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术语表 · 供暖与建筑

热泵

利用制冷循环把热量从较冷的热源(空气、土壤、水)搬到较热的热汇的装置,每消耗一份电可提供 2–5 份热。

热泵运行蒸气压缩循环:制冷剂在低压下蒸发,从热源吸热;压缩机提高它的压力和温度;制冷剂在室内换热器中冷凝放热;膨胀阀再把它降回低压。循环反过来就能制冷。

供热量 = 输入电能 + 从热源提取的热量
COP = Q_heat / W_elec
卡诺极限:COP_max = T_hot / (T_hot - T_cold),温度单位为开尔文
示例:供水 35 °C、热源 0 °C:308.15 / 35 ≈ 8.8(实际机组能达到卡诺值的 40–55%)

实际COP:空气源机组约 2.5–4.5,地源机组约 3.5–5。温升越大,效率越低,所以低温末端(地暖、在 35–45 °C 下运行的加大散热器)效果最好。常用制冷剂有 R32、R410A;在欧盟 F-gas 法规推动下,R290(丙烷)和 CO2(R744)等天然制冷剂用得越来越多。

IEA 估计,热泵能大幅削减全球建筑供暖的 CO2 排放;2022–2024 年全球年销量约 1,000–1,200 万台。产生同样的热量,季节 COP 为 3 的热泵比效率 90% 的燃气锅炉少用约 70% 的终端能源。

相关术语

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  • COP(性能系数)

    热泵输出的有用热量(或冷量)与其消耗电能之比,在特定工况下测得。

  • SCOP(季节性能系数)

    热泵在标准化供暖季内的平均性能系数,按各室外温度出现的频率对测试点加权。

  • 空气源热泵

    从室外空气中提取热量,提供供暖和热水(空气–水)或热风(空气–空气)的热泵,是安装量最大的类型。

  • 地源热泵

    通过地埋管或钻孔与大地换热的热泵,利用稳定的地温获得较高的季节效率。

  • SEER

    季节能效比:一个制冷季的总制冷量除以耗电量,单位为 BTU/Wh(美国)或 W/W(欧盟)。

  • 集中供热

    通过保温管网把热水或蒸汽从集中热源输送到许多建筑,用于供暖和热水的系统。