空气源热泵行业发展概述.docx

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空气源热泵行业发展概述

空气源热泵行业发展概述

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行业发展概述

第一节国内外空气源热泵行业发展概况

一、全球空气源热泵行业发展概况

1824年法国科学家卡诺（Sadikarnot）发表卡诺循环理论，成为热泵技术的起源。

1850年英国科学家开尔文（L.Kelvin）提出将逆卡诺循环用于加热的热泵设想。

热泵的理论起源于十九世纪早期法国科学家萨迪.卡诺（Sadikarnot），卡诺在1824年首次以论文提出“卡诺循环”理论，30年后，英国科学家开尔文（L.Kelvin）于1850年初提出：

冷冻装置可以用于加热，之后许多科学家和工程师对热泵进行了大量研究，研究持续80年之久。

1912年瑞士的苏黎世成功安装一套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，这是早期的水源热泵系统，也是世界上第一套热泵系统。

热泵工业在20世纪40年代到50年代早期得到迅速发展，家用热泵和工业建筑用的热泵开始进入市场，热泵进入了早期发展阶段。

21世纪，随着“能源危机”出现，燃油价格忽升，经过改进发展成熟的热泵以其高效回收低温环境热能，节能环保的特点，重新登上历史舞台，成为当前最有价值的新能源科技。

前国际热能署专门成立国际热泵中心，设立热泵推广工程（HeatPumpProgramme），向世界上各国推广协调热泵技术的应用和发展。

美、加、瑞典、德、日、韩等国政府均发出专门官方指引，促进热泵技术的社会应用。

1、空气源热泵

空气源热泵在运行中，蒸发器从空气中的环境热能中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸气经压缩机压缩后压力和温度上升，高温蒸气通过黏结在贮水箱外表面的特制环形管时，冷凝器冷凝成液体，将热量传递给空气源热泵贮水箱中的水。

热泵工质

空气源热泵传热工质是一种特殊物质，常压下其沸点为零下40℃，凝固点为零下100℃以下，该物质冷的时候是液体，但很容易被蒸发成气体，反之亦然。

在实际运行中，空气源热泵中传热工质的蒸发极限温度为零下20℃左右，因此5℃的环境温度对如此低的温度也是“热”的，甚至下雪的温度，比如说0℃，相比之下也是热的，因此，仍可交换一些热能。

2、水源热泵

地球表面浅层水源（一般在1000米以内），如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。

水源热泵技术的工作原理就是：

通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。

水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。

优势

与锅炉（电、燃料）和空气源热泵的供热系统相比，水源热泵具明显的优势。

锅炉供热只能将90%～98%的电能或70%～90%的燃料内能转化为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于水源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达3.5～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50%～60%。

因此，近十几年来，水源热泵空调系统在北美及中、北欧等国家取得了较快的发展，中国的水源热泵市场也日趋活跃，使该项技术得到了相当广泛的应用，成为一种有效的供热和供冷空调技术。

3、地源热泵

地源热泵是一种利用浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调设备。

地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低温位热能向高温位热能转移。

地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。

通常地源热泵消耗1kWh的能量，用户可以得到4kWh以上的热量或冷量。

美国（TheUnitedStates）1946年，美国第一台地源热泵系统在俄勒冈州的波兰特市中心区安装成功。

1973年，美国阿克拉荷马大厦安装了地源热泵空调系统，并且进行全面的系统研究。

1978年，美国能源部（DOE）开始对地源热泵投入了大量的科技研发基金。

1979年，美国阿克拉荷马州能源部成立了地源热泵系统科技研发基金会。

1987年，国际地源热泵协会（IGSHPA）在阿克拉荷马州大学成立。

1988年，美国俄克拉荷马商务部开始对地源热泵进行商务推广。

1993年，美国环保署（EPA）大力宣传地源热泵系统，加深美国民众对地源热泵的认识。

1994年，美国政府第一套地源热泵空调系统在俄勒冈州国会大学安装，地源热泵从此在美国政府，军队，电力公司等得到了大量应用。

1998年，美国环保署（EPA）颁布法规，要求在全国联邦政府机构的建筑中推广应用地源热泵系统。

美国总统布什在他的得克薪斯州宅邸中也安装了地源热泵空调系统。

全球75%的地源热泵系统安装在北美地区。

美国：

是世界上地源热泵生产、使用和发展的头号大国，

1985年：

美国安装的地源热泵为14,000台；

1997年：

45,000台；

2000年：

400,000台；

2004年：

670,000台；

2005年：

1,000,000台。

加拿大：

2005年地源热泵系统新增比例增加了50%。

瑞士、挪威：

是世界上地源热泵应用人均比例最高的国家，应用比例高达96%。

奥地利：

应用比例为45%。

丹麦：

应用比例为35%。

日本：

是亚洲地源热泵技术最先进，使用比例最高的国家。

二、中国空气源热泵行业发展历程与现状

1、空气源热泵

我国空气源热泵产品的标准体系相对较为完善成熟，涉及的标准超过30项。

现行的安全类标准中尚未对具有替代潜力制冷剂R32的弱可燃性、CO2的高压力等进行具体的要求和规定。

产品类标准中对于低环境温度的空气源产品涉及较少，目前仅有标准GB/T25127.1~2-2010，但对于低环境温度的单元机产品、热泵热水产品尚未有相关标准，而一些特殊用途的空气源热泵产品如用于烤烟及干燥的高温热泵也尚无产品标准。

此外，对于热泵的部件类产品标准，现有的容积式制冷压缩机标准均未有热泵工况应用的考核，需要补充和完善。

2、水源热泵

水源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。

特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，水源热泵有着明显的优点。

不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求，减少了设备的初投资。

其总投资额仅为传统空调系统的60%，并且安装容易，安装工作量比传统空调系统少，安装工期短，更改安装也容易。

水源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，小型的水源热泵更适合于别墅、住宅小区的采暖、供冷。

从水源热泵的市场应用看，中国南方的深圳，广州到过渡地区的上海，南京直到北方采暖地区的北京，大连等城市的公共建筑（办公楼，商住楼，商场等），而且住宅建筑上得到了广泛的应用。

北京奥运村利用再生水水源热泵空调系统，不需要冷却塔，锅炉房，其能源消耗量是传统电锅炉的1/4，更重要的是，它不会排放任何污染物.

作为建设部第一批（2006年）可再生能源建筑应用示范项目，全国最大规模的水源热泵住宅区，海信地产开发的麦岛金岸投资4亿元人民币，采用了国际先进的海水/污水源热泵，节约了能源，减少了污染.建成后采暖每年可减少燃煤20206余吨，每年减少向大气排放二氧化碳54050余吨.运用海水中央空调，比传统空调系统运行效率高出40%，节省运行费用40%左右.

3、地源热泵

中国（China）1997年，美国能源部（DOE）和中国科技部签署了《中美能效与可再生能源合作议定书》，其中主要内容之一是“地源热泵”项目的合作。

1998年，国内重庆建筑大学、青岛建工学院、湖南大学、同济大学等数家大学开始建立了地源热泵实验台，对地源热泵技术进行研究。

2006年，1月，国家建设部颁布《地源热泵系统工程技术规范国家标准》。

2006年，9月，沈阳被国家建设部确定为地源热泵技术推广试点城市，到2010年底，实现全市地源热泵技术应用面积约占供暖总面积的1/3。

2006年，12月，建设部发布文件《“十一五”重点推广技术领域》。

作为新型高效，可再生能源新技术的水源热泵技术被列入目录。

地源热泵是一种利用地球表面浅层水源（地下水、海水、河水和湖水等）或地下土壤热源的低品位热源，通过热泵、制冷循环，制取冷量供夏天空调使用、制取热量供冬天取暖使用。

地源热泵制热要比常规的电制热或燃油、燃气制热经济，通常制取相同的热量，地源热泵的耗电量只有电热耗电量的1/4到1/5。

因此，地源热泵市场广阔。

“十二五”期间，中国预计将完成地源热泵供暖（制冷）面积3.5亿平方米左右，届时整个地热能开发利用的市场规模总计将超过700亿元。

地源热泵的应用方式从应用的建筑物对象可分为家用和商用两大类，从输送冷热量方式可分为集中系统、分散系统和混合系统。

①家用系统

用户使用自己的热泵、地源和水路或风管输送系统进行冷热供应，多用于小型住宅，别墅等户式空调。

②集中系统

热泵布置在机房内，冷热量集中通过风道或水路分配系统送到各房间。

③分散系统

用中央水泵，采用水环路方式将水送到各用户作为冷热源，用户单独使用自己的热泵机组调节空气。

一般用于办公楼、学校、商用建筑等，此系统可将用户使用的冷热量完全反应在用电上，便于计量，适用于独立热计量要求。

④混合系统

将地源和冷却塔或加热锅炉联合使用作为冷热源的系统，混合系统与分散系统非常类似，只是冷热源系统增加了冷却塔或锅炉。

第二节产业链及传导机制

空气源热泵技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。

空气源热泵系统通过自然能（空气蓄热）获取低温热源，经系统高效集热整合后成为高温热源，用来取（供）暖或供应热水，整个系统集热效率甚高。

以下为空气源热泵行业产业链：

图表-1：

空气源热泵行业产业链

由上图，空气源热泵行业处于制造业中端，其上游为相关部件生产企业而下游为该系统应用的空调、热水器等行业。

空气源热泵行业与上下游行业关系较为密切。

第三节空气源热泵行业在国民经济中的地位

热泵有四大优点，第一是节能，有利于能源的综合利用，第二点是有利于环境保护，第三点是冷热结合，设备应用率高，节省出投资，第四因为它是电驱动，所以它调控比较方便，因此热泵备受大家的关心。

热泵技术就二十一世纪的一个能源技术，能通过热泵的形式，可以提高能效的利用，能效的利用有两个含义，从环境角度来讲，可以减少温室气体的排放，减少对环境的有害的因素，从另外一个方面来说，就是解决电力高空负荷的一项技术。

第四节行业所处生命周期

空气源热泵虽然不算是最新的技术，但在市场中普及率并不高，市场总体发展处于成长阶段。

图表-2：

空气源热泵行业周期

目前，空气源热泵行业市场高速成长，行业整体处于成长期，加之政府相关政策的扶持推广。

目前我国空气源热泵将迎来良好的发展态势。