它山之石：日本的燃氣熱泵應用市場報告

來源：原創(chuàng)瀏覽量：載入中...發(fā)布時間：2021.02.04

本文介紹了日本熱泵市場的典型產品——室內空調機、商用空調機和家用熱泵熱水器在過去20年的出貨趨勢。介紹了近期產品技術發(fā)展趨勢。此外，根據從HPT附件48活動中獲得的信息概述了工業(yè)熱泵的使用趨勢。最后，闡述了熱泵在日本節(jié)能政策中的作用以及節(jié)能技術發(fā)展戰(zhàn)略中按部門劃分的技術發(fā)展方向介紹日本的熱泵已經發(fā)展成為符合日本氣候、住房風格和生活方式的產品。有越來越多的房間空調的使用，單獨空調每個房間，可以使用加熱和冷卻，熱泵熱水器(生態(tài)友好型)使用二氧化碳制冷劑，可以在高溫度儲存熱水，建筑物內連接到許多室內單元的多臺空調。在工業(yè)使用領域，推廣工業(yè)熱泵是由“自然資源能源局”推行，未來的增長是可以預期的日本的氣候和熱泵。

燃氣熱泵

圖1顯示了東京的月平均、最高和最低溫度。夏季最高氣溫約32℃，冬季最低氣溫約溫度約為2℃。熱泵可以用于冷卻和加熱，高COP可以確保在這兩種用途。因此，供暖和制冷的房間空調已經開發(fā)和商業(yè)化很長時間了，制冷和供暖的空調在20世紀80年代成為主流。此外，作為一種補償冷熱能力不平衡的技術，利用變頻器、電子膨脹閥和最優(yōu)系統(tǒng)控制的壓縮機變速技術不斷得到發(fā)展。它也適用于其他熱泵產品。

各產品的市場趨勢及特點:

下面介紹日本的代表性熱泵產品。它們包括室內空調、商用空調、家用熱泵熱水器和工業(yè)熱泵.根據2014年日本“國內事務與通訊部的統(tǒng)計局”進行的一項調查，日本房間空調的普及率達到90%，每1000戶家庭擁有2723套空調。大約一半的家庭擁有3套以上的空調(2人以上的家庭)。房間空調出貨量為980萬臺/年(2018年)，如圖2所示，并繼續(xù)維持適度增長。

由于日本房間空調往往是在房屋建成后在每個房間安裝，所以安裝工作時不影響建筑的獨立機組和不影響房間布局的壁掛式室內機是主流。

由于節(jié)能的作用，房間空調的用電量大大降低，領跑者（Top Runner Program）計劃始于1999年。從1999年到2009年，電力消耗顯著降低。然而，在過去的十年里，降低的速度減緩了。在制冷劑方面，從2011年到2013年，常規(guī)R410A升級為R32,-其GWP（Global warming potential）全球變暖潛能只有三分之一。

除了性能改進之外，其他功能也得到了改進。例如，一些濕度控制器具有不降低室溫的除濕功能，以及具有從外部空氣中吸收水分的非供水加濕功能，使房間加濕。此外，許多空調都有空氣凈化功能。除了自動清洗過濾器的功能外，還開發(fā)了自動清洗空調內部的功能。智能識別房間里的人并僅通過加熱和冷卻必要區(qū)域來節(jié)省電力的技術，以及可單獨控制舒適度的吹氣技術，也在不斷進步。在可操作性方面，物聯網技術的應用，可以使用移動電話進行遠程操作。

商用空調

自2001年首次使用開始，家用熱泵熱水器一直采用天然的CO2做制冷。二氧化碳的臨界溫度比傳統(tǒng)的氟利昂低，具有良好的單道升溫加熱操作性能，一次性將給水溫度提高到很高的程度，可獲得高溫熱水。在日本,二氧化碳熱泵,可以儲存熱水(65°C到90°C)是合適的,因為大量的熱水浴缸,因為有許多軟水地區(qū)和即使在高溫下由于礦物沉淀引起的結垢不太可能增長。此外，為室內空調開發(fā)的逆變器和控制技術，即使在50~80℃的升溫范圍內，也能實現穩(wěn)定的出水溫度。

除了性能改進之外，還引入了提高便捷性的功能。例如，一項利用微泡提高浴缸熱浴效率的技術，以及利用微泡清潔管道、增加淋浴壓力和利用銀離子抑制浴缸中細菌生長的功能。

工業(yè)熱泵

工業(yè)熱泵有各種各樣的應用，具有很大的溫度跨度。用某個特定的具體指標很難得到統(tǒng)計數據。日本的“熱泵和蓄熱技術中心”在2015年的試驗計算結果，在工業(yè)鍋爐總供熱熱量1530 TJ(太焦耳)中，熱泵可能輸出約440 TJ。在工業(yè)熱泵的現狀下，在IEA HPT（國際能源署的熱泵技術）附件48的不斷努力下收集的工業(yè)熱泵的應用可以總結如下。

在日本，工業(yè)熱泵主要作為生產工廠的設備，按應用數量由高到低依次應用于食品、機械、化工、電子、農業(yè)/漁業(yè)、造紙等行業(yè)。作為熱源，空氣熱源和同時冷熱兩用技術各占有約三分之一的市場份額。使用的制冷劑主要是R410A、CO2和R134a。作為介紹的結論，一次能源的消耗平均降低42%，平均CO2減排率為49%，表明減排效果顯著。盡管必要的供應溫度因現場和應用而異，有些熱泵可以產生最高達120°C左右的蒸汽。節(jié)能政策及對熱泵的影響

與熱泵相關的具體措施，包括引入高效空調和在工業(yè)部門引入工業(yè)熱泵(加熱和干燥)，在商業(yè)部門的商用熱泵技術的熱水器和制冷劑管理技術的引入，以及在家庭部門的“領跑者”Top Runner計劃的高效熱水器和設備節(jié)能性能的改進。在節(jié)能技術戰(zhàn)略中，“下一代熱泵系統(tǒng)”被定位為工業(yè)、國內、商業(yè)和交通運輸各個部門的橫向技術戰(zhàn)略。提出了按行業(yè)劃分的熱泵發(fā)展方向。作為各部門的獨立技術，促進了熱泵效率的提高和新型制冷劑的開發(fā)。按行業(yè)分，在工業(yè)領域推進煙氣利用系統(tǒng)和高溫熱泵的發(fā)展。在國內和商業(yè)部門，正在促進改進部件裝置、需求控制和響應功能以及新制冷劑的設備和系統(tǒng)的性能。在交通運輸領域，為下一代汽車開發(fā)熱泵正在得到推廣。

結論

房間空調在性能和功能上逐年提高，成為適合日本氣候和住房形式的產品。并繼續(xù)溫和增長。

工業(yè)熱泵有潛力產生高達440 TJ的熱泵產量，替代工業(yè)鍋爐，并在食品、機械、化學、電子、農業(yè)/漁業(yè)和造紙等行業(yè)有應用實例。未來的增長是可以預期的。

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