随着双碳目标的提出,在“清洁取暖”、“煤改电”等热门话题的充斥之下,空气源热泵采暖逐渐成为了主流的清洁采暖模式。然而,一些业内人士对于热泵的看法形成了两级分化。
1、热泵的起源
1824年,法国科学家卡诺提出卡诺循环理论,为热泵的发明奠定了理论基础。
1912年,瑞士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,这是世界上第一套水源热泵系统,也是热泵装置迈向世界舞台的第一步。
第一台热泵设备诞生以后,相应技术得到快速发展。
20世纪40年代到50年代,家用热泵、工业建筑用的热泵如热泵空调、热泵烘干机、工业热风机等产品开始进入市场。
进入70年代以后,由于能源危机的冲击,寻找新能源迫在眉睫,热泵的研究工作受到了许多发达国家和国际组织的重视,国际能源机构和欧共体均制定了热泵发展计划,有效地推动了热泵技术的发展。
21世纪以来,各国不断加大对热泵技术的研发力度,美、德、日、韩等国都发出官方指引,以推动热泵技术的社会应用。在此背景下,热泵除了用途不断开拓以外,技术也得到了长足发展,运用于电镀、巴氏消毒、屠宰、玻璃清洗、印染、水处理、工业建筑、医疗等行业中,逐渐成为前景光明和价值巨大的新能源之一。
2、空气源热泵VS空调
目前,市面上常用的热泵主要分为三类—空气源热泵、水源热泵、地源热泵,其中空气源热泵最常用,市占比高达80%以上。
从空气源热泵的发展历程来看,其源于空调系统,同于逆卡诺循环。
▲逆卡诺循环图
空气源热泵与空调同属室内空气调节设备,有着与空调一样的功能利用,且都是基于逆卡诺原理,但空气源热泵在功能及运行效率方面优于普通空调,其一套系统便能实现采暖、制冷及生活热水多重功能。然而不可忽略的是,空气源热泵的制作成本高于普通空调。
传统空调与空气源热泵原理相同,外观相似,但其主要功能不一样。二者在加热方式、换热机理、运营模式、使用环境、国家标准执行、末端换热方式以及系统除霜等方面也有所差异。
如空气能热泵本身只是一种热水供应设备,可根据不同住宅选择不同的供热方式,而空调只能采用主动热风方式来实现供暖;空气源热泵的传热虽然是通过制冷剂来实现的,但在最终换热阶段,热泵利用水进行换热,而空调始终采用制冷剂作为介质。一个是水循环,另一个是氟循环,等等。
普通空调夏季制冷是专业,而空气源热泵冬季供暖是专长。普通空调冬季供暖在环境温度低于-5℃时,必须启动电加热辅助供暖,不然吹出的风就不热了,而空气源热泵在冬季环境温度-25℃时,还可以高效制热,而且无需电加热辅助。压缩机采用专用补气增焓技术,单级压缩可在-25℃工况下运行。
此外,空气源热泵由于具备低温供暖功能,换热器大,而且备有“双向补气增焓”功能,散热效率也比普通空调大,所以不仅冬季低温运行效果好,而且在夏季使用制冷功能,也就比空调更省电。
3、“反人类”VS“大势所趋”?
有业内人士明确表示,空气源热泵不可能成为采暖主流。
其认为,空气源热泵违背自然规律,是应该改进或淘汰的技术,特别是在低于零下5℃的天气,在中国煤电还是主流的时候,空气能就是更低效的耗煤,“只不过把污染集中到了发电厂”。因此他认为“鼓吹空气能采暖的人该被追责。”
还有人表示,能源的供应形式和中国国情变化有关,因此其同样不看好空气能热泵。
然而另一部分人对此却并不认同。
这部分人认为,农村地区没办法利用废热来取暖,政府部门大量采购太阳能加空气源热泵作为清洁取暖和煤改电,目前来说是一个主流方向,因此其认为,空气能是市场的选择,是“大势所趋”。
4、行业布局与未来走向
我国空气源热泵企业来源广泛,大多是从传统的制冷空调、太阳能热水器、电热水器和燃气热水器行业转型或重组拓展到空气源热泵设备行业。
在国内市场格局上,根据中国热泵供暖产业发展年鉴数据,内销市场中海尔、美的、格力市场规模位居前三,约占40%市场份额;外销出口市场中,芬尼科技则居榜首,市占率约为26.6%,美的第二,占比8.5%。在国内空气能热泵市场,海尔、美的、格力、芬尼等企业第一阵营已形成,拥有较强的品牌与渠道优势。
空气源热泵主要部件为压缩机及零配件,各类品牌林立,品牌集中度并不高。
根据产业在线的数据,目前我国涡旋式压缩机主要品牌有艾默生、丹佛斯、英华特、松下、江森日立等;转子式热泵压缩机主要品牌有海立、GMCC、凌达、三菱电器、松下万宝等。
在《断气危机 需求爆发:空气源热泵能否与空调分庭抗礼?》一文中,作者指出:目前空气源热泵在国内一个市场瓶颈就是价格过高,应用成本较高,消费者一时难于接受。因此空气能热泵产业要持续成长、市场要不断壮大,与空调能分庭抗礼,分一杯羹,首先要打造规模效应的同时带动设备价格持续下降,让消费者买得起、用得起,即使以后不拿补贴,也会购买空气能产品,如此产业则会进入自发良性循环的阶段。
若考虑产品价格、安装费用、使用寿命,空气能热泵机组在10年内综合成本与燃气热水器、中高端空调相近,甚至明显低于电热水器。若初次购买价格成本较高等瓶颈问题得到解决,国内空气能市场空间有望全面打开,成为家用电器中一个新热门“赛道”。