电动热泵：现有技术，以实现节能未来

为了帮助遏制气候变化，拜登总统设定了降低美国温室气体排放的目标到2030年，低于2005年的50-52％。达到该目标将需要尽可能多地转化为电力的化石燃料动力活动，然后从低碳和无碳源（例如风，太阳能，水力发电和核能）中产生电力。

人们的建筑物居住和工作消耗大量能量。2019年，商业和住宅建筑占超过17美国温室气体排放。新的加热和冷却策略是难题的重要组成部分。

幸运的是，有一项现有技术可以做到这一点：电气热泵效率是熔炉的三到四倍。这些设备在冬季加热房屋，并在夏季通过热量进出建筑物，而不是通过燃烧化石燃料来冷却它们。

作为一名专注于可再生能源， 我学习住房中的能源以及气候变化减慢对工业化和发展中国家。我认为用干净，可再生电力的电力建筑物是一种必不可少的策略，也可以为消费者节省资金。

热泵通过移动热量而不是空气来起作用

美国的大多数供暖系统都使用在天然气或电力上运行的强制空炉，或者在某些情况下加热油。为了加热建筑物，系统燃烧燃料或用电加热空气，然后通过管道将温暖的空气吹入单个房间。

热泵工作更像冰箱，从冰箱内的空气中提取能量，并将能量倾倒到房间中，使内部冷却器保持凉爽。要加热建筑物，热泵从户外空气或者从地面并将其转换为房屋的热量。

它的工作原理：极冷的液体通过热泵的室外装置中的管道线圈循环。这种流体以周围空气的热量形式吸收能量，该热量比流体温暖。流体蒸发，然后循环到压缩机中。压缩任何气体将其加热，因此此过程会产生热量。然后，蒸气通过热泵的室内单元中的管子线圈移动，加热建筑物。

在夏季，热泵反向运行，从房间里占用能量，并在户外进行热量，即使外面更热 - 基本上像更大版本的冰箱一样运行。

比炉更高效

热泵需要一些电力才能运行，但相对较小。现代热泵系统可以以热能的形式传递三到四倍的热能，而不是在电能中消耗的热能来完成这项工作 - 房主支付的费用。

相反，像常规加热系统一样，将能量从一种形式转化为另一种形式，总是浪费一些。燃烧油或气体在炉子中加热空气或使用电加热器加热空气是正确的 - 尽管在这种情况下，在发电时会发生废物。大约三分之二的能源用于发电厂的电力是在此过程中迷失。

翻新住宅和商业建筑随着热泵的提高，加热效率。当与从化石燃料到可再生能源的开关结合使用时，它进一步降低了能源使用和碳排放。

上电

生长对化石燃料使用的限制和积极的政策是驱动热泵的销售在美国和国际上。热泵目前用于全球5％的加热系统中，这一份额需要到2030年增加到三分之一，而之后才能达到更高到2050年净零排放。

在加热需求相对较低的温暖区域中，热泵比炉子便宜。税收抵免，公用事业折扣或其他补贴也可能提供激励措施来帮助预付费用，包括联邦激励措施由拜登给药恢复。

在极度寒冷的气候下，这些系统具有额外的内部加热器可以帮助。该单元的效率不高，并且可以大大增加电费。住在寒冷地点的人可能想考虑地热热泵作为备选。

这些系统利用了地面温度在冬季温暖的事实。地热系统从地球收集温暖，并使用与空气源热泵相同的流体和压缩机技术将热量转移到建筑物中。它们的成本更高，因为安装它们涉及挖掘以将管埋在地下，但它们也减少用电。

新的，较小”迷你切片“热泵系统除了最冷的气候以外的所有工作。这些系统不需要管道将空气通过建筑物移动，而是连接到加热或凉爽单个房间的壁挂装置。它们易于安装，可以在单个公寓中有选择地使用，从而使改建大型建筑物更容易。

即使使用最好的加热和冷却系统，安装适当的绝缘和密封建筑物泄漏是减少能源使用的关键。您还可以尝试使用恒温器，以查看您可以加热或冷却房屋的少量，同时使每个人都舒适。

为了帮助弄清热泵是否可以适合您，您的电力提供商是一个良好的信息来源。许多公用事业提供家庭能源审核，可以确定使您的房屋更具能源效率的经济高效的方法。其他良好来源包括美国能源部和美国节能经济理事会。随着推动社会提升速度的推动，热泵已准备好发挥核心作用。

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罗伯特·布雷查（Robert Brecha）是代顿大学的可持续发展教授。