标题：热泵技术
热泵技术介绍
热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的装置。现在我国主要利用的热泵技术，按低位热源分：水源（海水、污水、地下水、地表水等）热泵，地源（包括土壤、地下水）热泵，以及空气源热泵。
热泵技术 - 国内热泵发展
据统计，1996年我国空调设备（指电动冷热水机组、吸收式冷热水机组、房间空调器以及单元空调机组，但不包括进口机组）的总制冷能力约为2000万kW，其中热泵型机组的制冷能力约占60%.在全部热泵型机组中，电驱动热泵容量约为1070kW，占90%；吸收式热泵容量约为130万kW，占10%。
近几年来，我国的吸收式制冷装置发展迅速。据统计，1996年销售的溴化锂吸收式制冷机约3000多台，其中直燃机1115台。
热泵在工业中的应用已见端倪，木材、食品（茶和水果）、陶瓷、造纸、印刷、石油和化工等工业生产过程已采用了蒸汽喷射式热泵、吸收式热泵和电驱动热泵。例如，目前大约有400台热泵式木材干燥机正在运行，年处理能力约为200千立方米。
热泵技术 - 热泵发展的背景
我国一次能源年保有总量（不包括生物质能和新能源）为14亿吨标准煤，其中原煤14.6亿吨，原油1.7亿吨，天然气300亿立方米，水电2400亿kWh，核电250kWh，进口石油4－6亿吨，火电电力装机容量2.9－3亿kW（平均每年增加装机容量1500kW）。据1997年统计，我国电厂热效率为32.95%，电厂供热效率为83.68%，能源转换总效率为38.07%.采用热电冷三联供系统或称总能系统（TES——TotalEnergySystem），燃气热泵（GEHP）后，通过热力学第一定律的热效率分析和热力学第二定律的效用率分析说明：由于利用废热，GEHP的综合利用可达到80%－85%；若通过轴动力传动热泵，利用了低位热能，故综合热效率可达到150%－170%.对于TES方式，实现热电冷三联供后，其综合利用率可达到65%－80%.《中华人民共和国节约能源法》第三十九条将热电冷联产技术列入国家鼓励发展的通用技术，促进了热泵事业的发展。
环境保护政策
采用热驱动热泵，CO2排放量亦明显降低。通过改善热泵性能，降低工质泄漏与使用新工质，热泵将在环境保护上发挥更大的作用。
建筑节能法
实施《民用建筑节能设计标准》后，提高了建筑隔热保温性能，降低了建筑采暖能耗，结果是大幅度地降低了热泵采暖方式的年运行费用，增加了热泵与集中供热采暖方式的竞争能力。
城市能源结构的改变
大中城市人口集中，能源消耗量大，污染问题最突出，因此，必须实施国家能源政策，改善能源结构，提倡使用清洁优质能源，限制煤炭的使用，这就为热泵的应用创造了条件。
能源价格的调整
国家采取降低能源价格并且鼓励能源的利用。
热泵技术 - 热泵技术分类
我国热泵技术分为三类：水源热泵，地源热泵，以及空气源热泵。 
空气源热泵。也称为空气源热泵热水器。热泵热水器在泳池中的运用。
1.1 游泳池的热损失(别墅泳池设计里尤其注重)
游泳池有室外露天游泳池（场）以及室内温水游泳池（馆）两大类。从游泳池的使用性质分，有比赛池，训练池，跳水池，儿童戏水池等；从经营性质分，有公用游泳池，商业宾馆内游泳池，也有私人别墅住宅内的游泳池等。但无论何种游泳池，都有一个要求维持池水温度恒定的要求，池水的温度因使用性质不同而异。游泳池的热损失有下列几个方面：（尤其是在别墅泳池设备的传导中）
1）游泳池池水因水面蒸发，水面传导，池底和池壁传导而不断损失热量。
2）因人们在游泳池内游泳，会损失一部分池水，必须不断补充，而补充水需加热，需要补充一部分热量；
3）此外，整个游泳池的设备和管道也在不断向周围环境排放热量。
以上这一些损失的热量，都需要不断补充，才能维持池水有一定的温度。这些热损失再加上游泳场馆淋浴等用热的负荷可以称之为经常性用热负荷。
另外，恒温池水也有一次性全部更换新的要求。为了清洗，消毒的要求，在一定时段内，要求将池水全部放空，重新输入温水。如果补充的水是冷水（水温在5-15℃），那末，加热整池水需要的用热量就是一次性冲击负荷。
1.2 游泳池池水温度（恒温泳池设备）
一般室内游泳池池水温度为24－29℃，室外的为22－30℃。如室内游泳馆有完善的空调采暖设施，可以取为25℃；如果气温低，可以取为27℃。热损失与池水温度高低有关，也与周围环境（例如空气）温度有关。一般室内环境温度比池水温度高1-2℃。国外资料表明：室内游泳池最佳环境参数为：
空气温度 26-30℃
池水温度 25-28℃
地面温度 30-32℃
风 速 0.05-0.1m/s
相对湿度 50-60%
1.3 室内游泳馆相对湿度（恒温泳池设备）
维持室内游泳馆内一定的相对湿度十分必要。当室外温度为-10℃，室内空气相对湿度为50-60%，设双层窗的传热系数为2.9W/m2时，玻璃窗户上仍会潮湿、结露；即使室外气温为-1℃，室内为28℃ 时，也会结露。因而游泳池场馆必须除湿。
1.4 游泳池的用热负荷计算
前者提到，对于游泳池用热的经常性负荷，有：
a.水面蒸发散热；
b.水面传导散热；
c.池底，池壁传导散热；
d.设备及管道散热；
e.补水加热量；
f.游泳场馆淋浴等用热；
由于蒸发散热，传导散热等计算十分复杂，而且必须有游泳池结构的详细尺寸，气象，土壤等资料，为了估算的方便，对于a,b,c,d四项，可以合并为一项，即：按游泳池水面面积m2计的平均热散失量。可以见表1
表1 
环境温度℃ 5 10 15 20 25 26 27 28 29 30
露天 KJ/h 4522 4187 3852 3433 2931 2847 2721 2596 2470 2302
游泳池 w 1256 1163 1070 953 814 791 756 721 686 639
室内 KJ/h 2345 2177 2010 1842 1507 1465 1382 1340 1256 1172
游泳池 w 651 605 558 512 419 407 384 372 349 325
表中数值按下列条件计算：水温27℃，空气相对湿度50%，风速：室内 0.5m/s;室外 2 m/s
国外资料介绍，对于露天游泳池的热损失，也可以按下列数据估算；在水温为23℃，平均气温10－12℃时，
对流热损失 70―95W/㎡
辐射热损失 60－80 W/㎡（夜间）
辐射得热量 ≤180 W/㎡〔白天〕
蒸发热损失 350－700 W/㎡
补充水时的补热量 400－600 W/㎡
对于补水热损失，可以按补水量及补水温差进行计算而得。游泳池每天补水量占游泳池容积的百分数可见表2。
表2 
游泳池类别 比赛池 训练池 跳水池 室内公共池 露天公共池 儿童池 幼儿池 水球池 游泳跳水合一池
补充水量（%） 3－5 3－5 3－5 5－10 10－15 10－15 15 5 5
方案设计中建议：露天池取10%=B1；室内池取5%=B2。因补水需补热的小时功率可按下式计算
P=[(V×B×1000/24)×(t2-t1)/860] kW， （1－1）
式中：P－补水的补热功率，kW；
V－游泳池容积，m3；
B－补水量的百分数，%；
t1－补水初温，℃；
t2－池水温度，℃。
至于游泳馆所用的淋浴、洗涤等生活热水用量的计算及制热所需负荷，可按常规计算。
对于一次性冲击负荷，则按照换水量以及水温升来计算其总用热功率和小时用热功率（机器所需的制热功率）。总用热功率QZh
QZh=1.15×V×（t2－t1）×1000/860 kW， （1－2）
小时热功率Ph=QZh/T kW， （1－3）
式中：V－ 游泳池的总容积，m3；
t2－ 池水所需温度，℃；
t1－ 冷水温度，℃；
T－ 换水周期，h；
1.15－考虑在换水周期内的热损失附加值。
一般初次充水或换水的周期T为24－48h计。也就是说，要求在24－48h内完成整池的换水。至于间隔多长时间换一次水，应根据用户对于游泳池的使用要求和经营情况而定。由于池水是在不断循环过滤和消毒的，间隔时间相对比较长，可以是一个月，半年、甚至一年，对于桑拿浴性质的水池，有可能是一天换一次水。对于有几个游泳池的场馆，在计算负荷时，可以将换水时间错开。在选择主机时，可按一个最大容积的水池的一次性负荷来计算，也可以用换水周期的时间长短来调整。各种不同的游泳池的循环次数和周期可见表3。
表3 
类别 循环次数
n（次/日） 循环周期
T（小时） 类别 循环次数
n（次/日） 循环周期
T（小时）
比赛、训练池 4－2.4 6－10 公用池 4－3 6－8
跳水、私人池 3－2 8－12 儿童池 6－4 4－6
跳水、游泳合一池 3－2.4 8－10 幼儿池 24－12 1－2.[1]
热泵技术应用领域
热泵技术常见的应用领域：
泳池恒温设备是采用电热泵恒温系统，从周围环境空气中吸取热量，通过电能驱动，利用压缩机做功和虚幻系统不断从空气中吸收热量并释放到水中，从而实现泳池水由低温到指定的热水温度并保持恒温的目的。
由于室内恒温泳池产生大量的水气并带有一定的腐蚀性，对泳池内的金属及建筑物会有一定成都的损坏，人身处其中会感到不适，且会危害人体健康,因此需要进行空气的除湿并保持相对的湿度。此外，设备还可以在不需要恒温加热的季节向室内提供空调制冷,实现恒温、除湿、制冷三种功能于一身：统称为三集一体热泵系统或恒温恒湿泳池设备[2]。