亮点:
- 约14%的独户住宅使用热泵供暖，而约20%的独户住宅使用热泵技术制冷
世界正倾向于防止气候变化的概念。气候变化主要是人为活动和相关有害温室气体排放的结果。使用化石燃料获取能源是温室气体排放的主要原因。能源的主要用途之一是控制温度——加热和冷却。
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我们在家庭中使用的能源每年产生10亿吨的排放，约占美国排放量的20%。加热器和空调的使用需要大量的能源，其中大部分来自化石燃料，因此是全球温室气体排放和气候变化的主要原因。例如，如果我们的家是一个国家，那么它的年排放量将排在印度之后，排在俄罗斯之前。其中大部分(约80%)是由于三件事:空间供暖(约50%)，水供暖(约20%)和空调(约10%)。特别是在北半球，供暖是能源的巨大贡献者，因此有必要更好地了解热泵。
那么，热泵究竟是如何帮助减少这个问题的呢?虽然创新和新技术被集中于尽可能减少温室气体排放，但没有一种技术可能是包治百病的灵丹妙药。同样，虽然热泵可能不是最终的解决方案，但它们肯定有助于减少排放和防止气候变化。他们会怎么做呢?什么是热泵?
什么是热泵?
“热泵”一词指的是一组技术，包括HVAC(加热、通风和空调)设备，这些设备提供的热能从热源或热源转移到称为散热器的目的地，有效地将热量从一个地方“泵”到另一个地方。
简单来说，热泵是一种根据您的需要将热量从室外转移到室内的设备，反之亦然。例如，如果在房间内使用热泵来降温，它会吸收房间内的热量，并在室外压缩机的帮助下将其释放到室外。在加热模式下，热泵将吸收外界的热量并将其释放到室内。
约14%的独户住宅使用热泵供暖，而约20%的独户住宅使用热泵技术制冷。
热泵是如何工作的?
就像冰箱一样，热泵在低压下蒸发制冷剂以吸收周围环境的热量，然后在另一个线圈上以高压冷凝制冷剂以释放之前吸收的热量。同样，它们也以相反的方式工作。
它们效率很高，性能也很好。即使温度下降到-18°C(0°F)，热泵仍然可以保留21°C(70°F)时85%的热量。
因此，可以肯定地说，热泵不仅是生态友好型的，而且是对抗气候变化的最有效工具之一。虽然它可能不是万能的，因为这项技术在有很多好处的同时也有其局限性，但它是可能塑造现在和未来能源使用的工具之一。
实用程序
它们的主要功能是通过散热器、地暖系统或暖空气对流器为空间供暖。它们也可以用来加热家庭或商业用水。大多数热泵具有出色的气候控制能力，并通过简单地逆转空间加热过程来提供空间冷却。在许多方面，热泵在功能上与传统的空调相同。这基本上就是一台可以自动倒转的空调。
是什么让热泵环保?
其他温度控制系统通常使用燃料能量来加热或冷却周围的空气。然而，热泵不燃烧燃料，它只是将热量从一个地方转移到另一个地方;因此，它不使用燃料。然而，热泵确实需要一些电力来运行。它使用少量的能量将热量从一个地方转移到另一个地方(而不是加热或冷却空气)。但它们的效率很高。它们的平均COP(性能系数)数字为2.5或更高。简单来说，为了达到2.5千瓦的加热或冷却功率，他们平均使用不到1千瓦的电力。相反，传统的供暖系统——电火或燃气锅炉——的COP通常小于1。
因此，虽然称其为可再生技术可能过于乐观，但与空调等系统相比，它们在影响环境方面表现得要好得多。
对环境有威胁吗?
热泵和其他可再生技术一样，需要能源和原材料来生产。热泵在其材料提取过程中也会对我们的环境造成初始“成本”。此外，它们在制造过程中消耗的能量也来自传统工艺。在热泵经济寿命结束时回收金属和制冷剂气体(工作流体)组件，这甚至可以帮助减轻初始环境成本。不用说，与不可再生能源不同，它将在其生命周期内为自己付出许多倍的代价。
在了解其对环境的影响的同时，也必须考虑其工作液HFC(氢氟碳化合物)制冷剂。氢氟烃对环境的破坏可能超过二氧化碳。不过，HFC制冷剂本身是“臭氧友好型”的。但是泄漏的可能性很小。
成本节约
按英国可再生能源中心在美国，当使用在正确类型的物业时，热泵可以节省石油和天然气的成本。因此，使用热泵每年可以为一个人节省240英镑。但储蓄在很大程度上取决于家庭已经使用了多少。例如，一个依靠燃气供暖的家庭可以节省1315英镑到1975英镑。
另一方面，尽管热泵可以节省燃料，但价格并不便宜。例如，空气源热泵(适用于家庭)的价格在5000英镑到8000英镑之间。此外，在安装热泵时也可能有一些额外的费用。安装绝缘系统使其工作效率更高。
热泵是终极解决方案吗?
热泵不是最终的解决方案，也绝对不是唯一的解决方案。然而，它们已经非常接近满足全球家庭和商业供暖需求的通用技术解决方案。根据国际能源署的说法，热泵可以满足全球90%的供暖需求，并且比燃气冷凝锅炉的碳足迹更低。事实证明，在寒冷的气候条件下，比如北欧国家，它们非常有用。在这样的气候条件下，它们表现出很高的减排潜力。
市场机会
热泵的市场机会很大，因为它们在全球并不那么有名。尽管有这么多优点，但使用这种技术的家庭的比例非常小。它确实是最不为人知的，也是最有效的环保工具之一。更广泛的应用还有很长的路要走。因此，它为新的创业公司提供了开放的领域。到目前为止，世界各国政府都忽视了这项技术，因为它还远远没有得到应有的认可。
它的重要性在正在进行的乌克兰-俄罗斯战争的背景下可能很容易理解。许多国家依赖俄罗斯的天然气和石油。转换为热泵除了减少碳排放外，还将大幅减少石油和天然气的需求。
脱碳不会仅仅通过一项技术实现。它需要一种结合多种技术、政策和干预措施的方法。像热泵这样的技术可能是减少对化石燃料依赖的简单而有力的工具。我们不需要一直搞什么火箭科学。任何有效的帮助方式都是受欢迎的。
