日本人喜歡泡熱水澡是眾人皆知的。事實(shí)上，熱水占日本國(guó)內(nèi)能源消耗總量的近 30%，對(duì)日本履行《京都議定書》義務(wù)的能力產(chǎn)生了重大影響。作為回應(yīng)，日本提出了二氧化碳熱泵熱水器——一種可以顯著減少家庭能源消耗和二氧化碳排放的解決方案。

該解決方案包括一個(gè)熱泵和一個(gè)熱水儲(chǔ)存單元。它的特別之處在于它用二氧化碳作為制冷劑。作為一種天然冷卻劑，二氧化碳的 GWP（全球變暖潛能值）系數(shù)低于傳統(tǒng)的 CFC 制冷劑。這也是回收常見廢棄物的絕佳方式。

日本政府堅(jiān)信二氧化碳熱泵，并將其視為履行其京都議定書義務(wù)的重要貢獻(xiàn)，根據(jù)該義務(wù)，日本必須在未來五年內(nèi)將二氧化碳排放量與 1990或1991 年的水平相比減少 6%。政府正在提供贈(zèng)款，幫助住戶購(gòu)買二氧化碳熱泵熱水器，目標(biāo)是到 2010 財(cái)年伊始，安裝數(shù)量達(dá)到 520 萬臺(tái)。通過實(shí)施該計(jì)劃，日本將在 2018 年之前實(shí)現(xiàn)其二氧化碳減排總目標(biāo)的 10% 以上。

但同樣的減排要求正在迅速蔓延到日本以外，在歐洲，這一設(shè)備已經(jīng)售出超過 600,000 臺(tái)。隨著對(duì)高效能源需求的增加和二氧化碳排放要求變得越來越嚴(yán)格，全球市場(chǎng)潛力巨大。

二氧化碳熱泵熱水器將水加熱到90攝氏度所用的能量，比傳統(tǒng)電熱水器要節(jié)省65%左右。以這種方式加熱水也比使用日本的城市燃?xì)庀到y(tǒng)便宜 80% 左右。此外，不通過燃燒化石燃料的方式來加熱水，產(chǎn)生的二氧化碳排放量可以減半。

二氧化碳熱泵熱水器由熱泵和熱水儲(chǔ)存單元組成。兩個(gè)組件串聯(lián)，使得二氧化碳?xì)怏w制冷劑在系統(tǒng)周圍循環(huán)。該系統(tǒng)每使用一單位的電力，就能從環(huán)境空氣溫度中獲取兩個(gè)單位的能量，但它卻可以產(chǎn)生超過三個(gè)單位的熱水能量。通過熱交換器從外部空氣中收集制冷劑的能量。離心式風(fēng)扇通常用于提供氣流。使用氣體壓縮機(jī)在 10 MPa 的壓力下將二氧化碳加熱到大約 100 攝氏度，此時(shí)它變成了超臨界流體。

來自加熱的制冷劑的能量然后通過熱交換器轉(zhuǎn)移到水中，從而產(chǎn)生熱水。這個(gè)階段的水溫在 5 攝氏度以上是合適的。噴射器或膨脹閥用于降低制冷劑的壓力，使其冷卻并恢復(fù)為二氧化碳?xì)怏w。

目前約有 25 家公司在日本生產(chǎn)二氧化碳熱泵熱水器，其安裝量在 2009 年 10 月下旬已達(dá)到 200 萬臺(tái)。許多公司現(xiàn)在正計(jì)劃在歐洲和世界其他地區(qū)推出他們的設(shè)備。

更廣闊的市場(chǎng)

阿法拉伐面向二氧化碳熱泵熱水器市場(chǎng)的主要產(chǎn)品是 APX10 釬焊板式換熱器。它非常適合這個(gè)注重價(jià)格和空間的市場(chǎng)，它可以替代更大、更復(fù)雜和更昂貴的熱交換器。但 OEM 部門和業(yè)務(wù)中心 BHE 的總經(jīng)理 Peter Nobel 表示，二氧化碳熱泵熱水器市場(chǎng)只是更廣闊的市場(chǎng)中的一小部分。

“這在日本是一個(gè)非常大的市場(chǎng)，在歐洲和美國(guó)也有潛力，在那里，更節(jié)能的新房建筑為二氧化碳熱泵提供了潛力，”他說。 “但二氧化碳相關(guān)產(chǎn)品有更廣泛的應(yīng)用。我們正在開發(fā)可處理更大容量的二氧化碳應(yīng)用的熱交換器，市場(chǎng)對(duì)此很感興趣。應(yīng)用包括超市的冷藏運(yùn)輸和制冷系統(tǒng)。”

Nobel說，這些應(yīng)用的發(fā)展很可能受到減少對(duì)環(huán)境的影響的政治壓力的推動(dòng)。

他還表示，阿法拉伐在這方面可以做出很大貢獻(xiàn)。

“我們對(duì)傳熱有深入的了解，并圍繞應(yīng)用領(lǐng)域提供廣泛的服務(wù)和支持，”他說。 “我們?cè)谠O(shè)計(jì)工作和原型制作方面也有著很多的經(jīng)驗(yàn)。”