為啥用超低溫空氣源熱泵采暖比直接電采暖省70%電費(fèi)？

“空氣源熱泵比直接電采暖節(jié)能70%”，“空氣源熱泵輸入1份電平均得到4份的熱量”，這些常識(shí)在我們行業(yè)內(nèi)可謂耳熟能詳了。但是在市場(chǎng)推廣中，還是會(huì)有消費(fèi)者質(zhì)疑：“那能量守恒定律咋看”、“啥守恒啊?推翻了唄，我們這磚家就比國(guó)外的牛逼”。

  空氣源熱泵在現(xiàn)在的“煤改電”市場(chǎng)已經(jīng)獲得大量的應(yīng)用。動(dòng)輒超過30萬平方米的集中供暖案例，已經(jīng)屢見不鮮。但是當(dāng)我們把推廣的觸角伸到普通老百姓面前時(shí)，還是免不了要把這個(gè)說清楚：空氣源熱泵難道可以不符合能量守恒定律嗎?那么，空氣源熱泵究竟是節(jié)能環(huán)保家電，還是偽科學(xué)的產(chǎn)物?

  熱泵實(shí)質(zhì)上是熱量“搬運(yùn)”裝置

  “能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變�！边@就是中學(xué)物理課本中的“能量守恒定律”，它也是自然科學(xué)中最基本的定律之一。

  在自然界中，水總由高處流向低處，熱量也總是從高溫傳向低溫。但人們可以用水泵把水從低處提升到高處，從而實(shí)現(xiàn)水的由低處向高處流動(dòng)，熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫。所以熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置，熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱量，并把它傳遞給被加熱的對(duì)象。

  空氣源熱泵的四大部件包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥。通過讓“冷媒”(家用空調(diào)也需要冷媒)不斷完成蒸發(fā)(吸取環(huán)境中的熱量)→壓縮→冷凝(放出熱量)→節(jié)流→再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中。

  空氣源熱泵工作原理動(dòng)圖

  空氣源熱泵在工作時(shí)，首先是輸入1份電能，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)做功(這部分電能最終還要轉(zhuǎn)化為熱能)，然后從外界環(huán)境溫度中再吸收大量的熱能，通過冷媒循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器中進(jìn)行放熱。正是由于“能量守恒定律”的存在，輸入壓縮機(jī)的這1份電能總是能轉(zhuǎn)化成為1份熱能，而從外界環(huán)境中吸取的大量熱能就成了額外的收獲啦。

  也就是說，真正把水加熱的主要力量，不是輸入的那1份電能，而是空氣中免費(fèi)的“熱量”。這個(gè)免費(fèi)的熱量能有多少呢?一般來說，夏天要更高一些，一份電能大概能帶來5份熱能，而冬天就會(huì)差一些，1份電能大概帶來2~3份熱能。

  -25℃以上，都能正常制熱

  眾所周知，空氣源熱泵能夠提升和搬運(yùn)熱量的核心部件之一就是壓縮機(jī)。用于北方采暖的熱泵所搭載的壓縮機(jī)都必備一個(gè)功能，就是“渦旋強(qiáng)熱技術(shù)”。其原理與汽車的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)類似，通過增加一個(gè)吸氣回路，將以往壓縮機(jī)只有一次的壓縮過程升級(jí)為兩次�？稍黾�20%的冷媒循環(huán)量，顯著提升制熱能力和效率。

  最新的噴氣增焓和變頻空氣源熱泵能夠在-30℃極寒天氣下穩(wěn)定制熱，出水溫度可達(dá)50°C以上，滿足暖氣片、地暖、生活熱水、風(fēng)機(jī)盤管等多重制熱應(yīng)用。這樣，就算是極端低溫，熱泵主機(jī)產(chǎn)生的熱量還是“1份輸入的電能+超過1份的外界環(huán)境溫度吸取的熱量”，因此，比單純的用電加熱節(jié)能多啦。

  可以參見上圖，最新型的谷輪變頻空氣源熱泵壓縮機(jī)具有更寬廣的低溫制熱運(yùn)行范圍。在-30℃的環(huán)境溫度時(shí)，依然可以穩(wěn)定輸出50℃以上，而不需要借助電加熱。這也說明了，空氣源熱泵完全能夠在冬季低溫情況下正常制熱，以供給生活熱水或者采暖。

  同是用電，熱泵比純電暖氣省70%!

  直接電加熱是能量的轉(zhuǎn)化，即輸入一份電能轉(zhuǎn)化為一份熱能——實(shí)際上并不能百分之百轉(zhuǎn)化，大概95%左右吧。而輸入空氣源熱泵主要進(jìn)行的是能量的轉(zhuǎn)移——1份電能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)從空氣中轉(zhuǎn)移了多達(dá)5份的熱能。誰費(fèi)電誰省電，也就一目了然啦。

  以河北、山東多地的多個(gè)空氣源熱泵小區(qū)集中采暖的投資項(xiàng)目來看，在電費(fèi)在0.5元/度左右的時(shí)候，單個(gè)采暖季項(xiàng)目運(yùn)行費(fèi)用普遍在13.5元~16.5元/㎡之間。而市政供暖的收費(fèi)則普遍在22元~26元/㎡。其節(jié)能性一目了然。

  下面，我們可以用一個(gè)北京煤改電真實(shí)案例來說明——

  2016.11.15~2017.3.22，北京市順義區(qū)永，某戶供暖面積為120㎡的農(nóng)戶，末端為暖氣片。該農(nóng)戶一冬天耗電量為總7193度，其中峰電3848度，谷電3345度。按照峰段電價(jià)0.483元/度，谷段電價(jià)0.1元/度來算，總費(fèi)用支出為2193元。