欧洲热泵市场现状（下）

　　——欧盟如何实现气候和能源政策目标之五

　　二，对几种热泵产品的分析和预测

　　1，空气源热泵备受青睐

　　2005年~2013年欧洲热泵销售情况累计安装数量达到680万台，其中空气源热泵所占比例最高。在波兰，国民对空气源热泵的兴趣与日俱增，这项热泵技术的市场份额占40~43%，大部分的功率可达10千瓦，安装在使用面积为150~200平方米独户住屋，而这类房屋占所有新建住宅的80%。专家认为，从投资角度来看，空气源热泵富有成本竞争力，成为消费者的首选。

　　空气源热泵是一种从自然的空气中获取低品位热，经过加工输出高品位热的设备。它在运行中，蒸发器从空气中的环境热能中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸汽经压缩机压缩之后压力和温度上升，高温蒸汽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。空气源热泵传热工质是一种特殊物质，常压下其沸点为-40℃，凝固点为-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-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。

　　空气源热泵体积小，不需要地理管换热器。而且大部分空气源热泵还可以利用其他热源，供热成本最高可降低60%。空气源热泵在波兰成为一种很好的选择，但由于该国气候受波罗的海影响，气候形态较多变。秋雨冬下雪，春季温暖但日夜温差大。1月份平均气温-5℃~-1℃，7月份17℃~19℃，因此空气源热泵设备需要进行较大的调整和改进，才能够更有效地运作。波兰热泵技术开发组织发布的报告说，2013年82%的空气源热泵安装在新建筑物上，这项热泵技术在波兰有着“光明的未来”。

　　2，生活热水热泵前景看好

　　欧洲热泵协会（EHPA）的统计表明，生活热水热泵在2013年欧洲热泵市场增长最大，占总销售额的11%。当前各种热水设备的热效率都是小于1的数，而惟有用热泵技术和热回收来解决热水供应，才能达到社会可持续发展的要求。热泵热水机组是当前最为节能、环保、安全、可靠的制取生活热水的设备。利用热泵技术，可以充分利用空调的余热，制造出空调和生活热水同时产生的“两用机组”，或者称之为“热回收机组”，即在夏季利用空调用的冷水机组的冷凝热回收，可以很方便地得到生活热水；而在冬季，对于仍需要部分空调降温的场合，也比较容易利用空调余热来制取生活热水。业内人士认为，生活热水热泵也使用水源或空气源，是目前发展最快的热泵。它具有四大优势：

　　（1），良好的控制系统和蓄热水箱可以保证供水温度稳定可靠、供水水量充足和较高的供水质量。水温低了时热泵会启动制热，液位低了能自动补充冷水，热水多了可以由蓄热水箱调节储存，系统回水温度低了会自动开启循环水泵以及热泵再加热储存的温水，出口水温长期过低可以启动辅助电加热器作短期加热。

　　（2），生活热水热泵制热系数（能效比）恒大于1，全年平均的能效比可达3~4，因而比任何一种矿物燃料燃烧的制热效率高。即使与太阳能热水系统比较，生活热水热泵的运行费用也会比较低。如果当地的太阳能全年的利用天数仅在2/3之内，而且其辅助加热也是用电加热的话，那么生活热水热泵的用电可以与太阳能热水系统的用电持平，或者还要比太阳能系统节电。

　　（3），生活热水热泵无任何二氧化碳（CO2）、氮氧化合物（NOX）等温室气体和有害气体排放，对地球的温室效应无任何影响。它应用的制冷工质是蒙特利尔公约规定的HFC工质，使用的热源是清洁的空气、水以及少量的电能，运行时不会破坏周围的生态环境。

　　（4），由于制热效率比任何燃烧矿物燃料的制热设备的热效率高，可以大大减少电能的消耗，而且电的价格受市场的冲击小，价格比较稳定，因此热水的制造成本也比较稳定和经济。如果可以利用低价谷电和采取蓄热措施，则热水制造成本会更低。

　　3，地源热泵徘徊不前

　　EHPA的统计表明，欧洲住宅地源热泵市场每年的销量保持在100万台（套）左右，2013年在总销量中仅占13%。EHPA预计，这种状况不会有太大的改变，除非钻井的成本减少，获取钻探作业许可证的必要行政程序被简化。

　　地源热泵是陆地浅层能源通过输入少量的高品位能源（如电能）实现由低品位热能向高品位热能转移。地源热泵已成功利用地下水、江河湖水、水库水、海水、城市中水、工业尾水、坑道水等各类水资源以及土壤源作为地源热泵的冷、热源。地源热泵供暖空调系统主要分室外地能换热系统、地源热泵机组和室内采暖空调末端系统三部分。其中地源热泵机主要有“水—水式”或“水—空气”式两种形式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，地源热泵与地能之间的换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。

　　地源热泵的技术之所以得到越来越广泛的应用，在于具备如下特点：一，地源热泵属可再生能源利用技术，用地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可称之为地能，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域和资源等限制，量大面广无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。二，地源热泵属经济有效的节能技术。其COP值（即能量与热量之间的转换比率，简称能效比）达到了4以上，也就是说消耗1千瓦小时（kWh）的能量，用户可得到4KWh以上的热量或冷量。三，地源热泵环境效益显著，其装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。四，地源热泵一机多用，应用范围广。地源热泵系统可供暖、空调和生活热水，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统，可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖。五，地源热泵空调系统维护费用低，它的机械运动部件非常少。所有的部件不是埋在地下便是安装在室内，从而避免了室外的恶劣气候，机组紧凑、节省空间。自动控制程度高，可无人值守。

　　从地源热泵应用情况来看，北欧国家主要偏重于冬季采暖。在中北欧的瑞士、瑞典、奥地利、丹麦等国家，地源热泵（土壤换热器）技术利用处于领先地位，土壤源热泵得到广泛的应用。瑞士地源热泵总装机容量的增加从上世纪70年代末一直延续至今，呈直线上升趋势，是世界上地源热泵应用人均比例最高的国家，其中土壤源热泵系统占地源热泵安装市场的70%以上，号称世界上土壤源热泵系统密度最大的国家。在地源热泵应用初期，瑞典政府采取了一定的补贴政策。虽然自1990年以来政府补贴取消，但是地源热泵安装仍然以每年1000台（套）的速度递增。据统计，瑞典全国已经安装大约23万套地源热泵，其中约5万套为土壤源热泵系统。奥地利是一个独立发展地源热泵技术的国家，地源热泵生产技术和安装技术自成体系，土壤源热泵系统占地源热泵安装的65%以上。对地源热泵安装和及其环境评价，奥地利政府采取了最严格的发证制度。

　　土壤源热泵是利用地下常温土壤温度相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统与建筑物内部完成热交换的装置。冬季从土壤中获取热量，向建筑物供暖；夏季向土壤排热，为建筑物制冷。它以土壤作为热源和冷源，通过高效热泵机组向建筑物供热或供冷。高效热泵机组的能效比一般能达到4.0kw以上，与传统的冷水机组加锅炉的配置相比，全年能耗可节省40%左右，初期投资偏高，机房面积较小，节省常规系统冷却塔可观的耗水量，运行费用低，不产生任何有害物质，对环境无污染，实现了环保的功效。

　　文/本刊特约翻译李忠东编译自www.web.ornl.gov

　　[注：作者托马斯·诺瓦克（德国）是欧洲热泵协会（EHPA）的热泵专家]