为什么空气能用于采暖很优秀,用于制冷也很强?
空气能热泵一机两用的原理
空气能热泵的结构与水系统中央空调类似,区别在于空气能热泵能够连接多种末端(地暖、暖气片和风机盘管)。空气能热泵有着两套热交换系统,在热泵主机中通过冷媒与空气进行热量交换,然后在换热器中与水进行热量交换,最后由水载着热量和冷量在室内进行采暖和制冷。
在冬季使用的时候,空气能热泵通过热泵主机从空气中吸收热量(并不是由电能直接转化成热能,因此能耗会比较低),然后将热量转移至换热器中,通过换热器将管道中的循环水加热至35℃-60℃之间,最终通过不同的散热末端将热量释放到室内,从而达到采暖的目的。
在夏季使用的时候,空气能热泵通过热泵机组从室内吸收热量,然后将热量释放到室外,在此过程中热泵主机通过冷媒交换热量后,再把冷量转移至换热器中,通过换热器将管道中的循环水降温至1℃-10℃,最终通过循环水载着冷量到室内释放,从而达到制冷的目的。
空气源热泵供热产业是采用空气源热泵技术,利用空气热能,实现供热应用的相关企事业单位和行业的集合。产品实现了空气热能这一可再生能源的有效利用,替代了传统的燃气、燃油和燃煤设备,相对于其他热力设备节能效果显著,运行中没有任何污染排放,是值得大力开发和推广利用的绿色环保设备。
2020年整体受疫情影响较小,市场规模与去年持平略有下降,细分应用领域仍以供暖应用市场为主。依据“十四五”规划,行业将迎来新一轮增长。
空气源热泵行业主要上市公司:目前国内空气源热泵行业的上市公司主要有海尔智家(600690)、美的集团(000333)、格力集团(000651)等。
本文核心数据:市场规模 进出口数据 细分领域数据
市场规模2020年上半年因疫情遇冷,下半年修复较快
2013-2020年,我国空气源热泵销售规模波动增长,2019年达到近五年峰值后,2020年由于疫情影响规模下降至183亿元,同比降低1.6%。2020年上半年,因疫情爆发,导致大部分空气源热泵的需求被抑制,2020下半年,疫情缓和后,空气源热泵市场规模得到修复,尤其是房地产行业新楼盘加快推进配套,使得2020年整年销售规模与去年持平,略有降低。
细分应用市场供暖应用占比高
气源热泵应用领域包括热水市场、供暖市场、工农业烘干市场三个主要市场,其中热泵热水市场和热泵采暖市场占了市场的绝大部分且竞争激烈,所占比例之和连续三年超过90%。
2020年,供暖市场占比进一步提高,为52.0%,国内半数的空气源热泵设备应用于供暖市场,热水应用市场占比有所下降,从2019年的46.3%下降至2020年40.7%,烘干市场近五年呈缓慢增长态势。
2020年上半年,南方热水市场遭遇疫情侵袭,使得原本就表现低迷的家用热泵热水市场再度增长疲软,同比去年下滑幅度明显。
出口占比增高,贸易顺差进一步拉大
从内销与进出口的角度看,国内市场逐渐平稳回归,内销157.2亿元,同比上升8.6%出口25.8亿元(按1:6.5汇率计算),同比上升44.2%,国外市场因本地疫情抑制的需求推动了国内出口的发展,但内销依然是空气能热泵行业的主力市场。
海关数据显示,2020年中国空气源热泵行业产品进出口总额为4.04亿美元,同比增长40.91%其中进口额为705万美元,同比降低37.44%出口额为3.97亿美元,同比增长44.12%实现贸易顺差3.90亿美元,同比增长47.59%。2020年我国空气源热泵行业的贸易顺差进一步拉大,表明我国国内产品的竞争力进一步加强,同时受益于国内疫情控制良好,较快复工复产,竞争优势明显。
空气源热泵需求主要集中在北方地区,与企业区域分布重合
从需求来看,2019年北方地区(华北、东北、西北)市场规模进一步扩大,占比为68.3%,华南地区规模占比11.0%,较去年下滑3.6个百分点,热泵企业将更多的精力投入到热水渠道重建之后,在热水行业普遍滑落的背景下,地区整体下滑幅度相对较小。
其次是华东地区,虽2019年占比有多下降,但基于江浙两地户式两联供以及热水房产配套项目推动较大程度地减缓其他产品带来的滑落。
华中地区市占率小幅増加,湖南省起到主要推动作用,其他省份表现较不理想。赖于川渝地区增长拉动,西南地区维持小幅增长。
从企业分布来看,我国空气源热泵企业分布中,北方地区受供暖需求与政策影响,企业数量较多,占比约为46%华东地区凭借良好的经济基础和制造业能力,相关企业占比约为30%,以广东省为首的华南地区企业数量占比约为10%,华中三省占比10%,西南地区占比4%。
碳达峰、碳中和政策下市场规模持续增长
2021年3月,“十四五”规划纲要发布,提出广泛形成绿色生产生活方式,碳排放达峰后稳中有降,生态环境根本好转,美丽中国建设目标基本实现。在第七十五届联合国大会一般性辩论上,中国首次明确实现碳中和的时间点,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。
美丽中国的一个关键是碳中和取向,这意味着,城市碳中和水平是美丽中国建设进程的核心指标。空气源热泵作为清洁能源热泵,将承担起更多降低碳排放的责任,市场规模也将会进一步扩大。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国空气源热泵行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
地源热泵:地源热泵则是利用可再生能源,通过地下土壤,耗用小部分电能,与土壤中所蕴含的能量进行转换,经过换热器和载体输送到室内,冬季起到供暖作用。而到了夏季,再把室内的热量通过机组再传输到地下,起到制冷作用。
空气源热泵能提供源源不断的冷气输送,实现全屋制冷。与普通空调不同,空气源热泵能够给厨房和洗手间这些区域也提供冷气输送。
集供热水、取暖、除湿、降温、空气滤净等各项功能为一体,全年候不管阴晴雨雪,全天候24小时不间断连续自动提供热水高效除湿,每天24小时最大除湿量6~8公斤。
它是热泵的一种形式。
缺点:空气源热泵存在着低温环境下性能下降和低温环境下结霜严重的缺点。
1、鸿禾空气能作为可再生能源,具有高效节能、安全环保、经济实惠等优势。
2、鸿禾空气能拥有行业内专业的资深研发技术团队和研发能力。拥有高自动化外机生产线、产品质量性能稳定可靠,达到行业领先水平。
中国空气源热泵对欧洲出口量爆增,这意味着中国经济对欧洲经济影响越来越大,也意味着中国空气源热泵质量和性价比得到欧洲各国的认可。中国工业开始进入飞速发展的阶段,不仅满足国内对空气源热泵的需求,而且可以稳定接受欧洲国家的订单。
中国空气源热泵先后在节能产品惠民工程、入选节能产品政府采购清单以及“煤改电”等利好消息的推动下,中国空气源热泵整体市场规模呈现高速增长,增幅为近五年来最高水平。《中国空气源热泵行业发展分析报告》显示,2016年,中国空气源热泵行业整体规模增长率为46.4%,市场销售额首次突破100亿元大关。具体来看,近两年,凭借新能源产品的背景,凭借节能、环保、大水量、舒适等特征,空气源热泵热水器市场增幅稳定,虽然市场占比依然不高,但已连续增长多年。
政策红利推动市场快速发展,随之而来的是不少新品牌涌人空气源热泵行业。《电器》记者注意到,除了天舒、同益、华天成等专门从事空气源热泵的企业,海尔、美的、格力、AO、史密斯、万和、力诺瑞特、天加、四季沐歌、清华阳光、桑普等企业也均进入这一一市场。据不完全统计,空气源热泵行业企业数量为200余家,截至2017年上半年,空气源热泵企业数量又增加30余家。某业内人士直言,新进人企业多发力采暖市场。
企业数量的增多,加剧了市场竞争。随着行业规范相继出台,以及可再生能源身份认证、能效标识的强制粘贴,空气源热泵市场环境竞争日趋激烈,迫使一些质量、技术水平较低的中小品牌空气源热泵热水器企业退出市场。”杨磊说,“仍有大型综合家电企业和其他新兴品牌不断进入这个行业,尤其是在‘煤改电'热潮带动下快速增长的空气源热泵采暖市场,所以企业总体数量处在平稳上升阶段。其中,大品牌占据了更多市场份额,品牌竞争更为集中。”
热泵热水机组是目前世界上最先进、能效比最高的热水设备之一,它根据逆卡诺循环原理,采用电能驱动,通过传热工质把自然界 的空气、水、土壤或其它低温热源中无法被利用的低品热能有效吸收,并将 吸收回来的热能提升至可用的高品位热能并释放到水中的设备。 在不同的工况下热泵热水机组每消耗1kW电能就从低温热源中
吸收2~6kW的 免费热量,节能效果非常显著。
★ 热泵热水机组由压缩机、蒸发器、膨胀阀、冷凝器等部件组成。 工作原理是通过压缩机做功,使工质产生物理变相(气态--液态--气态),利用这一往复循环相变过程不断吸热和放热,由吸热装置吸取免费的热量,经过热交换器使冷水升温,制取的热水通过水循
环系统送至用户。
★ 传热工质是一种特殊的物质,在实际运行当中,传热工质的蒸发温度可达-20℃左右,因此即使-5℃的环境温度相对于它来说也是"高温热源", 也能正常吸热。此外工质的冷凝温度可达75℃,
确保产出60℃的热水。
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。
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。
★热泵产品属于太阳能产品吗?
从工作原理上讲,不属于传统太阳能产品。热泵产品与常规太阳能产品区别较大,常规太阳能产品利用水为介质,必须依靠太阳光的直射或辐射才能达到供热效果,而产品,利用制冷剂吸收空气中的热能和太阳辐射能,并通过压缩机压缩制热后与水交换热量来达到供热
效果,因此产品与空调原理相同。
★热泵产品的工作原理是什么?
产品用制冷剂作为媒介,制冷剂汽化温度低,在-40℃即可汽化,故此,它与外界温度存在着温差,冷媒吸收了外界的温度后汽化,通过压缩机压缩制热,变成高温高压气体,再经热交换器与水交换热量后,经膨胀阀释放压力,回到低温低压的液化状态,通过制冷剂的不
断循环并与水交换热量,将水罐中的水加热。
★热泵产品需要用电吗?
一定要用电,压缩机用电能来压缩制热,不是直接加热,空气源
热泵还有风扇,也需要用电,但用电量较少。
★热泵产品的特点为何?
1、不受环境影响,一年四季可用;
2、节能效果突出,投资回收期短;
3、环保型产品,无任何污染;
4、使用寿命长,运行费用低;
5、运行安全,无人操作;
6、模块化设计,安装方便。
★热泵与常规太阳能产品相比的优点在哪几方面?
1、适用范围广,产品适用温度范围在-10-40℃,并且一年四季全天候使用,不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚的影响,都可正
常使用。
2、可连续加热,与传统太阳能储水式相比,热泵产品可连续加
热,持续不断供热水,满足用户需求。
3、运行成本低:与常规太阳能相比,在春、夏、秋季阳光较好时,运行费用高于太阳能,但在阴雨天和夜晚,热效率远远高于太阳能的电辅助加热。全年平均下来,常规太阳能辅助系统全年耗能比产
品全年总耗能还要高出很多。
4、安装方便:空气源热泵占地空间很小,外形与空调室外机相似,可直接接保温水箱或与供暖管网连接,适合于大中城市的高层建
筑,对于大型中央供热问题,产品是最好的选择。
★热泵产品与锅炉相比的优点是什么?
1、热效率高:产品热效率全年平均在300%以上,而锅炉的热效
率不会超过100%。
2、运行费用低:与燃油,燃气锅炉比,全年平均可节70%的能源,加上电价的走低和燃料价格的上涨,运行费用低的优点日益突出。
3、环保:热泵产品无任何燃烧排放物,制冷剂选用了环保制冷
剂R417A,对臭氧层零污染,是较好的环保型产品。
4、运行安全,无需值守:与燃料锅炉相比,运行绝对安全,而
且全自动控制,无需人员值守,可节省人员成本。
5、模块式安装,便于增添设备:产品采用多台机组并联的安装
模式,当用户用水量增大时,可随时增添设备。
★热泵产品与锅炉相比的缺点是什么?
1、加热速度慢:热泵产品是以制冷剂为媒介,采用压缩机压缩
制热方式,与锅炉直接加热模式相比,速度相对较慢。
2、一次性投入大:与燃油,燃气锅炉比,当用水量大于10吨时,
一次性投入大于锅炉,用水量越大,产品相对投入越大。
3、加热水温有限制:热泵出水温度一般在60℃(水源热泵可达
80℃),不能产生80℃以上高温水或蒸汽。
空气源热泵工作原理
一、 空气源热泵工作原理
冬天热泵是以制冷剂为热媒,在空气中吸收热能(在蒸发器中间接换热),经压缩机将低温位的热能提升为高温位热能,加热系统循环水(在冷凝器中间接换热);
夏天热泵是以制冷剂为冷媒,在空气中吸收冷量(在冷凝器器中间接换热),经压缩机将高温位的热能降低为低温位冷能,制冷系统循环水(在蒸发器中间接换热);
从而使不能直接利用的热能(冷能)再生为可直接利用的热能(冷能),得到了只消耗少量电能,而获得2~6倍于输入功率的节能回报,这是热泵工作原理决定的。
空气作为可再生能源是取之不尽用之不竭的天然资源,热泵利用可再生能源—空气能,并辅以清洁能源—电能,运行中没有任何污染,是国家大力推广的开发和利用可再生能源的绿色环保设备。
热泵工作原理见下图:
二、 空气源热泵节能原理
下图更能帮助理解空气源热泵节能的必然性,因为吸收室外空气的热量是免费的,而且产热量是以它为主。空气源热泵热平衡式为:
供热量=吸收室外空气的热量+消耗的电能
供冷量=吸收室外空气的冷量+消耗的电能
例如:某人从开发区挑担子至市区最多担100公斤。他做了多少功,用了多少力,有一个可以计量的定量及定值。同样用这么多力做多少功推动一辆车子,借助车子这个设备,可以将400公斤的货物用同样的这么多功,同样这么多的力,推到市区。所以借助于车这种设备,产生的效果4倍于挑担的效果。所以热泵这种设备类似于车,而普通电、燃气、燃煤热水设备类似于一个人挑担子。 三、 空气源热
泵的优势
1)一年四季全天候运行,不受夜晚、阴天、下雨和下雪等各种天气的影响。
2)节能型产品:该空气源热泵机组以空气为低温热源制取热量,耗电量仅为电锅炉全年的1/4同燃煤、油、气锅炉比,可节省40%以上的能源,短期内可收回投资。
3)环保无污染:该系统运行无任何的燃烧物及排放物,制冷剂对臭氧层零污染,具有良好的社会效益。
4)运行安全可靠:整个系统的运行无传统锅炉(燃油或燃气或电锅炉)中可能存在的易燃、易爆、中毒、短路等危险,是一种安全可靠的中央空调系统。
5)使用寿命长,维护费用低:该机组的使用寿命长达15年以上;运行安全可靠,安装方便,并可实现无人操作,全自动智能控制。
6)舒适方便,自动化、智能化程度高:系统采用了自动控制器,全年实现冬季制热、夏天制冷。
地源热泵:地源热泵则是利用可再生能源,通过地下土壤,耗用小部分电能,与土壤中所蕴含的能量进行转换,经过换热器和载体输送到室内,冬季起到供暖作用。而到了夏季,再把室内的热量通过机组在传输到地下,起到制冷作用。在这个过程中,地源热泵只对搬运作功,这就是地源热泵空调比空气源热泵空调节能的原因,对比空气源热泵可节能40-60%。地源热泵空调系统在地下工作,完全不受外界自然条件的约束,而且运行稳定,一机多用,低碳环保。