為啥用超低溫空氣源熱泵采暖比直接電采暖省70%電費？

“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”，這些常識在我們行業(yè)內(nèi)可謂耳熟能詳了。但是在市場推廣中，還是會有消費者質(zhì)疑：“那能量守恒定律咋看”、“啥守恒啊?推翻了唄，我們這磚家就比國外的牛逼”。

  空氣源熱泵在現(xiàn)在的“煤改電”市場已經(jīng)獲得大量的應(yīng)用。動輒超過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，還是免不了要把這個說清楚：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?

  熱泵實質(zhì)上是熱量“搬運”裝置

  “能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，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，從而實現(xiàn)水的由低處向高處流動，熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫。所以熱泵實質(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象。

  空氣源熱泵的四大部件包括蒸發(fā)器、壓縮機、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圖

  空氣源熱泵在工作時，首先是輸入1份電能，驅(qū)動壓縮機做功(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)在冷凝器中進行放熱。正是由于“能量守恒定律”的存在，輸入壓縮機的這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，而是空氣中免費的“熱量”。這個免費的熱量能有多少呢?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熱量的核心部件之一就是壓縮機。用于北方采暖的熱泵所搭載的壓縮機都必備一個功能，就是“渦旋強熱技術(shù)”。其原理與汽車的渦輪增壓發(fā)動機類似，通過增加一個吸氣回路，將以往壓縮機只有一次的壓縮過程升級為兩次�？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50°C以上，滿足暖氣片、地暖、生活熱水、風(fēng)機盤管等多重制熱應(yīng)用。這樣，就算是極端低溫，熱泵主機產(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具有更寬廣的低溫制熱運行范圍。在-30℃的環(huán)境溫度時，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行的是能量的轉(zhuǎn)移——1份電能驅(qū)動系統(tǒng)從空氣中轉(zhuǎn)移了多達5份的熱能。誰費電誰省電，也就一目了然啦。

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

  下面，我們可以用一個北京煤改電真實案例來說明——

  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0.483元/度，谷段電價0.1元/度來算，總費用支出為2193元。