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空气能采暖违背了能量守恒定律吗?

读初中时,我们就学了能量守恒定律:在一个封闭的系统空间内,能量既不能创生,也不能消失。只能用一种能量转换为另外一种能量,总能量是保持不变的。

在纳森中央空调推出超低温空气能热水机组后,很多东北的朋友打电话来问:“你们的产品每消耗1kw的电能可以产生4kw热能,这岂不是违反能量守恒了?是伪科学!”


空气能热泵设备到底是怎么样的?简单地说:空气能热泵的制热,不是直接把电能转换为热能!实际上,空气中无时无刻都存在着大量的热量,这些热量被“纳森空气能热泵”所吸收并转移到了水中,把水加热。

举个比较形象的例子:一个人吃饱了饭后面,把散落在各地的石头收集起来,堆得高高的像做小山。这是这个人消耗了这顿饭的能量后把这些散落在地上的小石头堆积起来的,并不是吃的那些饭就转换成了这座石头小山!
空气中原本的这些热量,叫做“低品位热能”。而被空气能热泵处理过后的能量,被称为高品位热能。空气能热泵消耗电能,就是为了让热量从低品位热能转化为高品位热能。空气能热泵从不制造热量,它只是热能的一个搬运工。所以大家应该可以明白了,空气能热泵的制热并不违背能量守恒定律。网上流传的“利用1kw电能制造4kw热能”实际上称为“消耗1kw电能搬运4kw热能”更为准确一些。

衡量空气能热泵制热效率的多少,一般都采用一个指标——制热能效比。制热能效比英文是COP,代表空气能热泵运转时产生的热量与所消耗的电能的比值。“1kw电能搬运4kw热能”就是指COP=4.0。不过就目前来说,虽然空气能热泵的制热效率在同类设备中是最高的,优于煤炭设备、燃气锅炉还有电暖器等等,但是它也并不能在一年的365天中都达到这么高的能效比。
由于空气能热泵是从空气中吸收热量,一旦空气中的温度过低,空气能热泵的制热效率就会有所下降。所以如果商家在宣传时告诉你,“我家的空气能热泵一年到头都有4.0的能效比。”这是不可信的。就目前来看,即使是纳森等在热泵领域中顶尖的品牌所出品的设备,也只有在零度上的环境,才能实现4.0的制热能效。

如果是在东北地区,气温低于零下。空气能热泵的制热效率会大大衰减,一般会降低至3.0以下。有些朋友可能会问,那么在更极端一些的低温环境中,比如东北、内蒙古等地区,最低气温可以达到零下25℃。这种情况下,空气能热泵能否正常使用?


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