率大大降低。而且，其制熱量隨室外空氣溫度降低而減少，這與建筑熱負(fù)荷需求趨勢正好相反。因此當(dāng)室外空氣溫度低于熱泵工作的平衡點溫度時，需要用電或其他輔助熱源對空氣進(jìn)行加熱。此外，在供熱工況下空氣源熱泵的蒸發(fā)器上會結(jié)霜，需要定期除霜，這也消耗大量的能量。在寒冷地區(qū)和高濕度地區(qū)熱泵蒸發(fā)器的結(jié)霜可成為較大的技術(shù)障礙。在夏季高溫天氣，由于其制冷量隨室外空氣溫度升高而降低，同樣可能導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。空氣源熱泵不適用于寒冷地區(qū)，在冬季氣候較溫和的地區(qū)，如我國長江中下游地區(qū)，已得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。