什么是热泵？为什么埃隆·马斯克希望特斯拉在你家安装一个？- 彭博社

特斯拉首席执行官埃隆·马斯克在2021年的特拉华州。

摄影师：Al Drago/Bloomberg特斯拉周三的投资者日没有为粉丝们提供任何新车。相反，埃隆·马斯克和他的高管们暗示特斯拉可能会涉足一个新领域 — 家庭供暖。

热泵比传统加热器更高效，可以帮助减少造成全球变暖的排放，自俄罗斯在乌克兰发动战争后引发全球能源危机以来，热泵引起了越来越多的关注。它们也成为各国政府寻找减缓全球变暖途径的新补贴对象。

在很多方面，家用热泵是特斯拉的一个明显的下一个举措，因为特斯拉已经生产使用热泵技术的电动汽车，以及太阳能电池板和家庭电池。但是，热泵到底是什么，它是如何工作的，为什么马斯克现在谈论它呢？

什么是热泵？

热泵是一种电加热家庭或其他空间（如汽车）的方式，但它不像传统的汽车或家用电加热器那样工作。热泵通过移动热量而不是产生热量，这样更高效，能耗更低。这使得热泵成为在努力在不燃烧化石燃料的情况下加热世界建筑的一个重要解决方案。

热泵是如何工作的？

热泵不是通过将电力通过导线强制加热来产生热量，而是提取已经存在于室外空气、地面或水中的热量，将其传递给制冷剂。然后将其压缩释放以加热室内空间。

一些热泵通过加热水来工作，然后将水泵入散热器或地暖系统，而另一些则直接将热空气吹入空间。即使在低温下也可以实现这一点；例如，在瑞典，热泵用于近三分之一的空间供暖，在那里冬季气温很低。

热泵被认为比传统电暖器更好，因为它们更高效。典型的电暖器效率为100% — 每消耗一单位电能产生一单位热量，而热泵的效率是电暖器的两到三倍。在完美条件下，最好的热泵效率是五倍。

一位培训师在2021年英国斯劳的章鱼能源培训和研发中心向学员展示新安装的热泵系统。摄影师：Chris Ratcliffe/Bloomberg### 热泵的成本是多少？

这取决于您所在的地区以及是否有资格获得任何政府折扣。不同国家现在都有激励计划来鼓励采用热泵。

在美国，成本可能从3500美元到20000美元不等。根据Carbon Switch进行的调查，平均安装成本为14000美元。政府还提供根据收入而定的安装激励措施。

在瑞典，平均成本约为9,000至14,000美元，取决于泵的类型。在英国，空气源热泵的成本可能在7,000英镑（8,400美元）至12,000英镑之间，尽管在某些情况下，公用事业公司表示他们可以通过政府补助来匹配燃气锅炉的成本。

现在哪里可以找到热泵？

热泵已经在特斯拉汽车中使用。该公司用它们来加热其四款当前车型，并表示它们可以提高续航里程 — 尽管存在一些问题。

热泵也已经广泛应用于许多建筑物；2021年全球约有10%的空间供暖是由热泵提供的。增长最快的市场是中国，但在北欧已经有特别高的使用率，东欧也在增长，那里的接受程度受到对俄罗斯化石燃料依赖的担忧的鼓励。

空调是一种热泵的类型 — 它只是反向工作，从建筑物内部提取热量并将其排放到室外。而一些热泵可以双向工作，根据天气和建筑物居民的需求进行供暖或制冷。

安装热泵有多容易？

将热泵改装到之前通过其他方式加热的房屋上确实需要一些考虑，具体取决于热泵的类型。空气源热泵在室外需要大约一个自行车大小的空间。安装地源热泵需要更多的工作量，需要挖掘钻孔或沟渠。不过，它的运行成本更低。

热泵的工作温度比燃气或燃油锅炉低。它们的设计是长时间保持环境温度，而不是像锅炉那样提供短暂的热量爆发。如果热泵能以较低的温度运行并从更大的表面向房间散热，它们的效率会更高。如果建筑物的热量损失较少，那么更大的散热器、地暖和隔热材料都是有帮助的。

面临的挑战是什么？

与任何新技术一样，存在一些问题，包括专家工程师和零部件的短缺。像燃气网络和安装人员更容易获得这样的传统系统使房主更容易更换同类产品如果他们的锅炉出现故障。质量低劣、隔热效果不佳的住房也不太适合热泵，因此有时改装可能会很困难。

热泵的采用也需要房主做一些行为调整。习惯于使用化石燃料锅炉的人可能习惯于将恒温器调高，提供几个小时的热量爆发，但热泵设计为几乎一直以较低水平运行。

热泵能为我省钱吗？

可能会，只要它运行效率高而且电费不是过高。尽管安装可能会更昂贵，但随着化石燃料的价格上涨，长期来看运行热泵很可能会更便宜。它们的使用寿命也更长：20年，而燃气锅炉的平均寿命为10至15年。

安装热泵有助于拯救地球吗？

是的 — 电力网越来越多地基于可再生能源，因此比在家中燃烧化石燃料更少碳密集。事实上，电热泵有潜力在2030年至少减少全球5亿吨二氧化碳排放量，根据国际能源署。