空气源热泵专家交流纪要–20220913

据金融时报报道，为应对俄罗斯天然气减供对电价的影响，欧盟委员会起草提案拟建议各成员国政府为包括风电、核电、煤电等在内的非天然气发电电价设置0.2欧元/kWh的限制，发电企业超出此电价限制外的收益将上交政府，用于在适时重新分配给用电公司与居民。在该政策背景下，一方面，非天然气发电企业将不再有强动力推动电价上涨；另一方面，高于限价部分的收益有望回归用电方，变相降低居民端用电成本。欧洲对非天然气发电电价的限制有望进一步推动空气源热泵需求高速增长，今天特邀行业资深专家给大家解读空气源热泵的原理和投资机会，有请专家！ 主讲嘉宾：某xx，高级工程师，国家注册设备师，1993年大学毕业后至今从事暖通空调专业设计30年，对这个行业的国家政策和设备应用动向以及发展前景有较深的了解 嘉宾观点 今天主要讲两个话题，一个是空气源热泵基本原理和产品构成，另一个是市场发展方向和前景。 在大家接触空气源热泵概念之前，接触最多的是家用分体空调和商场大型中央空调，以及冰箱、冷藏厂、冷链车、车用空调等等，所有的这些制冷都用的一个原理就是逆卡诺循环原理：压缩机把气态的制冷剂压缩为体积很小的高温高压气态，学过化学的都知道，压缩后分子之间距离缩短，类似几个人抱在一起，必然感觉热，这时候通过冷凝器向外散热（空气源空调就是把热量散发给室外大气），散热量达到一定程度后，制冷剂由气态转变为液态（跟水气液固转换是一个原理），丢失热量后的液态制冷剂通过膨胀阀有序释放进入蒸发器（就是我们家用空调的室内机），家中的空气吹过蒸发器，蒸发器内的液态制冷剂疯狂吸收空气中的热量，制冷剂又转化到了气态，气态制冷剂再次进入压缩机压缩，这就是一次完整的循环，能量守恒原理是：冷凝器散热量=蒸发器吸热量+压缩机耗电量。 冬季制热的时候，通过四通换向阀改变制冷剂流动方向，把室外机的换热器变为蒸发器，把原来室内空调机的换热器变为冷凝器。 讲到这里，大家基本弄明白了大概原理，没有四通换向阀改变制冷剂流向的我们称为单冷机，例如我们家中的冰箱，有四通换向阀的冬夏两用我们叫冷暖两用机，例如我们家中的家用空调。热泵这个名字的来源，就是利用空调逆卡诺循环原理，从空气、土壤等低品位热源转化额为高品位热，把这个循环过程用泵这 个比较形象的名词来形容（只制冷不制热的空调机就不叫热泵了，也可以理解成冷泵）。 从上述的基本构成看，分为：压缩机，冷凝器、膨胀阀、四通换向阀和蒸发器，冷凝器和蒸发器统称换热器相对低端容易做，主要零部件是膨胀阀和四通换向阀，主要上市公司就是三花智控，算是世界知名的一个品牌，出口量占比很高，业绩稳定，算是绩优白马股；知名的压缩机上市公司好像只有一个海立股份，主要生产小型压缩机转子压缩机，供冰箱和车用空调，小型热泵用的是转子压缩机,中型的热泵用的是涡旋压缩机，国内大的空调生产企业都有自己的子公司生产压缩机，格力家用空调用的子公司凌达压缩机1992年，凌达从美国Rotorex罗托力士引进转子式压缩机技术，逐步发展而来，现在基本国产化，美的用的美芝压缩机（转子压缩机为主），是美的与东芝合资公司生产的。盾安和申菱我百度了一下，热泵机组采用涡旋压缩机，基本进口为主。压缩机的核心技术还是掌握在欧美国家，类似汽车发动机一样，我们国内也在追赶。日本东芝1967年发明的转子压缩机，涡旋压缩机法国人谷轮1905年发明，1986年谷轮公司被美国艾默生收购，占到全球一半市场，在中国苏州等地设有工厂，日本等公司占有其余市场份额。我国的空调行业多数企业采用与日本合资形式学习日本技术，进步已经很大，大型制冷机还是被美国霸占。所以压缩机做为核心部件，没啥正宗上市公司。 空气源热泵产品分为制冷剂直接冷却（加热）用户端空气或制冷剂直接冷却 （加热）水，然后冷热水再通过水泵和水管输送到用户端，家用空调基本属于第一种，近年我国家装安装较为普遍一个室外机拖多个室内机，例如大金和日立等品牌也是一种，我们称为变制冷剂VRV多联机，南方城市冷暖两用，北方城市主要是夏季用和热电厂供热前几天和关闭后几天供暖。这种空气源热泵发展潜力很大，市场主要被日本品牌占领，我们国产主要有海信和美的两个品牌不错，海信这个业务暂时还不属于上市公司海信家电。那么第二种加热或冷却水之后，通过水泵输送到用户这种机型，又分小型一体化机型和商用中型机，商用中型的还需要客户自己配置循环水泵和膨胀罐等，小型一体化就是把循环水泵和膨胀罐等安装在一体化机器里面，前一阵子炒作大元泵业，大元泵业就是生产这种一体化机型的内置水泵，又叫屏蔽泵。当然了，大元水泵也生产其他行业用的特种水泵，属于水泵行业的技术龙头。 回到市场，我们都知道碳达峰这个概念，欧洲承诺2040年达到碳达峰，我国是2060年，就是减少二氧化碳排放量，传统供暖是燃烧化石原料，天然气也会化石原料，主要成分是甲烷，燃烧后主要产生二氧化碳和水，只是他没有污染而已。我们国内有三条线，第一是2016年开始供暖煤改电，主要针对城市郊区的农村，集中供暖辐射不到的地方，把烧煤烧柴高污染取暖改为空气源热泵（水机），当年还有国家补贴，现在好像没有了，但是改造并没有停止，本周四我还接到了当地的一个20万平方米的供暖招标，我看了标书，是我们当地热电厂负责的，采用的就是这种中型商用空气源热泵水机，未来逐步取消火电，火电没有了热电联产的集中供暖就没有了，估计都会采用这种形式；第二条线就是城市大楼空调，摒弃了传统的大型中央空调，一部分采用了空气源一拖多VRV商用空调非水机，一部分采用了空气源热泵水机，这种跟前面提到的煤改电用的机型一样；第三条线，城市大楼酒店和洗浴等用热水量大的，开始采用空气源热泵供应热水，具体技术细节这里就不展开讲了。 目前这种机型基本都被美国品牌霸占，看看品牌规定：等同或优于约克、开利、特灵、麦克维尔、天加等品牌，只提到了国产品牌南京天加，这种商用机型尽管以美国品牌为主，其实国内很多厂家都能生产，使用的也是美国涡旋压缩机，上市公司盾安环境，申菱环境，格力电器、美的集团，关键是销售团队起步较晚，影响了销量，美国几大品牌的生产线都在我们国内，销售团队起步早，而且趋于成熟，国产品牌只是这个业务占比较小，我比较看好申菱环境和盾安环境这种小一点的公司。其他规模更小的上市公司，突然公告要专注于空气源热泵业务的可能也会有，慢慢挖掘。 再说说国外，主要是欧美，大家都知道，欧美国家是资本主义制度，没有集中供暖，基本都是用户各自为政自己解决，他们采暖形式主要是小型户用壁挂炉烧天然气加热热水，热水循环散热器，还有就是电直接采暖，很多人预期炒作欧洲能源危机，没天然气了，采暖要大面积把天然气壁挂炉改成空气源热泵水机， 其实欧洲刚起步，也是想参考我国煤改电的效果，主要是空气源热泵供采暖水温不高，而且天气越冷效果越不好，空气源热泵由于供水温度不是太高，地暖更适合，而欧美还是以暖气片为主，直接换掉燃气壁挂炉容易，暖气片改造成地暖费用太高，从别人发的调研看，尽管销售增长百分比较高，主要是本来销售量就较小导致的，欧美处于起步尝试阶段。生活热水空气源热泵这个分支欧美用量较大，应有热泵热水机有20年的历史了，很多家庭有泳池，欧美泳池升温基本都采用的小型空气源一体机，厨房用的燃气热水器也有被空气源热泵热水器替代的趋势，所以原来就有燃气厨房热水器的万和电气，原来就有太阳能热水器电热水器燃气热水器等出口业务的万和电气和日出东方，现在也开展空气源热泵热水器研发销售，其他小型有类似业务的股票后续有可能被不断挖掘。 上图是某品牌户用热泵热水器现场安装图 商用空气源热泵热水供应：多台机组同时加热蓄热水箱，供应酒店或洗浴用热水，如果屋面有摆放太阳能集热管的条件，太阳能可同步辅助加热蓄热水箱热水。 再补充一个小知识，就是空调制冷剂，在全球环保的大前提下，制冷剂要求破坏臭氧层潜力值为零和全球变暖潜值（温室效应）要降到最低。我们国内机型采用的是410A为主（我国安全性要求高），欧美和日本认证的是R32，未来要改用R290，410A本身是由R32（二氟甲烷）和R125（五氟乙烷）组成的混合物，克服了R32的高压（各个零部件要求更高）和可燃性，R32的制冷能力好于R410A。以前采用的有机化合物卤代烃也就是氟利昂CFC破坏臭氧层被禁用，但是替代的这几款（HFC）虽然解决了破坏臭氧层问题，仍然会影响温室效应。R290是碳氢化合物（化学名称丙烷CH3CH2CH3），温室效应降到几乎忽略不计的数值，运行时临界压力是上述制冷剂中最小的，系统使用寿命更长，但是易燃易爆是他的缺点。截至目前他是未来普及的方向。未来瓶颈是R290批量生 产，碳氢化合物易燃易爆，还是有一定壁垒的。 结束语：在碳中和和碳达峰的大背景下，空气源热泵采暖和热水应用，能不能取代传统模式不好说，但是一定是一个重要选择形式之一，如果能不断技术进步，解决冬季严寒天气下热量衰减问题，发展前景一定广阔。 Q&A Q：空气能热泵能代替传统空调吗？ A：传统的制冷、供暖和热水是分开的。空调出现后，制冷和供暖逐渐结合在一起。当时也很流行。特别是在南方，空调供暖已成为大多数家庭的首选，因为没有供暖设备。当空气能源热泵出现时，空调的位置逐渐被取代。因为： 空调制冷的原理是压缩机将空气中的制冷剂压缩成高温高压的空气，并将其送到冷凝器冷却。冷却后，将液体制冷剂转化为中温高压，进入干燥瓶过滤除湿。中温液体制冷剂通过膨胀阀（节流部件）节流降低压力，成为低温低压气体和液体的混合物（多种液体）。它通过蒸发器蒸发空气中的热量，然后气体，然后返回压缩机继续压缩并继续循环冷却。然而，空调制冷的一个缺点是，空调中的核心物质氟在转移热量时会去除空气中的水分，因此长期吹风会加速皮肤表面的水分蒸发，导致口腔干燥和舌头干燥，导致身体不适。 空气能热泵制冷与空调制冷相似，也使用制冷剂。然而，当热泵机组进行冷却交换时，它们不仅依赖于制冷剂，而且还添加了水管，以水作为运输空调的空气的二级介质。在制冷模式下，热泵产生低温冷却水，冷却水沿管道移动到建筑物的每个末端。最终将冷水改为冷空气，并及时排出，以实现室内冷却。同时，由于冷空气完全改变了冷水，房间不会干燥，舒适性极好。这也是空气能热泵取代空调的第一个原因。 空调制热原理是空调制热时，在冷凝器和蒸发器中有一个四通阀使氟利昂的流动方向与制冷方向相反，以达到制热时室外吹冷风，室内机吹热风。然而，空调的热空气不仅会带走皮肤上的水分，而且由于热空气比冷空气轻，容易引起头热脚冷的情况，容易引起疾病，所以经常有人在吹空调热空气时感到头晕头痛。 而空气能热泵加热是通过冷凝器或蒸发器进行热交换，加热冷水，然后通过循环系统，将热水转移到建筑物中，最后通过加热端（地板加热、散热器、风机盘管等）来驱动压缩机工作，吸入空气中的低温热量，通过冷凝器或蒸发器进行热交换，加热冷水，然后通过循环系统将热水转移到建筑物中，最终通过加热端（地板加热、散热器、风机盘管等）满足用户的加热需求。美肯开发的变频超低温空气能源热泵可以在-38℃的低环温环境下加热强度，不惧天气，机组最高水温达到65℃，具有清洁环保、温暖舒适、高效节能等优点，这也是空气能源热泵成功取代空调的第二个原因。 最后一个原因是空气能量热泵可以满足制冷、供暖和热水的需要，而空调不能提供热水服务。空气能量热泵吸收空气中的低温热量，通过一系列交换后产生热水，如压缩机、冷凝器和蒸发器。这些热水可以输送到供暖的尽头，也可以输送到游泳池和喷嘴作为生活用水。 空气能热泵在制热和制冷方面优于空调，在功能上优于空调。因此，空气能热泵逐渐取代了暖通空调行业的传统空调，赢得了市场的青睐。