空气源热泵行业深度（一）：高增的行业和产业链梳理

行业报告|行业专题研究 证券研究报告 2022年08月12日 家用电器 空气源热泵行业深度（一）：高增的行业和产业链梳理 作者： 分析师孙谦SAC执业证书编号：S1110521050004 分析师宗艳SAC执业证书编号：S1110522070002 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 行业评级：强于大市（维持评级）上次评级：强于大市 摘要 1.原理：节能&高效的加热器和空调替代方案 热泵是加热器和空调的更节能高效的替代方案；热泵技术追溯至近200年前，日本率先完成普及，国内“煤改电”背景下迎来发展。 2.产业链：已实现供应链国产化，主要应用于热水+采暖+烘干领域 1）零部件：当前国内热泵行业已实现供应链国产化，核心零部件均可在国内采购。同时，热泵压缩机、控制器、阀件等上游市场有 向头部企业集中趋势。例如控制器领域，麦格米特21年实现全线增长，其中热泵控制器出货增速超50%，市场份额明显提升，并通过与多家国内外芯片供应商达成战略合作应对缺芯问题。 2）整机制造：21年芯片短缺、原材料涨价、限产限电等多因素夹击下，中小企业发展举步维艰，“煤改电”政策东风下催生的一批 企业面临退市高潮。头部企业凭借在渠道、供应链等层面的多年积累，在上下游市场都拥有优先权和议价权。市场增量和小企业退出 后的市场空缺，为头部企业带来了进一步扩张空间。19-21年中国空气源行业主流品牌实力逐渐增强，推动行业集中度逐步提升。 3.规模：压力下保持增长，外销渠道有望迎来新增长点 1）多重压力下行业逆势保持增长：2021年国内空气源热泵行业受到了多重压力，但空气源热泵行业市场规模达到248.2亿元，同比增长22.87%；从整体热泵市场角度看，空气源热泵的占比五年持续提升，21年占比达95.8%。 2）分内外销看，空气源热泵以内销为主，内外销双线增长齐发力：其中，空气源热泵内销市场以供暖应用为主，热水市场保持较大 增幅；欧洲国家是国内主要出口地区且近10年最具成长性，政策利好支撑未来发展，对标国内空调出口&渗透率最高的挪威，空气源热泵外销存在较大的增长空间。 风险提示：宏观经济波动风险；房地产市场波动的风险；新冠疫情导致下游需求减弱的风险；原材料价格波动的风险。 目录 1.原理：节能&高效的加热器和空调替代方案 2.产业链：已实现供应链国产化，主要应用于热水+采暖+烘干领域 3.规模：压力下保持增长，外销渠道有望迎来新增长点 1 原理：节能&高效的加热器和空调替代方案 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明4 •热泵通过传递热量而不是产生热量来调节温度，传递的热量远远大于用于为系统供电的电量。每使用一单位电力所产生的热量称为性能系数(CoP)，如果热泵的CoP为3.0，那么 每消耗一单位电力，它就会产生三个单位的热量。由于热泵捕获环境中已经存在的热量，因此系统本身不会燃烧任何燃料，更不会排放二氧化碳。在供暖季节，热泵将热量从凉爽的室外转移到温暖的房子里；在制冷季节，热泵将热量从您的房屋转移到室外。 •热泵的构成：为了实现热泵循环，需要高温热交换器、低温热交换器和将热量从低温源传输到高温散热器的传热介质。目前，最常 见的设计涉及四个主要部件（蒸发器、冷凝器、压缩机和膨胀阀）+传热介质（制冷剂）。 •空气源热泵相比于空调的区别：1）在室内并不需要冷媒的通道，室内为热水管道，不存在冷媒泄露的风险，更加环保、安全。2）空 调吹的热风是从上往下吹，而热泵更多采取地暖和散热片的方式，热泵从地上往室内循环放热，消费者体感更舒适。 图：热泵工作原理 图：热泵比其他加热系统更有效 •全球热泵技术的发展 理论起源来自于英国科学家开尔文提出的首个热泵系统“热量倍增器”；随后在二战时期，美国开始将热泵技术用于采暖；在上世纪70-80年代热泵运行效率大幅提高，日本普及家用热泵空调。 •我国热泵技术的发展： 热泵萌芽期（2007年之前）1995-2005年，我国空调行业随着经济发展迎来机遇，热泵型空调产量逐年上升；2006年，国内专业热泵企业涌现，此时热泵产品在我国的渗透率仍较低（2007年空气源热泵热水器占我国家用热水器比重不足1%，同期日本70%）。 政策扶植期（2008-2017年）2008年起，空气源热泵得到国家政策支持，空气能行业以行业规范、技术创新撬动市场。例如，2008年《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》国家标准颁布施行，2009年《家用及类似用途热泵热水器》国家标准正式实施执行，2014年《热泵热水器压缩机》（GB/T29780-2013）正式实施，2017年空气源热泵技术成功入选国家重点节能低碳技术推广目录。同时，各级地方政府对 空气源热泵等节能环保项目在资金上给予补贴支持，进一步促进了空气源热泵产业的快速发展，大大拓展了空气源热泵的使用范围。 快速发展期（2018年至今）近年来，雾霾危害加剧+我国节能减排工作力度加强，促使空气源热泵的发展速度越来越快，空气源热泵成为“煤改电”背景下的重要替代品，进一步推动了空气源热泵行业的市场发展。 图：全球及我国热泵技术发展史 2 产业链：已实现供应链国产化，主要应用于热水+采暖+烘干领域 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明7 压缩机 功能：压缩机是空气源热泵中最核心的部件，为将低压气体提升为高压气体的机械装置，从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高 温高压的制冷剂气体，为制冷或采暖循环提供动力。 规模：在下游空气源热泵行业增长率达到近五年最高峰，出口市场迅猛增长的带动下，2021年，我国热泵压缩机市场全面复苏，全年销量366万台，同比+16.4%。 结构：容积式压缩机可细分为往复式（活塞式）、旋转式（转子式）、涡旋式、螺杆式四种。国内热泵用压缩机中转子式、涡旋式为主流，且21年二者销量规模分别+16%、+22%。 •从使用场景看：家用机组一般采用转子式，商用机组一般采用涡旋式和螺杆式。 •从应用领域看：转子式压缩机主要应用于热泵热水、热泵采暖，21年二者合计97%；涡旋式压缩机应用于热泵热水、热泵采暖，21年二者分别占比58%、33%；螺杆式压缩机基本用于热泵采暖。 代表企业：谷轮、三洋、美芝、大金、三菱、海立、汉钟等。新品应用：海立转子式热泵烘干专用压缩机，针对 烘干市场专业设计，突破现有转子压缩机能力，首 次实现大规格转子在烘干领域的应用。 图：2018-2021年我国热泵压缩机销售情况（万台） 366 16.4% 338 326 3.8% 314 -7.2% 370 360 350 340 330 320 310 300 290 280 2018201920202021 总销量同比 图：2020-2021年我国热泵压缩机行业细分应用销售情况（万台） 290.1 22% 250.95 16% 61.73 75.52 8% 0.0370.04 350 300 250 200 150 100 50 0 转子涡旋螺杆 20202021同比 20% 10% 0% -10% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 阀件图：2019-2021年我国空气源热泵用阀件销售 情况（万只） 图：2021年中国空气源热泵用阀件产品结构 3.3% 0.2%0.4% 27.0% 41.9% 27.1% （按内销量） 功能：1）节流降压，将来自冷凝器的中温高压液态制冷剂进行节流，以降低其温度和压力， 1200 1000 918 1095 60% 截止阀 使进入蒸发器的制冷剂成为饱和温度较低的湿蒸气，确保制冷剂在低温下沸腾；2）调节流量，根据制冷负荷和发动机转速的变化情况自动调节制冷剂流量，使制冷系统始终保持最适宜的制冷量；3）防止掖击和过热，根据蒸发器出口处温度控制制冷剂流量，确保制冷剂在蒸发器 800 600 400 200 0 799 -13.0% 37.1% 30% 0% -30% 四通换向阀 电子膨胀阀热力膨胀阀电磁阀 完全汽化，防止压缩机产生液击现象，防止制冷剂蒸气异常过热。 规模：受益于下游内销、出口需求双双提振，据产业在线，2021年空气源热泵用阀件国内销量约1095万只，全年同比增长37.1%。 结构：空气源热泵用阀件结构与商用空调用阀件较为一致，其中，截止阀/四通换向阀/电子膨胀阀分别占42%/27%/27%，合计96%。 代表企业：国内有三花智控、盾安环境等，海外有鹭宫、不二工机等。具体对比各重点企业 空气源热泵用阀件的产品分布，国产品牌产品线较全，外资品牌则更侧重于高附加值产品。 201920202021球阀 总销量同比 表：空气源热泵用阀件重点企业产品分布 换热器（蒸发器+冷凝器） 功能：1）蒸发器，将低温的冷凝液体与外界空气进行热交换，汽化吸热达到制冷效果，其中，空气源机组采用翅片蒸发器，水地源机组采用板式换热器。2）冷凝器，以很快的方式带动管子中的热量，把气体或蒸气转 变为液体，其中壳管式换热器对应常规热水机组，钛管式换热器对应泳池机组，套管换热器对应风冷模块机组。 种类 •翅片换热器技术成熟、应用广泛、性能稳定、耐腐蚀。我国暖通制冷行业中，家空体量较大，故翅片换热器需求规模大；商空领域其次；商用制冷、热泵领域规模相对较少。21年我国暖通制冷领域使用规模663.5亿元，同比 +11.4%；空气源热泵领域16.2亿元，同比+37.0%。 •微通道换热器较翅片换热器体积小、重量轻、换热效率高、制冷剂充注少、价格低、耐腐蚀。21年我国暖通制冷领域使用规模6.5亿元，同比+23.9%；热泵用0.9亿元，同比+16.2%。 •同轴套管换热器换热性能好、水流通道大、抗冻性好、耐脏耐堵，适合北方采暖用冷凝器、热泵热水机、水地源热泵。21年国内销额6亿元，同比 +15.4%，全部应用热泵领域。 •壳管换热器换热性能好、耐压强度高、耐脏耐堵、抗冻性能好，在北方商用采暖广泛运用。21年国内销额12.3亿元，同比+17.9%；空气源热泵领域2.4亿元，同比+9.1%。 •钎焊板式换热器较同轴套管换热器应用更广泛，可同时实现冷暖功能，广泛用于南方采暖、商空、商用制冷领域。21年国内销额8.6亿元，同比 +22.3%；热泵领域1.3亿元，同比+8.3%。 规模：2021年我国空气源热泵用换热器市场规模约27亿元，同比+34%。其中，翅片换热器占比超六成。 格局：空气源热泵用换热器行业品牌集中度不高，不同产品有差异化品牌格局与特征。 图：2019-2021年我国空气源热泵用换热器内销额（亿元） 27 21 20 34.0% -5.2% 30 25 20 15 10 5 0 201920202021 内销额同比 3.2% 22.4% 4.9% 60.5% 9.0% 图：2021年中国空气源热泵用换热器产品结构（按内销额） 翅片换热器壳管换热器 钎焊板式换热器同轴套管换热器微通道换热器 图：各品种换热器代表企业 60% 30% 0% -30% 商用变频控制器 规模：2021年空气源热泵采暖机组用需求29.3万只，同比+19.1%，下游规模+变频率提升带动需求增长。代表企业 1）整机/压缩机企业自配套（占比近90%）； 2）专业变频控制器厂家（占比约10%）：三花、儒竞、斑科、爱知、麦格米特等。 图：2019-2021年我国商用变频控制器销售情况（万只） 23 25 29 19.1% 6.5% 40 30 20 10 0 201920202021 需求量同比 25% 20% 15% 10% 5% 0% 当前国内热泵行业已实现供应链国产化，核心零部件均可在国内采购。同时，热泵压缩机、控制器、阀件等上游市场有向头部企业集中趋势。例如控制器领域，麦格米特21年实现全线增长，其中热泵控制器出货增速超50%，市场份额明显提升，并通过与多家国内外芯片供应商达成战略合作应对缺芯问题。 国内代表企业 1）空调企业：