什麼是熱泵？

黃秉鈞 台大機械系教授

      冷氣機主要是由壓縮機及一些熱交換器組成，其內充灌冷媒。冷氣機通電後會從空氣吸取熱量，使空氣降溫，這便產生了冷氣。冷氣機也會往外面排出熱氣，由自然界的能量不滅原理，這些熱氣的能量(QH)會等於輸入冷氣機的電能(We)加上從冷氣房所吸取的熱量(QL)，即QH=QL+We。

         從另一個角度來看，冷氣機也可以說是一部移熱裝置，把熱能從一個地方(冷氣房)移到另一個地方(大氣)，當然這個移動熱能的作用需要借助電能才會發生。就好像是我們家裡所用的水泵，一通電後，會將水從一個地方(一樓自來水池)送到另一個地方(樓頂水塔)一樣。只是冷氣機所搬動的是熱能而已，所以冷氣機的學名又稱為「熱泵」? 利用壓縮機的循環原理來產生移動熱能的作用。 我們也可以發現，冷氣機在製造冷氣的過程中，往外面排出的熱氣能量(QH)會高於輸入電力(We)的好幾倍(約三到六倍)，因此也就造成嚴重環境污染，這就好像「把自己的舒適建立在路人的痛苦上」一樣。
　

 如果將冷氣機製造冷氣過程中，往外面排出的熱氣能量(QH)，排入一個水槽中，製成熱水供各種使用，這樣就可回收原本要排放到屋外讓路人痛苦的熱氣，變成有用的資源。可節省另外製造熱水的設備投資與能源費用，又有利環保，做到利己利人。因此，冷氣機除產生冷氣外，從製造熱水的功能來看，它也可變成一部「熱泵熱水器」，冷氣與熱水通通有用。而在製造冷氣過程中，也會產生除溼作用，因此「熱泵熱水器」兼具熱水、冷氣、除濕的多重功能，是典型的綠色環保器具。

在天氣涼爽，屋內不用冷氣時，冷氣機也可以設計成從大氣吸取熱能，排出的熱氣能量(QH)，仍然導入水槽中，製成熱水，這就是「大氣取熱式熱泵熱水器」。那大氣的熱能又從哪兒來呢? 這很簡單，地球上的大氣層時時在吸收太陽能，取之不盡用之不竭。所以這種「大氣取熱式熱泵熱水器」也是太陽能應用的一種，稱它為「太陽能熱泵」也可以。

有些人可能使用過冷暖氣機(附暖氣功能的冷氣機)，它是從大氣吸取熱能，然後排入屋內取暖，這是大氣取熱式熱泵的一種。排入室內的暖氣能量(QH)，約為輸入電能(We)的二到三倍左右，也就是說輸入1kW電能，可以獲得2kW到3kW的暖房能力! 而市面上暢銷的電暖爐，輸入1kW電能，頂多也只能獲得1kW的暖房能力。因此，採用熱泵來取暖，可以節省電力約五到七成，是值得大力推廣的綠色環保器具。一樣的道理，熱泵熱水器也可以節省電力約五到七成。