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空氣能采暖違背了能量守恒定律嗎?

讀初中時,我們就學了能量守恒定律:在一個封閉的系統空間內,能量既不能創生,也不能消失。只能用一種能量轉換為另外一種能量,總能量是保持不變的。

在納森中央空調推出超低溫空氣能熱水機組后,很多東北的朋友打電話來問:“你們的產品每消耗1kw的電能可以產生4kw熱能,這豈不是違反能量守恒了?是偽科學!”


空氣能熱泵設備到底是怎么樣的?簡單地說:空氣能熱泵的制熱,不是直接把電能轉換為熱能!實際上,空氣中無時無刻都存在著大量的熱量,這些熱量被“納森空氣能熱泵”所吸收并轉移到了水中,把水加熱。

舉個比較形象的例子:一個人吃飽了飯后面,把散落在各地的石頭收集起來,堆得高高的像做小山。這是這個人消耗了這頓飯的能量后把這些散落在地上的小石頭堆積起來的,并不是吃的那些飯就轉換成了這座石頭小山!
空氣中原本的這些熱量,叫做“低品位熱能”。而被空氣能熱泵處理過后的能量,被稱為高品位熱能。空氣能熱泵消耗電能,就是為了讓熱量從低品位熱能轉化為高品位熱能。空氣能熱泵從不制造熱量,它只是熱能的一個搬運工。所以大家應該可以明白了,空氣能熱泵的制熱并不違背能量守恒定律。網上流傳的“利用1kw電能制造4kw熱能”實際上稱為“消耗1kw電能搬運4kw熱能”更為準確一些。

衡量空氣能熱泵制熱效率的多少,一般都采用一個指標——制熱能效比。制熱能效比英文是COP,代表空氣能熱泵運轉時產生的熱量與所消耗的電能的比值。“1kw電能搬運4kw熱能”就是指COP=4.0。不過就目前來說,雖然空氣能熱泵的制熱效率在同類設備中是最高的,優于煤炭設備、燃氣鍋爐還有電暖器等等,但是它也并不能在一年的365天中都達到這么高的能效比。
由于空氣能熱泵是從空氣中吸收熱量,一旦空氣中的溫度過低,空氣能熱泵的制熱效率就會有所下降。所以如果商家在宣傳時告訴你,“我家的空氣能熱泵一年到頭都有4.0的能效比。”這是不可信的。就目前來看,即使是納森等在熱泵領域中頂尖的品牌所出品的設備,也只有在零度上的環境,才能實現4.0的制熱能效。

如果是在東北地區,氣溫低于零下。空氣能熱泵的制熱效率會大大衰減,一般會降低至3.0以下。有些朋友可能會問,那么在更極端一些的低溫環境中,比如東北、內蒙古等地區,最低氣溫可以達到零下25℃。這種情況下,空氣能熱泵能否正常使用?


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