原理

即便是在冬天温度远低于0度，热泵也能从较低温度的热源提取热量，传递给较高的温度的用热设备。

这个过程在一个闭合的回路中完成，在这个回路中工质在不停的变化（蒸发、压缩、冷凝、膨胀）。冰箱的设计就是基于同样的原理。

相比之下，热泵把存储的太阳能从房子周围的环境、土壤、水和空气中提取出来，并把他们转移到用热设备用于取暖和制备生活热水。

热泵循环

热泵的操作是基于工质状态（液态/气态）的不断循环来完成的，它将不断的吸收和释放热量。

热泵循环本质上是基于逆卡诺循环。

下文阐述了热泵的循环过程：

1.蒸发

在热交换器中工质从热源中吸收能量（水，土壤和空气），持续的升温使工质蒸发。

2.压缩

进入压缩机的气态工质被压缩并且升温。最终工质变成高温高压气体离开压缩机。

3.液化/冷凝

工质进入冷凝器，并向用热设备释放热量，然后自身冷凝并转化为液态工质。

4.节流膨胀

离开冷凝器后工质直接转移到膨胀阀。经过膨胀阀节流，工质的压力迅速降低，温度也随之迅速下降。之后工质将转移到蒸发器中并开始新的循环。

热泵供热系统

为了保证高效运行，系统的所有部分（热源端、热泵、用热端）都必须互相匹配。

各部分的技术参数将记录下来并以此为依据调试热泵机组。

以下为若干可行的运行模式

• 单独模式

热泵是唯一的供暖设备。热泵的提供100%的热量需求。可以达到最高出水温度为65摄氏度。主要适用于地源或水源热泵。

• 共用模式（热泵+辅助加热系统）

（如果用电热器作为辅助加热系统使用，那么整个系统消耗的能量仅是电能。）

在热泵上设置辅助加热设备的开启温度，当外界温度低于该温度时，辅助加热设备与热泵协同运作。热泵最大出水温度为65摄氏度。

这种模式主要用于空气源热泵或者建筑翻新改造。

• 转换模式（热泵或辅助加热系统）

热泵在外界温度高于设定的转换温度的时候，独立运行。在温度低于该值时，热泵停机，供暖完全由辅助加热系统完成。适合于水温高达90度的供暖系统，如传统散热器。主要用于系统改造。

例如：当转换温度为零摄氏度时，空气源/水源热泵仍然可以很好的提供每年总热量需求的88%，即便是在零下16摄氏度时，热泵也能正常运转。

辅助加热设备的开启温度越低，那么热泵的年度热量输出就会越多。年度热输出总量的多少还受气候带以及操作模式的影响。

能效比

能效比=热输出/输入电功率=（环境能+输入电功率）/输入电功率

能效比用ε表示。（英语：COP）

能效比为4意味着可以将电能转化为4倍的热能。能效比是一个瞬间值。

整个加热过程的能量比值则称为季节性能因数（英语：SPF）。

提升的温度差决定能效比

能效比决定于热源和用热设备之间的温差：温差越小，热泵的能效比就越高。这就是为什么正确的整体系统设计是如此重要。

工质

工质在低温环境下蒸发，同时也有很高的比热。工质必须不含氯。因为氯元素可以破坏臭氧层。R134a，R407C和丙烷都可以作为工质。

Ochsenr使用R134a 和R407C。这两种工质都是不易燃且无毒安全的。使用的酯油类润滑油也是可以自然降解的。这意味着系统可以安装在任何地点。 而有的热泵使用易燃工质（丙烷）工作，因此它的使用必须按规定安装并遵守相关法规。