熱泵是利用外界環(huán)境（如空氣、水、土壤等）中的能量或工業(yè)余廢熱作為熱源，經完成一定熱力學作用后，向生產工藝過程供熱或滿足商用、民用領域用熱需求的設備。根據驅動取暖熱泵的能源種類的不同，熱泵主要分為電力驅動和熱力驅動兩種形式。人們一般說的熱泵通常是狹義概念上的，即以消耗電能為主的，近年來隨著節(jié)能環(huán)保理念深入人心，可回收利用余廢熱的吸收式熱泵（主要消耗熱能）也逐漸廣泛應用起來。
　　熱泵蒸發(fā)與供熱應用于很多行業(yè)，其巨大節(jié)能與環(huán)保效益影響著生產成本和效率。目前普遍采用的蒸發(fā)方案存在熱能消耗大、能源利用率低的問題，如何提高熱利用效率成為人們的研究熱點之一。傳統(tǒng)的采暖方式采用鍋爐集中供熱，鍋爐燃燒煤后產生的煙塵和有害氣體對城市大氣環(huán)境的污染日益嚴重，所以這種方式將逐漸被取代，除非采用新型的環(huán)保燃料。熱泵清潔取暖將成為保護大氣環(huán)境的重要措施之一，給節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)境保護和人類可持續(xù)性帶來新的發(fā)展機遇。本書主要在以下幾個方面開展了熱泵系統(tǒng)節(jié)能機理與實驗研究工作：
　�。�1）機械蒸汽再壓縮（MVR）熱泵技術是一項利國利民的節(jié)能環(huán)保型技術，未來將推廣應用到更多行業(yè)中。本書從MVR熱泵節(jié)能的特性出發(fā)，分析了MVR系統(tǒng)的質量平衡和能量平衡過程、影響能量平衡過程的輸入功量、影響能量平衡過程的傳熱量；基于降膜流動與蒸發(fā)模式，根據換熱過程蒸發(fā)側與冷凝側遵循的傳熱量守恒關系，建立了降液膜流動與傳熱過程的理論模型；確定系統(tǒng)的流程方案和主要部件設計及選型，完成離心風機驅動MVR系統(tǒng)和單螺桿MVR系統(tǒng)的研制；對rvfVR系統(tǒng)的運行特性進行了實驗研究分析。
　�。�2）熱泵在清潔取暖方面具有重要節(jié)能意義，帶閃發(fā)器的空氣源熱泵系統(tǒng)可以很好地適應低溫運行工況，具有很高的研究開發(fā)價值和廣闊的市場應用前景。本書在分析比較熱泵空調機的運行工況差異對壓縮機和換熱器的不同要求的基礎上，初步確定了機組的壓縮機和換熱器分別采用帶補氣口的準二級渦旋壓縮機和波紋翅片管式換熱器；建立了毛細管流動的數學模型及其臨界流狀態(tài)參考模型，針對低溫工況初步設計出一臺分體單元式冷熱兩用熱泵樣機，為樣機試驗驗證和改進調整指明了方向；搭建實驗平臺，通過理論計算與實驗修正相結合的方法，選擇確定了制冷劑的充灌量和毛細管的結構尺寸；對冬夏兩個季節(jié)的現場測試數據進行整理，分別分析了樣機的熱泵運行特性和空調運行特性；將熱泵應用于環(huán)境空間高低溫調控模擬試驗，試驗系統(tǒng)主要用于模擬大型空間內天線及其他大型機構、結構的高低溫極限環(huán)境下的展開功能試驗、機械性能測試及其他相關試驗。
　　（3）在實驗研究的基礎上結合系統(tǒng)性能優(yōu)化分析，進一步開展了熱泵在污染減排和清潔取暖領域的中試生產試驗，考察了系統(tǒng)的性能參數，從而為示范推廣提供支撐。
　　本書得到中國工程院重大咨詢項目（編號：2014-ZD-7-1、2016-ZD-13-01）的資助。由于作者水平有限，書中難免有不當之處，敬請廣大讀者批評指正。