熱泵并非熱源創造者，而是熱能的搬運工。其技術本質基于熱力學第二定律，通過逆卡諾循環原理實現熱能跨溫位轉移。具體而言，熱泵系統以電能驅動壓縮機，使工質在氣態與液態間循環相變，從低溫熱源（如空氣、水體、土壤或工業余熱）吸收熱量，經壓縮升溫后向高溫熱源釋放。相較于直接制熱方式，熱泵僅需消耗1份電能即可遷移3-4倍熱能，制熱系數（COP）可達3-4甚至更高，是典型的能源梯級利用裝置。
從技術分類看，熱泵系統可分為自然熱源型與余熱回收型兩大類別。自然熱源型涵蓋空氣源、水地源熱泵等，余熱回收型則包含工業余熱與城市余熱利用系統。其核心組件包括壓縮機、蒸發器、冷凝器、膨脹閥等，構成完整的逆卡諾循環回路。工質在壓縮機作用下形成高溫高壓氣態，于冷凝器向目標空間釋放熱量后液化，經膨脹閥降壓后在蒸發器吸收環境熱量汽化，由此形成閉合循環。
我國熱泵產業近年呈現快速發展態勢。據《中國熱泵產業發展報告（2024）》披露，2023年行業總銷售額突破331億元，同比增長11.4%，其中空氣源熱泵占比達93.7%，貢獻310.2億元產值。市場分布呈現“南冷北熱”特征：北方地區因清潔供熱需求推動，西北、東北區域增長潛力顯著；南方市場中，華東、華中等地區仍具拓展空間。技術演進方向聚焦低碳化，重點突破低全球變暖潛能值（GWP）制冷劑替代、壓縮機能效提升及熱泵多場景耦合技術，同時強化工質回收體系構建。
熱泵技術的戰略價值體現在三大維度：其一，作為建筑供熱脫碳的核心路徑，通過“熱泵+綠電”模式可實現北方農村分散采暖、城市分布式供暖等場景的零碳排放，運行成本較傳統燃煤鍋爐降低30%-50%；其二，在工業領域，熱泵蒸汽系統已在釀酒、造紙等行業示范應用，盡管高品位工業熱需求仍需技術突破，但其在余熱回收、低壓蒸汽制備等場景的節能效益顯著；其三，熱泵與儲能、智能電網的協同發展，可提升電力系統靈活性，國際能源署（IEA）研究顯示，熱泵普及將帶來5億噸級碳減排潛力，等同于全球電動汽車全面替代的減排效益。當前我國熱泵產能占全球50%，產業鏈優勢明顯，其規模化應用不僅能拉動清潔供熱改造投資，更將催生繼風電、光伏之后的又一綠色增長極，助力新質生產力培育。
