热泵在保温性能差的住宅中也能发挥作用吗?

热泵即使在建筑保温不佳的情况下也能节省能源

热泵不仅能减少二氧化碳排放,其能耗还只有高效燃气锅炉的1/5~1/3。但人们在考虑是否要用热泵取代燃气锅炉时,常常会有这样一个观点,即安装热泵的房屋必须具备良好的保温性能,才能保障热泵有效运行。

由于热泵输出热能的温度低于传统锅炉,且在热损失尽可能少并保持稳定热能输出的情况下表现最好,因此保温良好的房屋确实能实现热泵的最佳运行效果。如果房屋因建筑结构或气密性不佳而大量散热,热泵为了达到并维持理想的热舒适度就需要输出更多热能,从而需要配备更大的制热量。因此,最优方案是一方面加强房屋保温,一方面安装热泵,通过二者协同作用来实现最大效益。而比起保温不佳的房屋,一栋保温良好的住宅达到同等热舒适度需要的热泵制热量更小,意味着购买和运行成本都更低。

然而,IEA针对供暖系统的最新分析显示,即使是在保温性能不佳的住宅中,热泵依然比燃气锅炉更节能,因为其相对于燃气锅炉的能效提升足够大。以英国为例,在一栋(没有加装保温的)实心墙住宅中,将效率高达92%的高效燃气锅炉(当前英国法规规定的最低能效标准)更换为高效的空气源或地源热泵,将可以节能60%~70%。而如果对其加装高性能保温,热泵最多将可以使全年供暖能源需求减少90%。

Heating demand for different technologies and levels of insulation, United Kingdom

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热泵还能降低能源开支,具体取决于各国天然气和电力成本

由于热泵的能效更高,其在输出等量热能时的能耗低于燃气锅炉。但将燃气锅炉替换为热泵是否能降低能源开支,取决于天然气和电力的价格差异。在瑞典等电力和天然气价格相近的国家,使用热泵可以大幅减少能源费用,降幅为60%~90%,具体取决于房屋的保温水平。在电力是天然气价格二至四倍的国家,例如法国,使用热泵仍然可以减少能源开支,但降幅会较小,尤其是在保温性能较差的房屋中。在电力是天然气价格四倍以上的国家,比如英国,从燃气锅炉改用热泵所带来的经济效益会小得多,某些情况下甚至可能导致能源开支增加;不过这一问题在一定程度上可以通过改善建筑围护结构的保温性能来解决。随着能源定价机制逐步从天然气向低碳电力倾斜,热泵的经济效益有望变得更加显著。

Heating energy cost for different technologies and levels of insulation in selected countries

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