主题：【原创】2030年中国人的人均生活水平(6) -- 龟途漫漫

2030年中国人的人均生活水平(5)中有关这个热泵热水器的一些介绍，有不少人提出了一些很好的问题。这里尽我所能作一点说明，考虑到以后有关空调冰箱等的讨论，也是一个准备。

1。空调原理

空调制冷原理

空调器通电后，制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围的热量。同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流动，达到降低温度的目的。

制热工作原理

热泵制热是利用制冷系统的压缩冷凝器来加热室内空气。空调器在制冷工作时，低压制冷剂液体在蒸发器内蒸发吸热而高温高压制冷剂在冷凝器内放热冷凝。热泵制热是通过电磁换向，将制冷系统的吸排气管位置对换。原来制冷工作蒸发器的室内盘管变成制热时的冷凝器，这样制冷系统在室外吸热向室内放热，实现制热的目的

这个说明可能不是很容易理解。实际上制冷和制热可以理解为都是一样的，空调，冰箱是一回事。

低压制冷剂液体在蒸发器内温度很低，低于外界的温度一定程度，所以制冷剂液体就从外界吸热蒸发。

注意这里的蒸发是对制冷剂而言，不是对外界。

高温高压制冷剂在冷凝器内温度高于外界，放热冷凝。同样这里的冷凝是对制冷剂而言，不是对外界。

实现这个的是用了压缩机，压缩机消耗一定的电力

,实现热量的运送。

将蒸发器放在房间，冷凝器放在外面，就是空调制冷。

将蒸发器放在外面，冷凝器放在房间，就是空调制热。

将蒸发器放在箱子里,冷凝器放在外面，就是冰箱。

热泵热水器=空调制热，将蒸发器放在外面，冷凝器放在水箱里。

以下回答一些朋友的具体问题：

1。

你的分析非常正确。

冰箱功率较小，但耗能不少，应该把它拿回来。如果可能，就可以大量用大冰箱了。

你的思路，恐怕是绝大多数人的想法，很对。

我的思路，很简单，也许有可能在一定程度上实现。我已经买了一个小冰箱，准备做实验，但发现没有必要。现在不知如何将主意变成钱。

(以上纯属吹牛)。

这个方面我很不理解日本人为何不能解决这个问题。日本人在有些方面做的很细，有的到了变态的地步。我看到过三菱公司搞一个利用轴承发热烘干衣服的，不可想像。烘干机节能潜力很大，也很容易,也后我会有一个部分谈这个问题.三菱公司的方法不可理喻，但有这样的支持，就没有人能做好烘干机节能? 没有人会想到我的冰箱耗能回收方法?

2。

有几个人这样说：

3。

燃气的一般90%，可以超过100%。

热效率高于100%在国内引起了一些反应，认为是吹牛。如果是电的那就更不行了。

我在国内一次碰到一个公司(万和或万家乐)，有这样的谈话，

你们有热效率高于100%的燃气热水器?

是。

有人认为这是不可能的，是吹牛?

对。

我知道你们是对的，没有吹牛。

谢谢。

但是电热水器不可能高于100%，是吗?

是。

我可以做一个电热水器高于100%，你相信吗?

相信。

你不相信，因为违反能量守恒。但是我是可以做的。

。。。。。。。

那次我有点胡搞，实际上浪费了一个交流的机会。

我的这个主意来源于一个人提出解决北方冬天自来水太冷的问题。这个问题比较难，最后搞的有不少主意出来。

大家有时间可以找一下有关热效率高于100%的燃气热水器的说法，这样以后可能不会对厂家有太多的怀疑。

至于电热水器高于100%，不要去关心了，网络上没有，现在也不存在。

4。

有关电器的好坏，会有无穷的争论。主要有

电热于燃气热水器

横式和立式热水器

实时与储存热水器

变频与定频空调

滚筒和波轮洗衣机

烘干机是否应该用

等

我很为难，这些问题不是容易讲清楚，一但开始，很难结束。

这里有一个关于燃气热水器的控制装置

所以这些问题我就不具体回答，当然有兴趣的可以讨论。

5。[FLASH]从空气中吸收能量的问题。我的理解，这个东西不过就是把空气中的能量换了各地方，而且还是需要放回到空气里面去，既需要吸收，也需要向空气释放能量。整体而言，空气是在提供能量还是在仅仅作为一个能量媒介存在？我不认为是前者，实质上的能量的来源应该仍然是电。如果您认为这种情况下空气提供的能量净值可以是正的，那么请证明一下。列出能量平衡就好。[/FLASH]

这个问题一般会有很多人问，实际上我觉得空调是一个很好的例子，解释热力学第一、二定律，可惜好像大学老师没有化时间去强调。

对于热泵热水器，从空气吸收能量后，这部分能量转移到水里，空气温度立即下降并从附件空气补充能量。这个非常简单，不需列出能量平衡。

6。[FLASH]我这个效率和你说的能效比不太一样 花 1 掷骰子 2007-09-20 20:55:46

我是把 有效制冷量/废热排放，或者有效制热量/废冷排放。计算的对象是整个室内外环境。类似于(意塔）的计算

你的是 有效制冷量/输入电能，或者有效制热量/输入电能。计算的对象仅指室内需要被制冷或者制热的环境。

[/FLASH]

你的定义是对的，但一般很少人用。

7。

不是这样的，冷凝器直接加热热水。

8。

这里比较容易混淆。输入1单位，从外界泵入3单位，总的是能效比达到四。

就是你那个100%是怎么计算的。

其实很简单：

1 燃气本身的热值

2 燃气的流速

3 被加热的热水的量

4 热水被加热前后的温差

而内热式的电热水器

1 加热的功率

2 加热的时间

3 被加热的热水的量

4 热水被加热前后的温差

一比较就知道怎么回事了。

请不要只是提供一个概念，卡诺循环是基本概念，不要以为别人不懂。

以大楼、小区为单位的集成化才是王道。利用大型压缩机的冷热两端，空调、热水、冰箱、烘干全部可以低成本提供。上海以前有个楼盘集中制冰供冷（估计是利用晚上的低电价进行），但由于新入住户少，所以分摊成本高。另外没有和供热结合起来，也浪费了制冷时产生的废热。

（目前有中央空调的地方的热水居然也是用锅炉烧的，房屋顶上还有硕大的散热器，暴浪费）

集中以后，能量的存贮比较简单了，无论是高温还是低温，规模大了，冬天的冰都可以留到夏天用。但传输比较成问题，核心可能还是管道输送的能量散逸问题。

工业上的应用比较讨厌，制热至少需要蒸汽级的。

热水器的能量平衡应该比较简单，这里没有不要做吧。

燃气热水器是一个简单的能量转换，热效率高于100%是不可能的，厂家的说法没有错，是有原因的。我没有写出来是想让有兴趣的人自己找找看，需要的话我可以找。

普通电热水器也是一个简单的能量转换，热效率高于100%也是不可能的。我说的可以做一个电热水器高于100%也是真的，和燃气热水器的不一样，不过这个东西还没有，网上也没有，大家就当玩笑吧。

不清楚你指的什么。

我不可能有资格提供一个概念，燃气热水器热效率高于100%是厂家的话。

我没有提到过卡诺循环。

在下有一个请求:

你是公认的能源专家，下笔如神，不妨在这里做一点科普工作，把有些概念介绍一下。

特别希望你多多提意见。我觉得河里的意见不够尖锐，可能是大家都是君子吧。

你的意见可能非常正确，不过我对这个技术不懂，也非常怕，就是如何解决共用付钱的问题。所以不敢想。

提个问题：

“上海以前有个楼盘集中制冰供冷”

制冰供冷好像不节能，反而多耗能，目的是平衡电负荷。

另外大型压缩机恐怕效率要更低(一般空调小的效率高)

有些看不懂您的一些东西所以就问。

如果有时间解释，还是解释一些好。特别是一些相对新的概念。

如果涉及到什么保密问题就算了。

我天津家里面，当年装暖气的时候，一个楼栋就只有我家同意。其他的这个那个的，费了大劲了。其实主要还是经济条件不允许。国内目前的状况，进行这种住户的协调，还是很麻烦的。

至于空调之类的，可能更麻烦，这个更加是奢侈品。恐怕只能在新建小区的时候去考虑了。

天津的集中供热按表记费曾经很是被政策性的推广了一下。结果挺惨。

我家住万德庄。对面的一个新小区，建楼的时候就直接装了按表记费的暖气。小区里双职工家庭为多。结果供热站先受不了啦。白天大家不开暖气，供热站的职工无聊到甩扑克，下象棋。晚上大家一起开，烧锅炉的说锅炉都“烧红了，都快烧化了”。送煤的小铲车通宵跑，扰民，周围居民就拒绝交纳暖气费……最终结果是把那个小区也改成按每年3个半月时间收暖气费了。

一楼，有这个方便。

后来赶上什么政策，楼里面终于同意装了。不过是三个月交钱的那种。

每年收钱的时候还是啰嗦，总有不交的，有的时候都不能及时供暖。

这个应用牵涉的技术应该并不复杂，我也并不专业，只是一点常识的判断。

首先是制造冷和热，热泵－空调复合体，（大型机的效率没有道理会低于家用空调的，除非你是把深冷的效率和一般的制冷比较）当然这个的结构要复杂一些，效率要低一点，因为冷和热都需要分段回收。

其次是冷和热的存贮，冷相对简单，主要利用水的固化热，具体需要多少水要计算以后才知道。热比较讨厌。想不出什么好办法。

再次是传输，冷和热都要到户才行。

最后是平衡负载，毕竟冷和热的需求不会是同步的。

宾馆、大楼既要8～12～24小时空调，也要24小时热水，容易平衡负载。另外集中收费，不麻烦的。

“制冰供冷好像不节能，反而多耗能，目的是平衡电负荷。”晚上用电首先是降低成本，多耗能是相对的，对整个社会而言绝对是降低能耗的。

白天2台30万千万的火力机组，到晚上低谷时绝不可能只开一台的。就是把一台30万的降到25万工作量也是及其恐怖的。同样长江水晚上的流量也不会比白天少。

核算好了应该是不错的业务，赶上国家的节能减排大政策，补贴也能弄不老少。

格力定速空调1级能效等级:

型号 能效比 额定制冷 额定制热 额定功率(W) 质量(kg)

瓦(W) 瓦(W) 制冷 制热 室内/外

KFR－24GW/E(2451)Z 3.95 2450 2600(3200) 620 610(1210) 12/40

KFR－27GW/E(2751)Z 3.94 2700 2800(3400) 685 675(1275) 12/40

KFR－32GW/E(3251)Z 3.81 3200 3300(3900) 840 850(1450) 12/40

KFR－35GW/E(3551)Z1 3.38 3500 3850(4450) 1035 1050(1650) 12/40

KF－24GW/E(2431)Z 3.95 2450 / 620 / 12/40

KF－27GW/E(2731)Z 3.88 2700 / 695 / 12/40

KF－35GW/E(3231)Z 3.74 3500 / 935 / 12/40

这里大的效率低。没有时间找更多东西。

宾馆、大楼这些应用都有了。

也谈《热效率超过100％的燃气热水器》

　　作者：季良俊

　　从Jack Zhao的《质疑：全球首台热效率超100％的燃气热水器研制成功》和

王心阳的《也质疑“全球首台热效率超100％的燃气热水器研制成功”》两篇文

章可以看出：

　　1． “热效率超过100％的燃气热水器”的说法是有根据的；

　　2． 广东万和宣称的“全球首台”是不对的（不知是因为对国外情况了解的

不够,还是人为的商业炒作）。

　　我想谈谈从“热效率超过100％”引出的几个问题。在这之前，简述一下有

关技术定义。

　　按照惯例，效率是产出占投入的百分比。从常识上讲，它最高应该是100%。

　　以燃气热水器为例，效率应该是：

　　（输出热水的能量 - 输入冷水的能量）/ 总输入能量

　　上述分子项争议不大（忽略水流的速度和压力差）。假设使用了20公斤70C

的热水，自来水进入的温度是25C，那么：

　　（输出热水的能量 - 输入冷水的能量） = 20*（70-25) = 900 Kcal （大

卡）= 3,766 KJ （千焦耳）。

　　作为对比，1度电 = 3,600 KJ。

　　总输入能量项有多种定义，也是争议所在。

　　首先，该燃气热水器用不用电控、风机或水泵？

　　按说，这些电能应该记入总输入能量，但据我所知，热水器的热效率是不记

入电能输入的。

　　第二，燃气的能量如何定义？

　　目前，燃气有两种热值定义：

　　高热值 - 燃气充分燃烧，烟气降到25C时得到的总热值；

　　低热值– 从高热值中减去潜热值，即燃气中氢的燃烧热值。

　　以美国管道天然气公司给出的数据为例，高热值约为每立方英尺1,000 BTU，

或每立方米37,240 KJ。低热值比高热值约低10%。

　　第三，燃气热水器是以高热值计算，还是以低热值计算？

　　明显地，以高热值计算得出的热效率不会高于100% (特例见本文最后一点)，

且低于以低热值计算的约10%。从以上两篇文章看，德国和中国的规定是用低热

值。美国不但是用高热值，而且考虑了室外温度的季节变化和使用的间断性，定

义了一个年均燃料利用率（AFUE Annual Fuel Utilization Efficiency)，它避

开了电能，只讲燃料利用。

　　以Jack Zhao提到的Vitodens 200 为例，该供货商给出的同一产品的效率在

德国网站上是109%，而在美国的网站上是最高98%，AFUE为94.2%。（后者听上去

比较合理且有吸引力吧？）

　　第四，燃气低热值的定义起始于内燃机技术，在引入到燃气热水器时，应用

冷凝技术回收潜热还未商业化。但时止今日，低热值用于燃气热水器的定义已经

过时了。

　　这一过时的定义为什么没有改进呢？除了其它一些原因，比如，标准的修订

周期长，担心给用户带来困惑，效率的总体降低会影响“政绩”（中外都一样），

厂商在标准制定中的作用是一大因素。一般来说，在涉及到效率定义时，厂商多

倾向于高数值，以利于市场和宣传。这是无可争议的，在商言商嘛。

　　问题在于，标准的制定应该公平、公正、公开。要达到公正，标准的制定就

应该兼顾各方面的利益。在笔者参与的标准委员会中，除了以国家为单位的，如

国际电工委员会，很多都规定了投票人员必须由三部分组成，即厂商、用户、公

众利益代表（如保险公司，独立或国家实验室），但任一部分不能超过50%。这

样就从制度上注意到了（不一定保证）公正性。据我了解，国内在这方面没有明

文规定，甚至还没有这方面的认识。有些专业委员会为少数人或单位所左右。

　　其实，以燃气热水器效率来说，厂商应该支持用新的定义，特别是技术领先

的厂商。因为，标准一旦改进，就适用于所有厂商，包括竞争对手，而用户只会

比较相对值。而且，受过教育的用户（educated user）一听到“效率超过100％”

就会有疑问，产生不信任感。

　　最后再加几点：

　　1． 除了王心阳文中所说，采用冷凝技术的热水器价格偏高，在燃气价格较

低的中国还很难让用户动心，还要考虑中国用户的使用率较低，这使得其高额初

投资的回收期更长，甚至在产品使用寿命内都不能回收。

　　2． 对该技术是否应以补贴来推广？一个重要的因素是考察其能量回收期。

增加的冷凝器在材料和制造中需要耗能。它所增加的热能回收要多长时间的运行

才能抵消冷凝器本身增加的耗能？北欧、中欧用于采暖的时间长，能量回收年限

相对较短。中国如仅用于洗澡，可能在其整个使用寿命内也不能回收。

　　3． 能量回收期在理想的市场经济下应等同于投资回收期，但是当今世界上

几乎每个国家都在能源上给予种种形式的政府补贴，因此，能量回收期和投资回

收期应该分别计算。能量回收期应是政府对节能产品补贴的依据。

　　4． 社会应对厂商在新技术的研发上给予支持和鼓励，以使其不断降低成本

和能耗。美国是新产品最大的市场和摇篮，这与美国消费者乐为街坊先的传统是

分不开的。

　　5． 如果单从技术上说，热泵加热器的效率是可以高于100%的，因为它从周

围环境中提取部分热能，但现在的热泵大多是用电的。

谢谢

　　不同的是一家有装一台的，有装两台甚至每间装一台的，我家楼下双下岗的还装了一台。

　　不知天津现在怎么样？