日本人喜歡泡熱水澡是眾人皆知的。事實上，熱水占日本國內能源消耗總量的近 30%，對日本履行《京都議定書》義務的能力產生了重大影響。作為回應，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熱泵和一個熱水儲存單元。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）系數低于傳統的 CFC 制冷劑。這也是回收常見廢棄物的絕佳方式。

日本政府堅信二氧化碳熱泵，并將其視為履行其京都議定書義務的重要貢獻，根據該義務，日本必須在未來五年內將二氧化碳排放量與 1990或1991 年的水平相比減少 6%。政府正在提供贈款，幫助住戶購買二氧化碳熱泵熱水器，目標是到 2010 財年伊始，安裝數量達到 520 萬臺。通過實施該計劃，日本將在 2018 年之前實現其二氧化碳減排總目標的 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，這一設備已經售出超過 600,000 臺。隨著對高效能源需求的增加和二氧化碳排放要求變得越來越嚴格，全球市場潛力巨大。

二氧化碳熱泵熱水器將水加熱到90攝氏度所用的能量，比傳統電熱水器要節省65%左右。以這種方式加熱水也比使用日本的城市燃氣系統便宜 80% 左右。此外，不通過燃燒化石燃料的方式來加熱水，產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存單元組成。兩個組件串聯，使得二氧化碳氣體制冷劑在系統周圍循環。該系統每使用一單位的電力，就能從環境空氣溫度中獲取兩個單位的能量，但它卻可以產生超過三個單位的熱水能量。通過熱交換器從外部空氣中收集制冷劑的能量。離心式風扇通常用于提供氣流。使用氣體壓縮機在 10 MPa 的壓力下將二氧化碳加熱到大約 100 攝氏度，此時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移到水中，從而產生熱水。這個階段的水溫在 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，使其冷卻并恢復為二氧化碳氣體。

目前約有 25 家公司在日本生產二氧化碳熱泵熱水器，其安裝量在 2009 年 10 月下旬已達到 200 萬臺。許多公司現在正計劃在歐洲和世界其他地區推出他們的設備。

更廣闊的市場

阿法拉伐面向二氧化碳熱泵熱水器市場的主要產品是 APX10 釬焊板式換熱器。它非常適合這個注重價格和空間的市場，它可以替代更大、更復雜和更昂貴的熱交換器。但 OEM 部門和業務中心 BHE 的總經理 Peter Nobel 表示，二氧化碳熱泵熱水器市場只是更廣闊的市場中的一小部分。

“這在日本是一個非常大的市場，在歐洲和美國也有潛力，在那里，更節能的新房建筑為二氧化碳熱泵提供了潛力，”他說。 “但二氧化碳相關產品有更廣泛的應用。我們正在開發可處理更大容量的二氧化碳應用的熱交換器，市場對此很感興趣。應用包括超市的冷藏運輸和制冷系統。”

Nobel說，這些應用的發展很可能受到減少對環境的影響的政治壓力的推動。

他還表示，阿法拉伐在這方面可以做出很大貢獻。

“我們對傳熱有深入的了解，并圍繞應用領域提供廣泛的服務和支持，”他說。 “我們在設計工作和原型制作方面也有著很多的經驗。”