近日，苏黎世联邦理工学院研究人员开展了一项迄今规模最大的实地研究，聚焦热泵运行效率问题。研究显示，在实际运行中，热泵装置的配置问题较为突出，而监测系统与法律标准有望提供解决方案。

当前，热泵是瑞士最受青睐的热源。自2000年以来，其数量呈数倍增长，如今瑞士每五栋建筑中就有一栋采用热泵供暖，为整个社会实现净零排放目标贡献了重要力量。不过，热泵在运行时会增加电力消耗，其高效运行成为关键考量因素。但大多数业主难以判断自家热泵设备配置是否合理，而气候友好型技术的信任度与接受度恰恰取决于效率，因为这直接反映在能源账单上。

为深入探究热泵高效运行情况，研究人员耗时两年，收集了德国、奥地利、荷兰、瑞典、丹麦、法国和英国等10个欧洲国家的1023个热泵实时数据。该研究已发表于《自然通讯》杂志，旨在构建一个标准化系统，用于比较不同类型建筑物中安装的热泵设备。尽管研究仅获取了一家制造商的数据，但作者推测研究成果同样适用于其他制造商。

主要作者之一托比亚斯·布鲁德穆勒(Tobias Brudermüller)指出：“我们的研究结果具有普遍解释性，因为收集的数据和算法完全基于流动温度和能耗等物理测量。”

在观察期内，热泵性能差异显著。效率最低的机组在某些情况下，效率比最高者低两到三倍。实际上，17%的空气源热泵未达到欧洲能效标准。研究团队发现，优化供暖曲线设置可解决许多装置的效率问题。此外，苏黎世联邦理工学院的研究还表明，十分之一的热泵装置体积过大，功率较小的装置足以满足建筑物现有条件，且耗电量更低;不过，仅有1%的装置体积过小，这可能导致装置过度运转，更易出现故障。

苏黎世联邦理工学院Bits to Energy Lab联合主席Thorsten Staake表示：“尽管我们知晓热泵规划和配置错误并不罕见，但令人意外的是，这些错误在实际效率水平上体现得如此明显，在数据中也呈现得如此清晰。”

2023年，托比亚斯·布鲁德穆勒与工业界、瑞士联邦能源局以及苏黎世州电力供应商(EKZ)的合作伙伴在瑞士开展了类似研究。该研究基于配备智能电表的瑞士家庭用电数据，并借助人工智能进行评估。

研究结果显示，在调查的410个单元中，41%的单元供暖曲线设置过高，致使热泵需产生不必要的高温;36%的案例中，夜间降温模式被激活，导致建筑物夜间降温，次日早晨又需重新供暖;26%的案例中，供暖阈值设置过高，意味着单元运行时间超出室外温度所需时长。

为保障热泵在整个生命周期内的效率，研究作者建议在整个欧洲范围内对热泵装置进行标准化监控。布鲁德穆勒称：“我们仍未制定出能适应实际建筑物各种情况的技术标准框架条件。”

研究团队通过开发算法，期望为家庭提供关于优化热泵潜力的具体信息。特别是来自联网供暖设备和智能电表的传感器数据，为此开辟了新途径。

布鲁德穆勒表示：“这些数据将助力业主更深入了解房屋状况，降低能源费用，提升对房屋的满意度。这反过来将加速这些系统的普及，推动气候目标更快实现。”

Elgar Fleisch补充道：“热泵已是一项先进的气候友好型供暖技术。下一步是使其运行更加智能高效。我们的实地研究为这项创新快速进入千家万户、直接降低能源费用奠定了基础。”

更多信息：Tobias Brudermueller 等人，利用实际运行数据估算住宅建筑热泵的能源效率，《自然通讯》(2025 年)。