清潔高效的熱量輸送裝置。熱泵是通過消耗少量電能、將熱能從自然界的低溫物體 (如空氣、水、土壤)轉移到高溫物體的裝置,具備環保節能、能效比高等優勢,可廣 泛應用于農業、工商業及生活等領域。熱泵供熱基本原理為“逆卡諾循環”即:壓縮機 運轉做工消耗電能,使不斷循環的制冷劑在不同的系統中產生不同的變化狀態和不同的 效果(蒸發吸熱或冷凝放熱),從而達到了回收低溫熱源制取高溫熱源的作用和目的。
熱泵是一種清潔高效的熱量輸送裝置,主要應用領域有采暖(作用類似空調)、熱 水(作用類似熱水器)和烘干(應用于農業糧食烘干等)。熱泵具有更為節能、使用體驗 更優、適用范圍更廣、運行費用較低的優點,局限性主要體現在前期購買及安裝成本較 高、低溫下制熱效率低、設備體積大。根據 IEA 數據,2010-2020 年全球熱泵安裝量(含 空氣源、水源、地源熱泵)CAGR 為 6.4%,2020 年全球熱泵共安裝 1.77 億臺、其中中 國/北美/歐洲安裝量占比分別為 33%/23%/12%。從產業鏈角度看,熱泵產業鏈包含較多 環節,品牌端來源較為廣泛,制造端可分為整機、零部件,我國是熱泵主要的整機生產 基地,零部件配套較為齊全。
為確保熱泵行業數據精準性以及內容的可參考價值,我們研究團隊通過上市公司年報、廠家調研、經銷商座談、專家驗證等多渠道開展數據采集工作,并對數據進行多維度分析,以求深度剖析行業各個領域,使從業者能夠從多種維度、多個側面綜合了解熱泵行業的發展態勢,創新前沿熱點,進而賦能熱泵從業者搶跑轉型賽道。
熱泵相較于空調、熱水器等優勢顯著:供暖更為節能、適用范圍更廣、運行費用較 低。由于空氣源熱泵市場占比較高,下文均以空氣源熱泵為例進行闡述。①能耗情況: 熱泵使用少量電能將空氣中的能量轉換為可供使用的熱能,平均 COP(熱效率)超過 3.3、 即消耗 1 單位電能可以獲得 3.3 倍熱能,傳統燃氣壁掛爐 COP 約為 1、燃煤鍋爐約為 0.5,熱泵近傳統燃氣壁掛爐 3 倍、電采暖 6.6 倍。②使用體驗:雖然都是以逆卡諾循環 原理運行,但相較空調,熱泵采用了水系統使用戶使用體驗更優,吹出來的涼風更柔和、 體感更加舒適;而空調直接將氟利昂的冷氣吹出來,使用者有明顯刺骨感覺。③運行費 用:熱泵制熱的效率遠遠高于其他制熱方式,如空氣源熱泵從空氣中吸收熱量,全年平 均熱泵總耗能比常規太陽能輔助系統比更低,其它采暖方式僅由天然氣、煤、純電等方 式制熱、運行費用較高。
但熱泵局限性亦較為明顯,主要體現在前期投入成本較高、低溫下制熱效率低、設 備體積大。①投入成本:對于消費者而言,熱泵前期投入成本過高是限制其選擇熱泵的 最主要原因,雖然后期運行費用能夠節省較多成本,但若無補貼、熱泵前期購買安裝價 格將會數倍于鍋爐、空調、熱水器等產品。②適用范圍:此前熱泵使用受到環境溫度的 限制,供熱能力和性能系數隨室外溫度降低而降低,因此在我國北方和歐盟地區使用較 為受限。2010 年以來,隨著低溫噴氣增焓技術和新型制冷劑等在熱泵的應用,熱泵最低 使用溫度降至-25℃,逐漸在歐盟等北方地區普及。③熱泵機組外形相對較大,安裝過程 中涉及水泵等零部件,需要合適安裝位置和具備較大安裝空間,安裝熱泵難度大、通常 需要專業的工人。
作為主流的空氣源熱泵,按照功能多寡可進一步劃分為單功能(采暖/熱水)、兩 聯供(采暖+制冷)以及三聯供(采暖+制冷+熱水)。 單功能:單功能熱泵可提供采暖或熱水功能。家用型熱泵體積較小,安裝方便, 適用于于家庭、小型商鋪等小面積范圍。商用型使用年限較長,可達 15 年,主要 適用于賓館、工廠、泳池等。 兩聯供:兩聯供具有制冷及采暖功能,因冷媒的不同可分為上水下水(空調及地 暖均使用水系統)、上氟下水(空調使用氟系統,地暖使用水系統)和上氟下氟(空 調及地暖均使用氟系統)。市場中以上水下水及上氟下水較為常見,2021 年市場 占比合計約 99%。
三聯供:三聯供在二聯供基礎上加入熱水功能,綜合能效比更高,初始投資和運 行費用比傳統空調+熱水器節省 10%以上。但因各地水質不同,生活熱水需做二 次換熱系統以杜絕腐蝕穿孔問題,冷凝溫度需提高 5℃,主機的 COP 值下降,因 此三聯供穩定性不及二聯供。
能源安全問題是各國核心利益,2020 年中國、歐盟 27 國及美國能源對外依存度 分別為 22.5%、57.5%、-3.7%,其中西班牙、德國等部分歐洲大國能源對外依存 度高達 60%以上。長期來看,熱泵節能效果明顯,在工商民領域全面推廣能夠改 善能源安全問題。短期來看,歐洲能源供給高度依賴俄羅斯的油氣出口,俄烏沖 突后歐洲地區能源價格飆升、能源供給嚴峻,歐洲各國紛紛加碼熱泵支持政策, 進一步刺激熱泵消費。
熱泵行業市場機遇分析
2022-2028年,全球熱泵熱水器市場規模將從244.66億元增長至565.45億元,復合年增長率(CAGR)大約為14.98%。其中,中國市場規模約為248.2億元,占比43.9%,CAGR為5.13%;歐洲市場規模約為123.6億元,占比21.9%,CAGR為15.32%;北美市場規模約為87.4億元,占比15.5%,CAGR為16.47%;亞太地區(除中國外)市場規模約為54.8億元,占比9.7%,CAGR為18.62%;其他地區市場規模約為51.4億元,占比9.1%,CAGR為17.25%。
水源熱泵熱水器的優勢在于運行效率高、穩定可靠、適應性強等。其主要應用于工業用熱和農業溫室等領域,尤其是在有豐富水資源的地區,有利于利用廢水、地下水等低位熱源提供高品質的熱能。
地源熱泵熱水器的優勢在于運行效率高、不受氣候影響、壽命長等。其主要應用于建筑供暖和冷卻等領域,尤其是在有合適土壤條件的地區,有利于利用土壤中儲存的太陽能提供恒溫的熱能。
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