热泵背后的概念很简单：通过电力驱动，将热量转移到周围冷的或热的建筑中。这并不是一个新想法——早在 19 世纪 50 年代它们就已经被发明，自 20 世纪 60 年代以来就一直在千家万户中使用。
但突然之间，它们成为了最热门的家电产品，因为它能极大的降低潜在的成本，同时产生了一定的气候效益，最近的政策激励措施也是另一个重要因素，所以热泵引起了人们的广泛关注。
虽然基本概念可能很简单，但热泵如何工作的细节却很有趣。以控制家中温度的名义，这个设备几乎打破了物理定律。热泵也变得越来越好：新机型更高效，更能应对寒冷的天气。
所以让我们深入研究，看看热泵是怎样运转起来的。
热泵从一个地方收集热量，并将其高效的转移至另一个地方。我们将主要讨论热泵在加热方面的用途，它们也可以用于冷却，从低温的地方收集热量，然后像空调一样输送它们。许多热泵实际上都可以反向运行，取决于需要加热还是制冷。
热泵中发挥作用的核心是制冷剂：一种在回路中循环的液体，在循环过程中吸收和释放热量。通过电路供电保证制冷剂的循环。
当制冷剂通过热泵时，它被压缩和膨胀，在液体和气体之间切换，使其在循环管路的不同的地方收集或释放热量。（如果这些细节对你来说已经足够详细了，请随意跳到下一个问题。否则，和我一起加入了解热泵是如何工作的旅程。）
想象一下：一个寒冷的冬天，比如说 25 华氏度（零下 5 摄氏度），你坐在客厅的沙发上，拿着一本好书，你的猫蜷缩在附近。你看了一眼恒温器，它被设置在 68 华氏度，但有点冷。你走过去，把它调高了一点，上升到 70 华氏度。
热泵一直在后台安静的工作。现在它升高了一个档位来提高温度：内部的风扇和压缩机开始加速，制冷剂开始移动得更快，将更多的热量从室外转移到室内。
当外面这么冷的时候，从外面收集热量似乎是违反直觉，所以让我们看看制冷剂的循环过程，了解它是如何工作的。对于大多数热泵来说，这个过程只需要几分钟。
热泵制冷剂的沸点很低，通常低于-15 华氏度（-25 摄氏度）。所以在循环开始时，制冷剂通常以液体形式存在。即使在室外温度很低的地方，这种状态下的制冷剂也比外部空气冷得多（在我们这个例子中，低 40 度以上）。
在第一阶段，制冷剂通过热交换器，经过外部空气，加热到开始沸腾，从液体变成气体。
第二阶段是通过压缩机。压缩机将制冷剂压缩到一个更小的体积中，增加其压力和沸点（这一分钟至关重要）。使它温度升高，所以当制冷剂通过压缩机后，它的温度比室内的房间温度更高。
第三阶段是通过另一个热交换器。在经过热交换器之前，制冷剂是一种温暖的气体，超过 100 华氏度，并流经一个相对较冷的房间。当它在风扇的帮助下将一些热量转移到房间里时，它温度降低，重新变成液体。
最后，在第四阶段，液体制冷剂将通过一个膨胀阀，释放压力。就像挤压一种材料可以加热它，释放压力可以让它再次冷却，所以现在液体又回到了低温，准备吸收更多的热量重新进入室内。
化石燃料公司经常重复热泵在严寒的天气中无法正常工作的说法，因为这些公司有竞争产品可以销售。核心因素是——热泵在极端寒冷时效率会降低。随着内外温差的增大，热泵必须更加努力地从外部空气中收集热量，并将其转移到房间中
