下一代热泵可以减少能源费用和碳排放

格拉斯哥大学的研究人员开发了一种新型热泵，一种灵活的热泵技术，可以帮助家庭节省能源费用并为实现净零排放目标做出贡献。

热泵是燃气锅炉的低碳替代品。它们从外部低温源(最常见的是室外空气)中获取能量，以加热室内空间。当由可再生能源供电时，它们比传统的燃气锅炉更加环保。

在全球范围内，约40%的碳排放来自化石燃料供暖。英国政府设定了到2028年每年安装600,000台热泵的目标，以减少该国的碳足迹。

然而，当前一代热泵的制热能力和能源效率可能会受到寒冷天气的影响，尤其是空气源热泵。高昂的资本和运营成本以及相对较低的供热温度限制了它们在英国的使用增长，迫切需要创新来提高热泵的成本效益，以与基于化石燃料的供热技术竞争。

在《通信工程》杂志上发表的一篇新论文中，研究人员概述了他们的灵活热泵技术如何通过集成储热(一个小水箱和一卷铜管)为当前热泵的问题提供一种优雅且低成本的解决方案.

水箱回收泵运行过程中产生的部分多余热能，并将其存储为热泵以后运行的额外热源。

回收的热量比提供热源的室外空气温度要高得多，可以作为临时热源再利用，大大降低了泵的功耗。

对于空气源热泵应用，储存在水中的回收热量还允许柔性热泵在除霜期间连续运行。这使得它比当前一代的热泵更高效和有效，后者在除霜期间中断热量供应，同时仍然消耗电力。

研究人员通过使用现成组件构建工作原型，展示了他们的新型热泵的优势。对当前一代热泵设计的全面测试表明，它们的设计比当前设计的效率高约3.7%，供热温度相对较低，为35°C。

当电源温度升高时，回收的能量也会增加，从而提高系统效率并节省更多电能。团队分析预测，经过优化后，当供热温度升至65°C时，其效率可能比现有产品提高10%。

该团队已通过PCT专利保护他们的发明(参考：WO2022069581A1)，并正在积极寻找在不久的将来使柔性热泵技术商业化的方法。

格拉斯哥大学詹姆斯瓦特工程学院热能教授余志斌领导了柔性热泵的研发。

他说：“我们正处于全球向净零排放迈进的关键时刻，我们需要开始快速有效地扩大我们的低碳基础设施。在能源价格上涨的当下，这种紧迫性尤其强烈。正在上升，许多家庭正面临迅速升级的账单。

“柔性热泵相对于当前热泵产品的优势类似于冷凝锅炉相对于非冷凝锅炉的优势——两者都可以回收多余的热量，从而大大提高效率。

“我们的柔性热泵解决了当前一代热泵的许多问题，使它们能够在使用更少的电力的同时提供更高的性能。小型水箱蓄热的成本是微不足道的，但节省的电力是显着的。它可以广泛应用于各种热泵应用。我们相信这将有助于推动英国家庭对热泵技术的改进

“既然我们已经获得了这项技术的专利并在实验室证明了这一概念，我们渴望开始与制造商、能源供应商和其他合作伙伴合作，迈出将这些下一代热泵引入英国家庭的第一步和世界各地。”

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