超低温热泵机组是一种***集热的产品。它运用逆卡诺循环原理。利用设备内的吸热介质（冷媒），吸收空气中的能量后经压缩机压缩，并通过热交换器使冷媒放出热量生产热水。制取的热水通过水偱环系统供应给用户。
在自然界中，水总由高处流向低处，热量也总是从高温传向低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高处，从而实现水的由低处向高处流动，热泵同样可以把热量从低温传递到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一样。
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一台压缩式热泵装置，主要有蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四部分组成，通过让工质不断完成蒸发（吸取环境中的热量） →压缩→冷凝（放出热量）→节流→再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中。
热泵在工作时，把环境介质中贮存的能量QA在蒸发器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即压缩机耗电QB；通过工质循环系统在冷凝器中进行放热QC，QC=QA+QB，由此可以看出，热泵输出的能量为压缩机做的功QB和热泵从环境中吸收的热量QA；因此，采用热泵技术可以节约大量的电能。
热泵发展趋势：从科学利用热能的角度来说，使用电力、燃气、燃油等高品位的能源，来加热仅四五十度温升的生活用热水是极不合算的，这样的加热过程即使是达到100%的效率，表面看是没有热能的损失，但实际上已经伴随着巨大的熵增损失，是一种极大的能源浪费。
从热力学第二定律的意义上讲，传热的温差越大，能量的损失就越大，即热能除了有“热量”方面度量以外，还有“品位”方面的度量，人们应该尽可能使用较低品位的热能，这才是科学的和合理的。
现有的热水器实质上都是能量转换装置，它把电能、燃料的化学能或太阳能转换为热能，其系统“效率”不可能超过 100 % ，例如燃气热水器，因为有高温废气的排放、不完全燃烧、强制排烟及换热效率方面的损失，实际的制热系数仅在0.5—0.7之间。
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