空气源热泵的起源及发展概述

当下，空气源热泵凭借优越的节能减排功能，正快速发展，应用范围越来越广。那么，空气源热泵是如何发展起来的呢？了解空气源热泵发展历程，首先需要了解热泵工作原理。

顾名思义，热泵可以像“泵”一样，将无法直接利用的低位热能(如空气、土壤、水中所含的热量)转换为可以利用的高位热能，从而达到节约部分高位热能(如煤、燃气、油、电能等)的目的。空气源热泵即是以空气为低位热能的热泵设备。

一、热泵&空气源热泵之起源

1824年，法国科学家卡诺提出卡诺循环理论，为热泵的发明奠定了理论基础。卡诺循环理论即分析热机的工作过程。卡诺循环包括四个步骤: 等温吸热，绝热膨胀，等温放热，绝热压缩。理想气体从状态1(P1，V1，T1)等温吸热到状态2(P2，V2，T2)，再从状态2绝热膨胀到状态3(P3，V3，T3)，此后，从状态3等温放热到状态4(P4，V4，T4)，最后从状态4绝热压缩回到状态1。这种由两个等温过程和两个绝热过程所构成的循环称为卡诺循环。

1850年，英国科学家开尔文基于卡诺理论提出：冷冻装置可以用于加热。自此以后的半个多世纪，无数科学家对热泵进行研究。

1912年，瑞士苏黎世成功安装一套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，这是世界上第一套水源热泵系统，也是热泵装置迈向世界舞台的第一步。第一台热泵设备诞生以后，相应技术得到快速发展。在20世纪40年代到50年代，家用热泵、工业建筑用的热泵如热泵空调、热泵烘干机、工业热风机等产品开始进入市场，近年来，泳池空气源热泵也得到了很好的应用。

二、热泵&空气源热泵之发展

进入70年代以后，由于能源危机的冲击，寻找新能源迫在眉睫，热泵的研究工作受到了许多发达国家和国际组织的重视，国际能源机构和欧共体均制定了热泵发展计划，有效地推动了热泵技术的发展。

21世纪以来，各国不断加大对热泵技术的研发力度，美、德、日、韩等国都发出专门官方指引，以推动热泵技术的社会应用。在此背景下，热泵除了用途不断开拓以外，技术也得到了长足发展，运用于电镀、巴氏消毒、屠宰、玻璃清洗、印染、水处理、工业建筑、医疗等行业中，逐渐成为前景光明和价值巨大的新能源之一。

空气，取之不尽、用之不竭，又随处可见，自然而然地，成为了热泵所能利用的低位热源的理想选择，空气源热泵由此而生。

空气源热泵是按照“逆卡诺”原理工作的，具体来说，就是“室外机”作为热交换器从室外空气吸热，加热低沸点工质(冷媒)并使其蒸发，冷媒蒸汽经由压缩机压缩升温进入水箱，将热量释放至其中的水并冷凝液化，随后节流降压降温回到室外的热交换器进入下一个循环。20世纪50年代，美国已经开始批量生产空气源热泵；80年代起，能源匮乏的日本开始大规模生产各种空气源热泵式空调器。同时，日本空气源热泵热水器还在家用热水器市场中取代了电热水器。