242: The Genius of Heat Pumps - Interview with Tom Sahagian
35:51 Share

大家好，欢迎收听“未定之音”。当然，这是跟进“未定之音”播客，由马特·费雷尔主持的播客。我不是马特·费雷尔。

我是马特的哥哥，我叫费雷尔。我是一名作家，写一些儿童读物。我一般对科技很感兴趣。对我来说，我哥哥的播客“未定之音”探讨新兴科技及其对我们生活的影响。

我们继续马特之前的播客，简要地谈谈上一期节目，然后跟进大家对最新一期节目的问题和评论。不过，这周不一样。这周，我们有一次深入的访谈。当然，这是我们与该领域专家进行完整对话的机会，讨论一个特定主题。

这周，我们有幸采访了汤姆·萨哈吉安。汤姆参与了我们之前一期节目中提到的项目。那期节目是马特的节目，题目是“这款窗户式热泵为何如此天才？”链接在节目描述下方。

汤姆参与了将纽约市公寓改造成使用新热泵技术的项目，以解决纽约市的供暖和制冷问题，并以此作为节能措施。他目前在纽约市住房管理局工作，还在哥伦比亚大学专业进修学院的《可持续管理理学硕士》项目中教授能源效率分析课程。他与马特讨论了如何将新热泵技术应用于老旧建筑，以及他们为何选择特定的热泵型号。

如果大家记得之前的节目，记得我们提到，这个型号实际上是热泵的翻版手机。它看起来像一个变压器，安装在窗户上。对我来说，最令人兴奋的部分是它看起来像从星球大战中提取出来的设计。我非常喜欢。所以，对话的重点是他们为何选择这种技术型号，以及为什么不仅仅是纽约市，全球城市都在考虑如何利用类似技术来提高城市能源使用效率。现在，让我们进入马特与汤姆的对话。

嗨，汤姆，非常感谢你加入我们。之前我们有过一些对话，我很高兴能邀请你参加这个播客，因为我在我的YouTube频道上谈论过很多热泵，总是从家庭的角度出发，或者说在家里安装热泵。而你拥有独特的经验，在一些我认为很少有人考虑或重视的场景中应用热泵。你能简单介绍一下你自己，以及你的背景吗？

好的，感谢你的邀请。我过去四十年左右的时间都在从事能源效率领域的工作，大部分时间都致力于提高建筑的效率，特别是多户住宅，也包括商业、工业建筑等等。我的专业知识主要不在热泵领域。

几年前，我开始意识到，如果电气化真的要实现，并且真的能显著减少温室气体排放，我必须开始学习关于热泵的知识。所以我开始这么做了。正如你可能知道的，在试图应对气候变化问题时，人们往往存在很多惰性，尤其是在做出任何牺牲或改变时。

关于热泵，缺乏可靠的信息。安装成本是多少？它们的工作效率如何？能节省多少能源或温室气体？实际上，关于热泵的客观信息很少，甚至有偏见的也很少。为了填补这一空白，我与一位朋友合作，说服一家大型HVAC制造商资助一个项目，将现有蒸汽供暖系统（燃油蒸汽供暖系统）改造成自然公寓中的独立热泵系统。

我们唯一能说服建筑物参与这个项目的方法，就是基本上让他们的成本很低，因为任何建筑物管理委员会或其他机构都面临着巨大的风险。哦，是的，让我们花几百万美元。如果它不起作用呢？如果它不能节省能源呢？我想这就是我回答你问题的部分原因。

是的，是的。这解释了为什么你对热泵技术感兴趣。你能详细介绍一下你改造建筑物的过程吗？你能谈谈在这个过程中遇到的具体挑战吗？

挑战很多，而且还在持续，但总体来说，事情进展得还不错。首先，让大家接受这个想法很困难。正如你可能知道的，纽约市有一项名为《1997年地方法》的法律，要求面积超过25000平方英尺的建筑物到2050年将温室气体排放量减少80%。

纽约市及其他地方的大多数建筑物都使用化石燃料供暖系统。从化石燃料供暖系统转向电动供暖系统，是显著减少温室气体排放的一种有效途径，前提是电网也足够绿色。与此同时，纽约市以及其他一些地区也在进行类似的努力。

但另一个大问题是，外界普遍认为热泵不起作用。尤其是在寒冷天气下，这是一个主要的障碍。事实上，在过去，旧款热泵在冬季安装在寒冷地区，电费会很高，因为系统会默认进入电阻加热模式，效率很低。

这种观念一直存在，即使这些热泵在低至华氏零下13度的温度下也能运行，这比纽约市及其他大部分地区遇到的温度还要低。所以，问题是，我们该怎么办？它真的能工作吗？还是我们会后悔终生？

所以，虽然寒冷是一个问题，但热泵的性能，比如在纽约市，它能轻松应对纽约的冬季。你改造的建筑物在使用过程中表现如何？

效果非常好，实际上比我预期的要好。我们已经经历了四个冬天，没有任何问题。我们从未遇到过停机的情况。我们从未收到过关于供暖不足的投诉，一个也没有。

这很有趣，因为我不知道你改造的建筑物有多旧。但纽约市有一些非常老旧的建筑物。它们已经存在一段时间了。所以，我相信你可能遇到过与建筑物老化、建筑物电气基础设施相关的各种问题。

当然。任何改造都比从头设计要困难，这个项目中的建筑物也不例外。这个建筑物有十个单元，五层楼，大约有一百年的历史。所以，这是一个典型的纽约市建筑。当你将所谓的“多路分体热泵”安装到这样的建筑物中时，需要钻很多墙洞，需要铺设很多电线和制冷管道。安装这样的系统需要进行大量的破坏性施工活动。

即使存在这些与老旧建筑物相关的各种问题，使用热泵与传统的蒸汽锅炉系统相比，还有哪些好处？在蒸汽锅炉系统中，公寓楼的各个部门都在努力寻找供暖的共同点。

对于这个系统...

你多次提到，这是一个多系统。所以，每个系统都有自己的旋钮来控制他们想要的温度，并且它不是由政府控制的。是这样吗？

是的，你听起来好像在纽约待过几个冬天，因为纽约市几乎所有多户住宅建筑物都过热。人们控制热量的方式是打开窗户。你知道，如果太热，就会打开窗户。这显然不是一种高效的能源利用方式。事实证明，在大多数情况下，很难根据房间或公寓来控制蒸汽供暖。

当然，你可以安装一些像热辐射阀这样的东西来改善情况。但总的来说，很难用蒸汽系统找到你想要的温度，因为蒸汽系统是集中控制的。管道网络通向公寓，并连接到房间里的散热器。事实证明，很难在正确的时间将正确的蒸汽量输送到正确的地方。

而使用每个公寓的独立热泵，不仅可以控制整个公寓，还可以控制每个房间。例如，如果他们整天待在卧室，他们可以减少该房间的能源消耗，并保持他们想要的温度。居民们非常喜欢这种控制感和实际控制能力。

这对我来说非常重要。我在波士顿读大学时，住在一个类似的建筑里。冬天的时候，我不得不打开窗户，因为房间太热了。

我的哥哥住在布鲁克林，公寓里有一个房间正好在锅炉上方。冬天的时候，那个房间会非常热。进去的时候就像蒸汽一样，你必须打开窗户。所以，是的，我发现居民们非常喜欢这种可以根据需要调节温度的系统。

总的来说，他们对这个系统非常满意。

太棒了。那么，这些热泵如何影响建筑物的整体能源效率？

影响很大。使用热泵而不是锅炉，你燃烧化石燃料，并尽可能多地提取能量。但你不可能提取超过100%的燃料能量，通常远低于此。热泵不会创造能量。

它移动能量。它与你家里的冰箱非常相似。冰箱将热量从冰箱内部移动到厨房外部。

空调将热量从室内移动到室外。热泵可以做两件事：它可以将热量从室内移动到室外。但它也可以将热量从室外移动到室内，这就是为什么它既可以作为制冷装置，也可以作为供暖装置。

由于它移动能量而不是创造能量，它实际上可以运行超过100%的效率。我们知道热力学定律说效率不能超过100%，但由于你移动能量，它相当于超过100%的效率。

在这个特定项目中，这些装置的平均效率大约是2.5倍。这被称为性能系数（COP）。一年下来，平均值大约是2.5。如果你将其与地下室典型的蒸汽锅炉系统进行比较，后者的等效COP大约是0.5或0.6，那么在能源使用方面，效率高出4到5倍，这非常重要。

我有一个关于你刚才提到的电费的问题。即使热泵非常高效，公寓的电费有时也会包含在租金中。如果改为使用电能，有时租户需要支付自己的电费，这意味着成本从房东转移到租户身上。

我的意思是，无论如何，他们现在都在支付租金。现在我的电费比以前高，因为我使用的是电能。你从租户那里得到过关于他们对此有何感受的反馈吗？或者你对普通公寓的情况有什么看法？

你指出了一个非常重要的问题。在这个特定的建筑物中，因为它是合作公寓，情况有点不同。起初，人们对电费上涨感到有点不安。以前，他们通过每月费用间接支付燃烧锅炉中的燃油，费用每个月都是一样的。

所以他们不知道有多少是燃油，有多少是其他东西。但当电费直接计入个人账单时，它就有了现实意义。我必须说，尽管最初有些震惊，但人们并没有太在意。

他们似乎已经接受了这一点。但问题是，因为这个建筑物是合作公寓，它的组织方式与普通租赁建筑不同。在租赁建筑中，谁来支付热泵电费的问题，现在正在被考虑。

纽约对此有强烈的不同意见。我不知道最终会如何发展。我个人认为，对于任何类型的能源使用者来说，了解他们使用了多少能源以及成本是多少，非常重要。

这样，当他们看到价格信号时，他们可能会说，也许我应该少用一些，也许我应该关掉这个东西，这样我的月费就会少一些。如果你没有这种反馈回路，我认为人们就会像以前那样，每月支付固定费用，想用多少就用多少，这有点愚蠢。

我习惯于支付一定数量的费用，然后想用多少就用多少。我非常相信这一点。当然，有很多住房倡导者等等，他们对此有强烈的反对意见。

纽约也有法律问题。所以，我不知道这最终会如何发展。但这是一个非常重要的问题。

你提到如何将这种集中式热泵系统安装到建筑物中。热泵技术有没有什么进展？你对热泵技术在未来发展方向有什么看法？

是的，让我稍微更正一下。我们安装的热泵是集中式的，指的是集中在每个公寓，但相对于中央锅炉来说，它是分散的。是的，好的。

在进行这个项目的过程中，我意识到我们所做的事情有很多缺点。对居民来说，这会造成干扰。你必须在墙上钻洞，以便让制冷管道通向室外。

等等，还有很多小问题，我开始意识到这些问题不利于这项技术的广泛采用。我们真的需要快速采用这项技术，你知道，2050年就在眼前。所以，这在我的脑海中开始转动。

我想到了一种类似于窗户式空调，但略有不同的窗户式热泵。我们稍后会详细讨论。

由于我兼职为纽约市住房管理局工作，我把这个想法告诉了我的上司，他告诉了他的上司。纽约市住房管理局决定尝试创造一个尚未存在的全新产品的市场。所以，大约两到三年前，我们开始着手这件事。

我们发布了征求建议书，大约有六家公司提交了建议书。我们从中选择了两家。

就在上个月，我们完成了这些窗户式热泵的第一年数据收集。这个项目非常成功，当然也遇到了一些挫折。

但这种窗户式热泵的好处是，你不需要钻任何洞。你可以将其插入普通的电源插座，而多路分体热泵需要208伏电源。它们可以在很短的时间内由非熟练劳动力安装。对公寓的干扰几乎为零。总体而言，每个公寓安装热泵的成本，只是多路分体热泵成本的一小部分。

从利基区域a的角度来看，大多数建筑都拥有超级集中的供暖系统，它会在开发区中间设置一个大型供热厂，然后将相同的管道延伸到每个建筑。如果这个中央系统出现故障，所有人的供暖或热水都会中断。显然，这是非常糟糕的，我们不希望发生这种情况。

如果你在每个卧室和客厅都安装一台热泵，如果其中一台由于某种原因发生故障，首先，其他人不会受到影响，其次，你仍然有两三台可以加热你公寓的其他部分。三台热泵很容易让技工上门，更换故障的热泵，并修复其他热泵，基本上一次就能搞定。

用户：所以它一次解决了大量问题，我认为这是一种相当有吸引力的方式。我们现在进入第二阶段的运营，将在一个拥有48个单元的建筑中为每个公寓安装热泵，并在建筑中安装热泵热水器用于生活热水。如果这项工作进展顺利，住房管理局未来可能会购买数万甚至更多这样的设备，因为它们需要满足当地法规和97年法规的要求，就像任何其他超过25000平方英尺的建筑一样。

从金钱的角度来看，第一个问题是，你提到的第一个建筑的成本比你第一个建筑的成本低。你会说，即使以你支付的成本，第一个建筑对于长期投资来说也值得吗？因为我的意思是，这样做听起来在长期内仍然有意义，而这可以让你节省更多资金。

金钱方面，是的，我的意思是，每种技术都有优点和缺点，没有万能的解决方案可以解决所有问题。这个建筑的投资仍然值得，因为他们提前几年获得了收益。如果这些窗户热泵能够收回成本，我的意思是，它们以前并不存在。

所以当时没有选择。他们将空间供暖的能源消耗降低了大约60%。他们将温室气体排放量降低了类似的比例。所以，如果你的目标是在2050年前将温室气体排放量减少80%，

并且在一次改造中就减少了60%，那将是一个巨大的胜利。此外，这些设备的舒适性和控制性对居民来说也是一个优势。我认为有些建筑物可能不想等到窗户热泵上市。人们提出的一个问题是，假设你节省了所有能源，但电费比天然气或石油贵得多，那么我们的整体能源账单最终会更高。

在这种情况下，这个问题的答案是，经过相当广泛的计算，我们实际上发现，这个建筑的净能源成本实际上略有下降。当时，他们每加仑燃料的成本约为2美元42美分。在安装这些设备一年到两年后，由于他们仍在使用燃料油加热生活热水，他们每加仑燃料油的成本约为5美元26美分。如果之前的价格保持不变，能源成本节约将是巨大的。所以，是的，现在可能两年内就能收回成本，我不确定，但根据每个建筑物的具体情况，可能在5年或10年内就能收回成本，这真的不错。

关于你提到的窗户热泵，它们是那种U形销售风格的单元，你安装在里面吗？我知道我制作过关于它们的视频，很多反馈是为什么它们比空调贵，或者为什么它们这么贵。这是否涉及添加反向阀？我很想知道你对此的看法，因为我们讨论了一些关于热泵的误解。这似乎也是一个误解，即为什么这些热泵比空调贵，而这仅仅是……

……一个反向阀，除了你已经拥有的窗户空调之外，还安装了一个热泵。这是第一点。第二点，不要忘记，目前在窗户热泵市场上，制造商正在大量生产。

所以，他们将生产一万、两万、三万、五万甚至十万台。这已经成为一种商品。

你可以花250美元买到一台5000瓦的窗户单元。但是，当窗户空调刚出现时，它们只属于富人阶层。按不变价格计算，它们比现在贵得多。

我坚信，一旦这些设备大量生产，价格就会下降。我的意思是，它仍然会比窗户空调贵。是的，绝对会，因为它包含更多功能。

我认为大多数人没有意识到的一件事是，最大的设计问题之一是如何处理在制冷或制热过程中从空气中提取的湿气。使用窗户热泵时，它会安装在室外，多余的湿气会滴到街上行人的头上。使用这些设备时，这不是一个可行的选择。所以，有相当多的技术细节可以深入探讨，但我们无法直接讨论这些细节。

但是，冷凝物的处理也是增加成本的一个因素。但是，如果这些设备的价格是每台3000美元（我认为这有点高），而你家里有四台，那么总共就是12000美元。

我们对多联机的热泵项目进行的平均成本约为每套公寓22000美元，这仅包括三个房间的室内热泵单元。由于公用事业部门和州能源管理部门也提供了相当可观的补贴，如果你安装多联机或类似类型的设备，总成本将大大降低，因为你前期支出会少得多。更不用说，你只需直接插上电源，无需任何电工或攀爬工作，安装过程对房屋的干扰非常小。

据我了解，你提到的那些单元进行了大量的研究和开发。它们处理冷凝物的方式非常独特。所以，它们包含新的技术和新技术。热泵还需要进行深度循环等操作，而空调则不需要。所以，它们包含一些额外的功能，增加了复杂性。

是的，是的，我的意思是，窗户空调在冬季不需要担心深度循环，对吧？

随着规模的扩大，成本也会下降，因为目前这些设备是小批量生产的。所以，随着制造商寻求降低成本，你是否看到，你已经体验过两种不同的建筑改造风格，并看到了实际结果。你是否知道其他城市对纽约的这些试点项目和改造项目感兴趣，并想说：“我们也想做类似的事情”？

事实上，当我们组建RFP时，我们希望尽可能吸引申请者。因此，我们实际上获得了来自全国各地的各种公共机构的支持信，他们基本上表示，如果这些设备能够正常工作，我们非常有兴趣采用这种方法。

此外，市场化住房也表达了兴趣，我们正在测试的设备的制造商之一，一家名为MyIdea的公司，一直在各种贸易展会上展示他们的产品。我问他们，人们对这些设备的态度是什么。

他们说人们对此非常感兴趣，他们认为这可能是他们面临问题的有效解决方案。就像我说的，这并非适用于所有建筑。但我认为许多建筑物会说：“这就是我们想要的方式。”

我最后还有一个问题，你建议其他房东或建筑业主如何过渡到热泵？你会给他们什么建议？

是的，这是一个很好的问题。人们经常问我这个问题，我基本上会告诉他们，如果你的建筑受到当地法规97号的约束，因此你必须进行某种改变，首先，不要惊慌。很多人会惊慌失措，而他们不需要。

我建议他们首先对建筑物进行大量的空气密封改造，例如安装隔热材料等，这些都是多年来他们可能忽略的、非常基础且不昂贵的事情。同时，开始建立一个资金储备，用于满足当地法规要求的建筑改造支出。然后，我会建议再等几年，看看这些窗户单元的情况。因为如果那时你可以选择窗户单元、多联机或其他类型的设备，那么你将有更多可供考虑的选择。

我不会急于采用这种方法。我不知道你是否阅读过行业新闻，但行业新闻上到处都在报道合格的HVAC安装人员短缺。根据我的项目和其他项目的经验，有时你甚至无法获得这些热泵安装商的报价，因为他们太忙了，甚至不理会你的项目，或者他们会给你一个过高的价格，希望你上当。行业必须增加合格的安装人员的数量，这至关重要，人们可能会选择多联机或小型分体式热泵。

使用窗户热泵，你仍然需要有人清楚地知道如何安装它，但他们不需要是经过培训的电工或管道工。所以，在这一类人中，比电工和管道工要多得多。所以，我首先要告诉人们的是，不要惊慌，开始制定计划，开始存钱，再等几年，看看情况如何发展，然后再采取行动。这是一个很好的建议。

还有什么我们没有谈到的，你想谈谈的吗？

最近，我们南部地区发生了两场非常严重的飓风。科学共识是，这是全球变暖的结果，这种情况还会继续下去。

如果我们不采取措施扭转这一进程，越来越多的人将受到全球气温上升的影响。此外，海平面也在上升。我的意思是，这对曼哈顿下城以及全国各地和世界各地的其他沿海地区来说都是一个大问题。

所以，我想对你的听众说，你们不仅要考虑全球问题，还要考虑当地问题，你们应该乐于为帮助地球上其他的人们避免经历这些可怕的情况做出贡献。坐下来，想办法找出你能做些什么。开始存钱，这样你就能做些什么。这不仅仅是做作或虚张声势。让我们一起努力，互相帮助。

我喜欢这一点。非常感谢你抽出时间再次和我谈话。很高兴再次见到你，我喜欢你对这个问题的看法。非常感谢。

谢谢。这真是很有趣，我希望这对你的听众来说也很棒。

感谢汤姆·萨哈吉安抽出时间与马特交谈。现在，观众和听众，你们对这次谈话有什么看法？你们觉得有什么内容引起了你们的注意，也许在马特分享的更简短版本的视频中没有提到？

在这次长时间的谈话中，你们觉得有什么内容值得关注，并希望与其他观众和听众分享？请在评论区留言。正如往常一样，你们的评论将帮助我们制作未来的播客，所以请继续关注我们如何继续讨论。别忘了点赞、订阅和与朋友分享。

所有这些都是支持这个播客的简单方法，如果你想更直接地支持我们，你可以点击YouTube上的加入按钮，或者访问stillTBDpodcast.com，点击那里的支持按钮，通过捐款支持我们。马特和我非常感谢你们的支持。

再次感谢你抽出时间观看或收听。谢谢。