科学技术的发展让我们的生活日新月异。比如供暖,在很多年以前,挨家挨户都还是烧煤来取暖,购置一台燃煤锅炉,每天手动加煤,利用煤炭燃烧后释放出的热量来取暖。而到了今天,采暖技术更新换代,空气能热泵供暖开始渐渐成为主流。
空气能采暖普及后,不少居民对其大加称赞,认为热泵机组利用少量的电能,产生大量的热能,可以算是“黑科技。”实际上呢,空气能热泵并没有大家想象的这么神奇。类似的技术,早在很久之前,就在我们的生活中有所应用,空调就是最典型的代表。空调制冷时,轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器,带走制冷剂放出的热量,使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器,并在相应的低压下蒸发,吸取周围的热量。同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换,并将放热后变冷的空气送向室内,实现室内降温
而空气能热泵的制热,恰恰利用的空调制冷的逆向原理——逆卡诺原理。热泵压缩机把低温低压气态冷媒特換成高压高温气态,压缩机压缩功能特化的热里为Q1,高温高压的气态冷媒与水进行热交換,高压的冷媒在常温下被冷却、 冷凝为液态。这过程中, 冷媒放出的热量用来加热水,使水升温成热水。水吸收的热为Q3,高压液态冷媒通过膨胀阀减压,压力下降, 回到比外界低的温度,具有吸热蒸发的能力。低温低压的液态冷媒经过蒸发器(空气热交换器) 吸收空气中的热量自身蒸发,由液态变为气态, 冷媒从空气中吸收的热为Q2。 吸收了热量的冷媒变成低温低压气体,再由压缩机吸入进行压缩,不断地从空气中吸热,而在一侧的换热器放热,制取热水。再配合风盘、地暖机、暖气片等末端,就可以实现住宅供暖了。
所以,空气能热泵并不是“无中生有”,而是将空气中免费的热能加以收集和利用,是一个能量的搬运过程。由于换热过程依赖的是冷媒本身的物理特性,设备并不消耗电能,所以空气能热泵的制热效率与同类设备相比,也有了明显的提高。就以北方“煤改电”中广泛普及的纽恩泰空气能热泵为例。纽恩泰热泵应用了低温采暖技术,即使在-20℃的环境下,它的制热能效比也可以达到2.0,制热效率是燃煤锅炉、蓄热式电暖气的两倍以上,在节能省电上有突出的优势。
正因为制热效率上的优势,空气能热泵也被多方推举为“最适合煤改电”的采暖设备。从几年前开始,在各地的“煤改电”中,空气能热泵都占据不小的份额,在大规模的取代传统的燃煤锅炉的地位,成为了新时代清洁采暖的“主力军。”