什么？天然氣燃燒后竟然還可以制冷！

炎熱的夏天里，房間內(nèi)的溫度相對(duì)室外為低溫環(huán)境，那么熱量怎么從房間跑到室外環(huán)境去呢？

這是因?yàn)闊岜孟到y(tǒng)中的制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮為高溫高壓的氣體后，在室外換熱器中相對(duì)于環(huán)境溫度為高溫狀態(tài)，此時(shí)其熱量自發(fā)地釋放給環(huán)境變?yōu)橐簯B(tài)制冷劑，經(jīng)電子膨脹閥降壓節(jié)流后變?yōu)榈蛪旱蜏氐膬上鄳B(tài)制冷劑后流入室內(nèi)換熱器，吸收循環(huán)水中的熱量后完全蒸發(fā)為氣態(tài)制冷劑后進(jìn)入壓縮機(jī)開始下一個(gè)循環(huán)，與此同時(shí)低溫循環(huán)水與室內(nèi)空氣換熱，將其冷量釋放給房間。

轉(zhuǎn)念一想，寒冷的冬天里，房間內(nèi)的溫度相對(duì)室外為高溫環(huán)境，熱量怎么從室外環(huán)境跑到房間去呢？

這是因?yàn)闊岜孟到y(tǒng)中的制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮為高溫高壓的氣體后，在室內(nèi)換熱器中將熱量傳遞給循環(huán)水，循環(huán)水被加熱后與室內(nèi)空氣換熱，將其熱量釋放給房間，與此同時(shí)冷媒由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，在經(jīng)過電子膨脹閥降壓節(jié)流后變?yōu)榈蛪旱蜏氐膬上鄳B(tài)后流入室外換熱器，吸收環(huán)境中的熱量完全蒸發(fā)后進(jìn)入壓縮機(jī)開始下一個(gè)循環(huán)。

除此之外，還有更強(qiáng)大的功能嗎？

確實(shí)是有的！借助GHP中獨(dú)特的余熱回收系統(tǒng)，可在制冷、制熱的同時(shí)獲得25~30kW的生活熱水供不同場(chǎng)景使用，甚至在極低溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn)制熱工況，這是電熱泵不可比擬的。在環(huán)境溫度-10℃時(shí)不影響制熱性能，還能實(shí)現(xiàn)不停機(jī)化霜。

圖5 燃?xì)鉄岜玫倪m用情景

（圖片來源：作者提供）

燃?xì)鉄岜玫膬?yōu)勢(shì)

與電熱泵（EHP）相比，GHP具有超高的一次能源利用率。以冬天制熱為例，讓我們看看一份能量分別在EHP與GHP中能量到底發(fā)生了什么變化？

簡單來說，不管是EHP還是GHP，從空氣中獲得的低品位熱量是相當(dāng)?shù)?，但相比EHP，GHP對(duì)天然氣燃燒后的余熱進(jìn)行了直接利用，使得熱經(jīng)濟(jì)價(jià)值回歸到用戶手上。經(jīng)過測(cè)算，在同等產(chǎn)出的制熱效果下，如果使用EHP消耗的一次能源將是使用GHP的1.36倍。

圖6 GHP與EHP能流對(duì)比圖

（圖片來源：作者提供）

目前我國電力資源的主要來源仍依靠火力發(fā)電，“綠電”的間歇性與波動(dòng)性仍然是不可忽視的問題，也就是說短時(shí)間內(nèi)，可再生能源還難以堪當(dāng)大任。據(jù)統(tǒng)計(jì)，天然氣作為一種清潔能源，每替代1%煤炭，將減排二氧化碳2億噸，同時(shí)它有著與電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差相反的趨勢(shì)，在暖通空調(diào)能耗占比社會(huì)總能耗15%的背景下，GHP能極大減小配電容量，對(duì)“移峰填谷”起到積極作用。

以重慶市為例，正是其相對(duì)廉價(jià)的天然氣資源，良好地平抑了電力需求的“尖峰”月份。

圖7 重慶市2021年發(fā)電量和天然氣供應(yīng)量

（圖片來源：國家統(tǒng)計(jì)局 重慶市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)）

GHP的氣源不僅僅只是天然氣，還可以是沼氣、生物質(zhì)氣等“綠氣”。以氣源為天然氣的情況為例，GHP用于代替燃?xì)忮仩t時(shí)，燃?xì)庀牧考疤寂欧帕拷档?0%以上，應(yīng)用于熱泵空調(diào)時(shí)，消耗一度電排放的CO2按0.79kg計(jì)，GHP在相同情況下的碳排放為EHP的60%。

想一想，在沼氣富集的農(nóng)村，燃燒后的CO2還能通往溫室大棚，是不是還挺美的！

編輯：孫晨宇

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