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空氣源熱泵的起源和發(fā)展概述

時間：2020-04-14點擊次數(shù)：20800

當下，空氣源熱泵憑借優(yōu)越的節(jié)能減排功能，正快速發(fā)展，應(yīng)用范圍越來越廣。那么，空氣源熱泵是如何發(fā)展起來的呢？了解空氣源熱泵發(fā)展歷程，首先需要了解熱泵工作原理。

顧名思義，熱泵可以像“泵”一樣，將無法直接利用的低位熱能(如空氣、土壤、水中所含的熱量)轉(zhuǎn)換為可以利用的高位熱能，從而達到節(jié)約部分高位熱能(如煤、燃氣、油、電能等)的目的。空氣源熱泵即是以空氣為低位熱能的熱泵設(shè)備。

一、 熱泵&空氣源熱泵之起源

1824年，法國科學家卡諾提出卡諾循環(huán)理論，為熱泵的發(fā)明奠定了理論基礎(chǔ)。卡諾循環(huán)理論即分析熱機的工作過程。卡諾循環(huán)包括四個步驟: 等溫吸熱，絕熱膨脹，等溫放熱，絕熱壓縮。理想氣體從狀態(tài)1(P1，V1，T1)等溫吸熱到狀態(tài)2(P2，V2，T2)，再從狀態(tài)2絕熱膨脹到狀態(tài)3(P3，V3，T3)，此后，從狀態(tài)3等溫放熱到狀態(tài)4(P4，V4，T4)，最后從狀態(tài)4絕熱壓縮回到狀態(tài)1。這種由兩個等溫過程和兩個絕熱過程所構(gòu)成的循環(huán)稱為卡諾循環(huán)。

1850年，英國科學家開爾文基于卡諾理論提出：冷凍裝置可以用于加熱。自此以后的半個多世紀，無數(shù)科學家對熱泵進行研究。

1912年，瑞士蘇黎世成功安裝一套以河水作為低位熱源的熱泵設(shè)備用于供暖，這是世界上第一套水源熱泵系統(tǒng)，也是熱泵裝置邁向世界舞臺的第一步。第一臺熱泵設(shè)備誕生以后，相應(yīng)技術(shù)得到快速發(fā)展。在20世紀40年代到50年代，家用熱泵、工業(yè)建筑用的熱泵如熱泵空調(diào)、熱泵烘干機、工業(yè)熱風機等產(chǎn)品開始進入市場。

二、熱泵&空氣源熱泵之發(fā)展

進入70年代以后，由于能源危機的沖擊，尋找新能源迫在眉睫，熱泵的研究工作受到了許多發(fā)達國家和國際組織的重視，國際能源機構(gòu)和歐共體均制定了熱泵發(fā)展計劃，有效地推動了熱泵技術(shù)的發(fā)展。

21世紀以來，各國不斷加大對熱泵技術(shù)的研發(fā)力度，美、德、日、韓等國都發(fā)出專門官方指引，以推動熱泵技術(shù)的社會應(yīng)用。在此背景下，熱泵除了用途不斷開拓以外，技術(shù)也得到了長足發(fā)展，運用于電鍍、巴氏消毒、屠宰、玻璃清洗、印染、水處理、工業(yè)建筑、醫(yī)療等行業(yè)中，逐漸成為前景光明和價值巨大的新能源之一。

空氣，取之不盡、用之不竭，又隨處可見，自然而然地，成為了熱泵所能利用的低位熱源的理想選擇，空氣源熱泵由此而生。

空氣源熱泵是按照“逆卡諾”原理工作的，具體來說，就是“室外機”作為熱交換器從室外空氣吸熱，加熱低沸點工質(zhì)(冷媒)并使其蒸發(fā)，冷媒蒸汽經(jīng)由壓縮機壓縮升溫進入水箱，將熱量釋放至其中的水并冷凝液化，隨后節(jié)流降壓降溫回到室外的熱交換器進入下一個循環(huán)。20世紀50年代，美國已經(jīng)開始批量生產(chǎn)空氣源熱泵；80年代起，能源匱乏的日本開始大規(guī)模生產(chǎn)各種空氣源熱泵式空調(diào)器。同時，日本空氣源熱泵熱水器還在家用熱水器市場中取代了電熱水器，占據(jù)了主導地位。

三、空氣源熱泵在中國

在中國，空氣源熱泵產(chǎn)業(yè)起步較晚。

50年代，天津大學的學者開始研究熱泵；60年代我國把熱泵技術(shù)應(yīng)用在暖通空調(diào)中；70年代末期爆發(fā)能源危機，熱泵空調(diào)的發(fā)展和應(yīng)用機遇來臨；80年代初至90年代末我國暖通空調(diào)出現(xiàn)熱泵熱。當時，從國際上來看，熱泵熱水器已經(jīng)是一個很成熟的技術(shù)了，但在國內(nèi)來講，熱泵熱水器的確還處于起步階段，猶如初生的嬰兒。

20世紀90年代，中國建筑學會暖通空調(diào)**、中國制冷學會第五專業(yè)**主辦的全國暖通空調(diào)制冷學術(shù)年會上專門增設(shè)了有關(guān)熱泵的專項研討。1997年，中國科技部與美國能源部正式簽署《中美能源效率及可再生能源合作議定書》。

2002年，中國建筑學會暖通空調(diào)**、中國制冷學會第五專業(yè)**于北京組織召開了世界第七次熱泵大會（7th IEAHeat Pump Conference ）,空氣源熱水器登陸廣東。

經(jīng)過多年發(fā)展，公司逐步建立起完整的設(shè)計、生產(chǎn)與質(zhì)檢體系。秉承著精益求精的工匠精神，優(yōu)勝劣汰，不斷通過技術(shù)革新，為客戶提供高質(zhì)量的優(yōu)秀產(chǎn)品。千葉公司結(jié)合行業(yè)發(fā)展方向，洞察到空氣源熱泵將是未來的方向，有著巨大的可持續(xù)發(fā)展空間。于是著力尋求這方面大型實力工廠，先后聯(lián)合開發(fā)出泳池加熱恒溫熱泵、淋浴熱水熱泵、溫泉熱泵等優(yōu)秀產(chǎn)品。這些產(chǎn)品都有一個共同點：質(zhì)量優(yōu)秀、技術(shù)先進、環(huán)保節(jié)能，在此基礎(chǔ)上，千葉公司不斷的提升產(chǎn)品性能，并降低生產(chǎn)成本，確保每一臺產(chǎn)品都足夠安全、可靠、耐用、好用。

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，熱泵市場的總體需求也在不斷擴大，因為空氣源熱泵不僅適用于各種場所的加熱需求，在其他方面也有著自己獨到的優(yōu)勢：

1、節(jié)能

毋庸置疑，空氣源熱泵熱水器的優(yōu)點就是節(jié)能。它可以將空氣中的低溫熱能通過壓縮機轉(zhuǎn)化為高溫熱能，以相同的熱水制造量為基準，和電熱器熱水器相比，較大化節(jié)約電能，使用成本只有電熱水器的1/4，而和傳統(tǒng)的燃氣熱水器比，不用耗用任何的煤氣燃料，使用成本只是燃氣熱水器的1/3。以空氣為主體，節(jié)約能量，不僅可以節(jié)約人們的使用成本，更是順應(yīng)了世界節(jié)能的主體，這就是空氣源熱泵的諸多亮點之一。

2、便捷

空氣源熱泵熱水器的賣點是空氣，而對于家居用品來說，人們較基本的需求之一就是使用方便，因此，便捷成為了空氣源熱泵熱水器的第二大亮點。因為空氣的數(shù)量不受室內(nèi)室外、晴天陰天的影響；和太陽能熱水器相比，空氣源熱泵熱水器就顯得非常便捷，無論是陰天晴天，都可以使用。

3、安全

電熱熱水器存在漏電的安全隱患，燃氣熱水器存在煤氣中毒的憂患；和這兩種熱水器相比，空氣源熱泵熱水器通過介質(zhì)換熱，避免了電加熱元件和水直接接觸，這樣一來就解決了電熱熱水器存在的漏電隱患；其次，因為原料是空氣，因此也排除了燃氣熱水器煤氣爆炸或者煤氣中毒的可能性，讓人們使用得更加舒適無憂。

4、環(huán)保

節(jié)能和環(huán)保是相輔相成的，而環(huán)保是空氣源熱泵熱水器在節(jié)能優(yōu)勢上的又一加分點。首先，空氣源熱泵熱水器利用電能壓縮空氣制造熱能，不排放廢氣和有毒氣體，不僅安全，更營造了一個無污染的沐浴環(huán)境。其次，空氣源熱泵熱水器的使用時間長達15-20年，高壽命不僅可以減少人們更換加熱設(shè)備的成本和麻煩，在某種意義上來說，更是減少了垃圾制造，這也是環(huán)保的一個重要體現(xiàn)。

雖說空氣源熱泵熱水器有諸多優(yōu)點，但此后幾年，空氣源熱泵熱水器在我國發(fā)展并不快。2007年，空氣源熱泵熱水器占我國整體家用熱水器市場1%不到，而在日本，同一時期該數(shù)據(jù)是70%。

2008年起，空氣源熱泵得到了國家政策的支持，從“萌芽期”迅速邁入“少年期”。這一年，《商業(yè)或工業(yè)用及類似用途的熱泵熱水機》國家標準頒布施行；2009年9月1日，《家用及類似用途熱泵熱水器》國家標準正式實施執(zhí)行。2014年5月1日，《熱泵熱水器壓縮機》（GB/T29780-2013）正式實施之后，有關(guān)空氣能熱泵熱水器的另一項強制性國家標準《熱泵熱水機(器)能源效率標識實施規(guī)則》(修訂)也于2015年1月1日起開始實施。對此，相關(guān)專家指出，空氣能行業(yè)正在以行業(yè)規(guī)范及技術(shù)的創(chuàng)新撬動市場。

有了標準，就有了行業(yè)的規(guī)范，熱泵行業(yè)便可以持續(xù)健康發(fā)展。與此同時，各級地方政府對空氣源熱泵等節(jié)能環(huán)保項目在資金上給予補貼支持，進一步促進了空氣源熱泵產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，大大拓展了空氣源熱泵的使用范圍。2016年，公司結(jié)合市場需求推出目前市場上可以在零下20℃穩(wěn)定運行，正常工作（不需要輔助電加熱）的AQUA愛克淋浴熱泵與泳池熱泵。由于空氣源熱泵具備節(jié)能、安全、安裝便捷等優(yōu)勢，很快便普及到全國酒店、學校、工廠、體育館等60℃以下的熱水市場中。

而在近年，由于霧霾危害加劇和我國節(jié)能減排工作力度的加強，促使空氣源熱泵的發(fā)展速度越來越快，且受到有關(guān)部門的高度重視，成為“煤改電”背景下的重要替代品，進一步推動了空氣源熱泵行業(yè)的市場發(fā)展。

以2017年上半年為例，空氣源熱泵銷售額達到39.93億元，同比增長61.36%。其中，空氣源熱泵采暖銷售額達到13.1億元，同比增長達到1847.8%，其增長勢頭幾乎不可阻擋。可以預(yù)見的是，由于國家政策的支持，以及自身節(jié)能、高效等優(yōu)勢，空氣源熱泵行業(yè)正步入一個黃金期。

近兩年來我國空氣源熱泵市場增長迅速，其產(chǎn)品在生活熱水、供暖和工農(nóng)業(yè)烘干這三大領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了約185億的市場總量。值得注意的是，產(chǎn)品在生活熱水、供暖和工農(nóng)業(yè)烘干這三大領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了約185億的市場總量，若以空氣源熱泵設(shè)備終端市場成交價統(tǒng)計，2017年我國空氣源熱泵供熱產(chǎn)業(yè)市場總體規(guī)模可達260-270億元。

2018年2月12日，國家發(fā)展和改革**公告2018年第3號《國家重點節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄（2017年本，節(jié)能部分）》和《國家重點節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄（2017年本，節(jié)能部分）技術(shù)報告》，其中空氣源熱泵技術(shù)成功入選2017國家重點節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄，意味著空氣源熱泵技術(shù)進入新的階段。進入2018年下半年之后，熱泵家用機市場真正開始進入全年的銷售旺季;商用機市場也將隨著上半年的預(yù)熱將進一步加快發(fā)展進程。

四、小結(jié)

空氣源熱泵技術(shù)是基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來的一種節(jié)能、環(huán)保的制熱能源技術(shù)：通過熱泵的形式，可以提高能效的利用，能效的利用有兩個含義，從環(huán)境角度來講，可以減少溫室氣體的排放，減少對環(huán)境的有害的因素，從另外一個方面來說，就是解決電力高空負荷的一項技術(shù)。熱泵技術(shù)不僅符合《中國環(huán)境保護法》的基本原則，還為世界的節(jié)能減排事業(yè)作出了巨大的貢獻。

進入新世紀以來，可持續(xù)發(fā)展成為全人類謀發(fā)展求生存的重要戰(zhàn)略。公司自成立以來，一直遵循“清潔發(fā)展，節(jié)能減排，循環(huán)經(jīng)濟”的發(fā)展原則，堅定地走上了綠色可持續(xù)發(fā)展道路。倡導生態(tài)文明，致力于推進綠色工業(yè)的進步，實現(xiàn)企業(yè)與社會、自然可持續(xù)發(fā)展的和諧統(tǒng)一。

我司司高度重視安全生產(chǎn)和環(huán)境保護，堅持發(fā)展與環(huán)保同行，嚴格遵守法律法規(guī)，我們積極改善生產(chǎn)工藝和制造技術(shù)，對生產(chǎn)全過程進行控制，減少廢物和污染物的排放，保證出廠的成品不危害人體和生態(tài)的健康。我司司敢于迎接各項困難挑戰(zhàn)，不停追求新的目標，贏得新的勝利，樹立綠色環(huán)保的社會責任形象，促進化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。愿意與廣大新老客戶攜手，當環(huán)保衛(wèi)士，做時代公民。

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