热泵：创新驱动的空调技术何以改变世界
本文为投稿文章，作者王睿勐，系澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)光伏研究所电子工程/光伏工程博士研究生。
从俄乌战争之后，欧洲的能源供应受到了很大的影响。因为之前欧洲的能源供应很大程度上来自于俄罗斯。在俄乌战争开始之后，许多欧洲家庭开始从中国采购一种之前“非主流”的取暖空调，那便是热泵空调。在非主流慢慢成为潮流的背后，我们自然就需要关注在这一过程背后的热泵空调，以及热泵技术。热泵空调也成了我们国家的中欧班列向欧洲出口的重要产品之一。
空调，大家可以说人人都见过。新加坡的国父李光耀先生曾经说过没有空调就没有新加坡的发展和崛起。但是提起“热泵”这个词儿，可能就不是那么为人所熟知了。
热泵这个词儿其实就是热+泵。我们知道水泵是什么：利用外界的能量，让水从一个地方转移到另一个地方。尤其是把水从比较低的位置送到比较高的位置。热泵也一样。本质上就是利用外界的能源，把“热”从一个地方，运送到另一个地方。
现代的水泵
伟大的发明始于伟大的思想。我们有了这个思想：用外接能源的方法，可以转移热能。那么，接下来就是具体的技术实现。到现在为止，这个“外接能源”的形式，包含电，燃气，甚至还有化学反应所产生的能量。
古代的水车：水泵的思想归根结底还是水车嘛
这也就可以简单的归为一个公式：就像水泵是利用机械能或者风能等等运输水，那么：热泵=利用外接的能源（比如电，燃气，化学反应产生的能量）+运输热。
所以，燃气热泵和电热泵这两种技术（在目前来说，化学热泵是一种比较非主流，应用领域很少的技术），自然就成为了可能。在接下来的文章里，我们会分别介绍燃气热泵，以及电热泵。我们会主要介绍燃气热泵。因为电热泵与燃气热泵最主要的区别就是其使用的能源形式。我们会首先简要介绍其原理。然后我们会对其应用领域和场景进行介绍。最后我们会展望这种技术的未来，以及它为什么可以改变世界。
燃气热泵是一种比较新的技术。在20世纪80年代末的时候，最早在日本实现了产业化。燃气热泵和电热泵是现代取暖和制冷领域的两种重要设备，它们的工作原理和能源来源存在显著差异。
燃气热泵通过燃烧天然气或其他燃气来提供能源，利用燃烧产生的热量驱动热泵的机械部分，从而实现压缩制冷循环。具体而言，制冷剂在蒸发器和冷凝器之间循环，在制热模式下，制冷剂在室外单元的蒸发器中吸收热量，经过压缩机压缩升温后，在室内单元的冷凝器中释放热量以供暖；在制冷模式下，过程则反向进行。燃气热泵的优势在于其高效节能、环保性较强，且能够在低温环境下有效工作。
燃气热泵的工作原理
相比之下，电热泵以电力为能源，通过电动机驱动压缩机，同样利用制冷剂的蒸发和冷凝过程进行热交换。在制热模式下，制冷剂在室外单元的蒸发器中吸收热量，经过压缩机压缩后，在室内单元的冷凝器中释放热量；在制冷模式下，过程反向进行。电热泵的优势在于能源利用率高，运行成本相对较低，且由于不直接产生废气排放，对环境更为友好。
在两者的比较中，燃气热泵利用燃气作为能源，而电热泵依赖电力。在温和气候条件下，电热泵通常表现出更高的效率，但在极寒环境下，燃气热泵的效率优势更加明显。环保方面，电热泵由于不直接燃烧化石燃料，对环境影响较小，但在电力来源依赖燃煤发电的地区，其环境影响可能会增加。
生产威士忌的过程
综上所述，燃气热泵和电热泵各有优劣，选择哪种热泵取决于当地的能源供应、气候条件以及经济和环保考虑。在实际应用中，用户应根据具体情况，综合评估两种热泵的特点，选择最适合自身需求的解决方案。
作为可以更高效的利用燃气的方法，如今，燃气热泵和电热泵在许多领域都得到了应用。这些领域包括：
空调。热泵可以直接应用在空调领域。相比传统的电动空调，燃气热泵用燃气节约了电。最适合热泵的应用场景就是别墅，独栋，或者大型单体建筑。当然，如今优化设计的燃气热泵空调，也可以用于整个小区的供暖/制冷中。
食品，酿酒行业。热泵可以用于环境的干燥。这对许多食品制造行业中的问题至关重要。比如制备干果的过程，生产威士忌烘焙大麦的过程等等。
各类化工行业。凡是遇到需要提供稳定的热源或者冷源，或者需要稳定的干燥的环境的行业，均可以考虑使用燃气热泵代替。
相比传统的空调，热泵技术最大的特点就在于节能。目前，虽然各类新能源技术比如光伏，风力发电等等方兴未艾，但是光伏和风力发电等技术，目前还受制于其输配电稳定性等等诸多问题。人类在目前阶段，还不能脱离化石能源。那么把化石能源更高效的利用，就是现在能源技术领域的重要课题。
热泵为我们在现阶段，更高效的利用能源，打开了一个很好的解决方案之门。
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