是的，热泵在零下温度依然有效——《华尔街日报》

纽约州伊萨卡市，工人正在居民家中安装热泵。图片来源：Dan Lyon/《华尔街日报》考虑在这个冬天更换供暖系统？别被误导了——即便室外冰点以下，作为燃油燃气炉高效替代品的热泵依然能稳定运行。

标准热泵在室外温度低至华氏35度时仍能高效工作，而新一代严寒机型更可应对低至7度的环境，工程师们正致力于进一步突破极限。

据美国能源部官员透露，今冬有来自8家制造商的23款极端严寒机型正在美国10个州和加拿大2个省份的志愿家庭中进行测试。参与品牌包括博世、大金、美的、江森自控、雷诺士国际 、开利、特灵科技和瑞美。

热泵是一种集家庭供暖与制冷于一体的系统，其室外压缩机可从寒冷空气中提取微量热能，经浓缩后通过制冷剂和热交换系统输送至室内。随后，风扇通过管道或类似壁挂式散热器的装置将暖风循环至整个房屋。

大多数热泵采用空气-空气交换系统。通过埋设于地下4至6英尺的管道，地源热泵利用地下土壤与地表空气之间的温差进行工作。

美国空气源热泵销量在2013至2022年间增长超一倍。非营利能源组织"重连美国"数据显示，目前全美约16%家庭使用热泵。根据《自然·能源》期刊2022年研究，全球建筑供暖中热泵占比达10%，但在瑞典、挪威、芬兰等严寒国家——这些地区因油价波动推动了对高效供暖系统的需求——家庭使用率已达40%。

热泵技术已存在数十年，但近年来的重大突破在于制造商开发出能在更低室外温度下运行的新技术。

早期热泵采用单速压缩机，而新型热泵可根据房屋需求连续调节运行强度，从而更高效地调控室内温度。

“这几乎像是油门踏板，而非非开即关的技术，“总部位于波士顿的非营利组织"东北能效合作伙伴"技术市场转型总监大卫·利斯表示，该机构维护着寒冷气候适用热泵名录。

制造商通过二次压缩制冷剂来提升机组载热能力，从而增强寒冷气候下热泵的性能表现。

新型热泵还配备了一种称为变频器的机制，当室外极寒时，可在短时间内将压缩机推至超出正常极限运行。

“这几乎就像汽车变速箱的增压或超速档，“总部位于亚特兰大的暖通空调公司Rheem Manufacturing负责住宅业务开发的副总裁Randy Roberts说，该公司也生产热泵。“在那些真正寒冷的日子里，它能稍微突破标准工况的限制。”

根据美国家庭检验师协会数据，空气源热泵价格为3000至7500美元，但若房屋需新布线、风管或其他升级，费用可能更高。地源热交换系统则需1万美元以上。

为抵消成本，业主可获得最高2000美元的现有联邦税收抵免。拜登政府还根据《2022年通胀削减法案》拨款额外补贴，为符合资格的低收入家庭提供最高8000美元的热泵购置补贴，具体由各州执行。

某些地区电价可能高于天然气，因此业主需核算数据，判断新热泵是否经济划算。

美国能源部的热泵挑战始于2021年，并在去年冬季持续测试，旨在验证制造商能否设计出在室外温度低至华氏5度时仍保持制热效率的下一代原型机。若设备能在零下15度运行，参赛者可获额外加分。

Rheem公司一直参与美国能源部（DOE）的挑战赛，该赛事除了提供炫耀资本和产品测试机会外并无实质奖励。

“探索能真正推动能效数据再创新低的下一代技术令我们倍感振奋，这样我们就能在极寒市场有所作为。“罗伯茨表示。

据美国能源部数据，由于热泵仅转移热量而非制造热量，其效率比锅炉或电加热器高出3-5倍，同时减少50%的温室气体排放**。**

这吸引了环保意识强烈的房主，如明尼苏达州布鲁克林公园市的克里斯·库勒。他在四居室住宅安装了热泵，与屋顶太阳能板及车库电动汽车配套使用。

“我想通过这种方式证明环保与省钱可以兼得，“43岁的富国银行技术团队助理副总裁库勒说，“每月净省约50美元。”

库勒两年前花费约6,500美元购置热泵，设定运行下限为零华氏度。温度更低时备用燃气炉启动。这种混合系统在明尼苏达、阿拉斯加及新英格兰地区日益普及。

对阿拉斯加朱诺市的香农·哈里斯而言，弃用丙烷的最重要原因是省钱。去年11月安装热泵时，她获得了联邦和州补助金支持。尽管截至1月26日积雪达83英寸，今冬她从未启用备用丙烷取暖炉。

哈里斯的每月电费大约增加了50美元，但她的季节性丙烷账单可能减少多达2000美元。

现在，她最担心的是确保户外机组的进气过滤器不会被冰雪堵塞。

“唯一困难的是遇到暴风雪时积雪达3英尺，必须确保全部清理干净，“四个男孩的母亲哈里斯说。“但这就是我养孩子的原因。”

雪堆中的住宅热泵。图片来源：Shutterstock致信埃里克·尼勒，邮箱：[email protected]