被大佬们捧上天的“热泵”究竟能为我们带来什么？

2023年3月2日，特斯拉创始人马斯克在首次投资者日活动上宣布了特斯拉的“宏图计划”，提出了让地球通往完全可持续之路的五个部分。其中，第三步便是：大范围在家庭、企业、工业中推广热泵。马斯克认为未来热泵技术的应用可以减少22%的化石燃料使用，其减少化石燃料的使用占比甚至比新能源汽车更高。

2024年01月09日，麻省理工科技评论发布了2024年度的“十大突破性技术”榜单，热泵技术被评为第9项突破性技术。在发榜当天，小米创始人雷军在微博上发文表示，我们已经进入了热泵时代。

热泵究竟有什么魅力让大佬们如此推崇，又是如何助力实现碳中和目标，热泵的发展前景究竟如何？我们来逐一梳理。

热泵不生产热，只是热的搬运工
首先，我们先来科普下什么是热泵，我们都知道水会往低处流，水泵的作用就是将水从低处送往高处。热能同理，根据热力学第二定律，热量可以自发地从高温物体传递到低温物体。但不能反方向进行。而热泵的出现，则把不可能变成了现实。

热泵本身并不生产热，是热量的搬运工，基于逆卡诺循环原理，用少量电能驱动机组，通过热泵系统中的工作介质进行变相循环，把低品位热能吸收压缩升温后加以利用。狭义的热泵指仅可以供热方式工作的装置，广义的热泵还包括冷暖空调等可以供热和制冷两种方式工作的装置。热泵用于供热时性能一般用制热系数（COP）来评价，COP是指从低温物体传到高温物体的热量与所需耗电量之比，通常热泵制热系数为3—4甚至更高，即消耗1单位电能可以获得3—4倍热能，因而，热泵是一种实现能源高效利用的节能装置。

热泵按照热源一般分为两大类：自然源热泵，余热源热泵。自然源热泵又细分为水地源热泵、空气源热泵等。余热源热泵细分为工业余热，城市余热热泵两类。具体细分如下图。

我们再来简单讲下热泵的运行原理，热泵机组一般由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流器和其他辅助设备构成，吸收式热泵用发生器和吸收器等组合实现压缩机功能。热泵的工作原理为“逆卡诺循环”：压缩机排出的高温高压蒸汽进入冷凝器，制冷剂蒸汽向高温热源放热后被冷凝成液态制冷剂（液化），液态工质经节流装置降压膨胀后进入蒸发器，汽液混合制冷剂在蒸发器中吸收低温热源（空气、水、土壤、余热等）的热量蒸发形成蒸汽（汽化），制冷剂蒸汽重新被压缩机吸入完成一个循环，周而复始制备热能。这样，将外界低温热源的热量“泵”给温度较高的用户。