是的，熱泵在零下温度依然有效——《華爾街日報》

紐約州伊薩卡市，工人正在居民家中安裝熱泵。圖片來源：Dan Lyon/《華爾街日報》考慮在這個冬天更換供暖系統？別被誤導了——即便室外冰點以下，作為燃油燃氣爐高效替代品的熱泵依然能穩定運行。

標準熱泵在室外温度低至華氏35度時仍能高效工作，而新一代嚴寒機型更可應對低至7度的環境，工程師們正致力於進一步突破極限。

據美國能源部官員透露，今冬有來自8家制造商的23款極端嚴寒機型正在美國10個州和加拿大2個省份的志願家庭中進行測試。參與品牌包括博世、大金、美的、江森自控、雷諾士國際 、開利、特靈科技和瑞美。

熱泵是一種集家庭供暖與製冷於一體的系統，其室外壓縮機可從寒冷空氣中提取微量熱能，經濃縮後通過製冷劑和熱交換系統輸送至室內。隨後，風扇通過管道或類似壁掛式散熱器的裝置將暖風循環至整個房屋。

大多數熱泵採用空氣-空氣交換系統。通過埋設於地下4至6英尺的管道，地源熱泵利用地下土壤與地表空氣之間的温差進行工作。

美國空氣源熱泵銷量在2013至2022年間增長超一倍。非營利能源組織"重連美國"數據顯示，目前全美約16%家庭使用熱泵。根據《自然·能源》期刊2022年研究，全球建築供暖中熱泵佔比達10%，但在瑞典、挪威、芬蘭等嚴寒國家——這些地區因油價波動推動了對高效供暖系統的需求——家庭使用率已達40%。

熱泵技術已存在數十年，但近年來的重大突破在於製造商開發出能在更低室外温度下運行的新技術。

早期熱泵採用單速壓縮機，而新型熱泵可根據房屋需求連續調節運行強度，從而更高效地調控室內温度。

“這幾乎像是油門踏板，而非非開即關的技術，“總部位於波士頓的非營利組織"東北能效合作伙伴"技術市場轉型總監大衞·利斯表示，該機構維護着寒冷氣候適用熱泵名錄。

製造商通過二次壓縮製冷劑來提升機組載熱能力，從而增強寒冷氣候下熱泵的性能表現。

新型熱泵還配備了一種稱為變頻器的機制，當室外極寒時，可在短時間內將壓縮機推至超出正常極限運行。

“這幾乎就像汽車變速箱的增壓或超速檔，“總部位於亞特蘭大的暖通空調公司Rheem Manufacturing負責住宅業務開發的副總裁Randy Roberts説，該公司也生產熱泵。“在那些真正寒冷的日子裏，它能稍微突破標準工況的限制。”

根據美國家庭檢驗師協會數據，空氣源熱泵價格為3000至7500美元，但若房屋需新佈線、風管或其他升級，費用可能更高。地源熱交換系統則需1萬美元以上。

為抵消成本，業主可獲得最高2000美元的現有聯邦税收抵免。拜登政府還根據《2022年通脹削減法案》撥款額外補貼，為符合資格的低收入家庭提供最高8000美元的熱泵購置補貼，具體由各州執行。

某些地區電價可能高於天然氣，因此業主需核算數據，判斷新熱泵是否經濟划算。

美國能源部的熱泵挑戰始於2021年，並在去年冬季持續測試，旨在驗證製造商能否設計出在室外温度低至華氏5度時仍保持制熱效率的下一代原型機。若設備能在零下15度運行，參賽者可獲額外加分。

Rheem公司一直參與美國能源部（DOE）的挑戰賽，該賽事除了提供炫耀資本和產品測試機會外並無實質獎勵。

“探索能真正推動能效數據再創新低的下一代技術令我們倍感振奮，這樣我們就能在極寒市場有所作為。“羅伯茨表示。

據美國能源部數據，由於熱泵僅轉移熱量而非製造熱量，其效率比鍋爐或電加熱器高出3-5倍，同時減少50%的温室氣體排放**。**

這吸引了環保意識強烈的房主，如明尼蘇達州布魯克林公園市的克里斯·庫勒。他在四居室住宅安裝了熱泵，與屋頂太陽能板及車庫電動汽車配套使用。

“我想通過這種方式證明環保與省錢可以兼得，“43歲的富國銀行技術團隊助理副總裁庫勒説，“每月淨省約50美元。”

庫勒兩年前花費約6,500美元購置熱泵，設定運行下限為零華氏度。温度更低時備用燃氣爐啓動。這種混合系統在明尼蘇達、阿拉斯加及新英格蘭地區日益普及。

對阿拉斯加朱諾市的香農·哈里斯而言，棄用丙烷的最重要原因是省錢。去年11月安裝熱泵時，她獲得了聯邦和州補助金支持。儘管截至1月26日積雪達83英寸，今冬她從未啓用備用丙烷取暖爐。

哈里斯的每月電費大約增加了50美元，但她的季節性丙烷賬單可能減少多達2000美元。

現在，她最擔心的是確保户外機組的進氣過濾器不會被冰雪堵塞。

“唯一困難的是遇到暴風雪時積雪達3英尺，必須確保全部清理乾淨，“四個男孩的母親哈里斯説。“但這就是我養孩子的原因。”

雪堆中的住宅熱泵。圖片來源：Shutterstock致信埃裏克·尼勒，郵箱：[email protected]