耿惠彬编译自JARN2025年7月特刋678-S号
扩展应用场合
ATW热泵技术正迅速向多样化和系统化发展。产品设计越来越要求滿足不同需求。除了传统的分体式和单体式结构外,包括并联和水循环系统在内的新结构也逐渐进入市场,以满足不同建筑类型和不同用途的需求。
同时,ATW热泵的应用也从住宅供暖和热水供应扩展到游泳池供暖、公寓商业用水,以提高能源效率和脱碳效果。
有些热泵系统还包含了太阳能单元和贮能系统。
这一趋势表明,ATW热泵正从单一系统向智能化、低碳的综合能源解决方案发展,这将在全球能源转型中发挥越来越重要的作用。
水加热
在日本,热泵不仅广泛应用于家用热水领域,而且在酒店、餐饮等服务业中也发挥着重要作用。利用热泵加热水已成为全球脱碳实践模式之一。
在中国,ATW热泵最早的普及始于商业热水,特别是在长江三角洲地区这个中国经济最具活力和影响力的地区。这项技术随后迅速扩展到中国南方。这一发展过程充分证明了热泵技术在减少碳排放方面的重大贡献。
即使在美国,对商业热水的需求也在不断增长。在供暖、通风、空调和制冷(HVAC&R)展览会上,许多制造商展示他们的新热泵产品。特别是在积极贯彻环保政策的州,地方政府都在大力推广热泵产品。
欧洲大部分地区冬天都很冷,因此家庭供暖必不可少。然而,大量的热水通常不需要,因为主要的用途是淋浴。因此,欧洲ATW热泵市场主要包括仅用于空间供暖的产品,但也包括提供空间供暖和热水供应的型号。此外,在法国和德国等国家,仅提供热水供应的产品的需求正在增长。
以前,地暖产品在欧洲非常受欢迎,但也有一些客户选择了采暖散热器。在这些情况下,连接ATW热泵,与地板采暖相比,这种系统的销量相当低。
商业热水供应
在整个欧洲,ATW热泵在商业热水应用中的使用正在增加,尽管市场动态各不相同。安装了许多大容量ATW热泵,作为传统燃油锅炉的环保替代品。这些系统在中等规模的商业环境中变得越来越普遍,包括公寓大楼、酒店和医疗保健设施。特别是提供高温水的ATW热泵在餐馆、美容院和健身中心等场所越来越受欢迎,有助于其市场份额的持续增加。虽然大多数商用ATW热泵使用R410A或R32制冷剂,但使用二氧化碳生产高温水的Eco Cute 用热泵加热水的市场也在扩大。作为回应,制造商已经开始向市场推出小容量的Eco Cute系统。现在也引用ASHP和GSHP选项。
日本制造商率先推出了Eco Cute热水器,它利用二氧化碳制冷剂,特别适合北欧的寒冷气候。最初,这些小容量的Eco Cute型号在欧盟市场上的采用缓慢,受到诸如水质兼容性等因素的阻碍,而二氧化碳制冷剂高压管道的要求导致了更高的初始成本,但卓越的环境效益和系统的容量证明对产生高温热水是有利的。这项技术具有巨大的潜力。
区域特征
热水供暖系统是欧洲供暖传统的主要组成部分,由于气候和习俗的不同,每个地区对热泵系统都有不同的要求。
为了迎合这种多样性,制造商正在扩大其产品范围。欧洲市场分为三个气候区:温暖、寒冷和极寒。
图2 欧洲采用ATW热泵的三个气候区:温暖、寒冷和极寒区

意大利和西班牙所处的温暖地区对可逆式热泵的需求量很大,这种热泵能够供暖和冷却,使这些国家成为欧洲空调市场的中心。这些国家对分体式ATW热泵机组比较青睐,销售主要依靠空调器渠道。在奥地利和德国等较寒冷的地区,空调传统上不是必需品,但最近,气候变化开始推动市场扩张。在这些地区,室外单元对城市景观的审美影响是一个关键考虑,优质产品备受追捧。
最后,北欧国家冬季严寒,需要可靠的供暖解决方案。这些地区的ATW热泵必须在极冷的条件下可靠地运行,同时还要考虑美观。
欧洲的多样性也延伸到语言方面,有50多种语言在使用,24种官方语言在欧洲联盟(欧盟)得到承认。因此,热泵控制器必须提供多语言显示和指令。欧洲以外的制造商通常依靠其欧洲分支机构提供这些多语言服务。
寒冷气候的ATW热泵
从历史上看,ATW热泵的销售局限在寒冷的气候。应考虑的因素包括来自可替代供暖系统的竞争和在极冷条件下热泵性能的下降。然而,ATW技术的进步提供了较低温度下功能的改进,为传统上依赖化学燃料取暖的地区更广泛地采用热泵铺平了道路。
制造商已经开发出新的ATW热泵,此种热泵即使在严冬也能提供强劲的供暖和DHW生产。这些系统在温度低至-15°C时保持一定的效率,并在低至-28°C时保持可工作状态。
住房用容量更小的热泵
有鉴于欧盟通过《建筑节能指令》(EPBD)及其相关法规,全面重视建筑能效,欧洲的新建筑越来越多地采用超级隔热材料。这种增强的隔热意味着可减小ATW热泵的容量,供应较低温度的热水,可以为现代散热器和地板采暖系统提供足够的热量。例如,通常需要16 kW ATW热泵型号的家庭现在可能只需要8kW的型号,而制造商可能推荐5kW的型号。这样有利于制造商组织批量生产和降低商品价格,从而推广热泵产品的应用。
降低噪声
欧盟认为,噪声污染严重影响健康。欧洲大陆对控制噪声有严挌要求。制造商作出响应,提供更静音的产品。
奥地利、瑞士、德国以及其他一些国家都对热泵室外机组噪声提出了严格的要求,其中德国最为严格。在严寒的冬天,热泵室外机组的运转噪声更加引人注意。因此制造商要引用更高品质的压缩机,加強风机的低嗓声设计。顺便说一句,在这方面法国的要求就没有德国严挌。
ATW热泵智能化
一些制造商借助智能云服务提升ATW热泵,实现用户远程管理供暖和热水系统,包括监控能源使用情况。通过云门户,用户可从任何位置获取机组运行情况。这些门户提供的好处,包括能量调节,增加c远程可访问性,改进效率和达到优越的资源管理。
ATW热泵通过智能控制磨增加电网灵活性,并建立热泵进入智能电网的接口。
这些ATW热泵可以根据接收器信号进行操作,实时监测能源使用。
制冷剂问题
虽然R32制冷剂广泛用于ATW热泵,欧洲采用R290的也在增长,特别是在德国。由于其高安全性,R290越来越多地被应用在单体式系统中,正如许多贸易展览会展示的那样。然而缺乏经充分培训的安装人员降低了R290系统的市场份额。目前,R290 ATW热泵的欧洲市场份额估计为10%左右。同时,低全球变暖潜能值(GWP)制冷剂,如R454C,也引起了人们的注意,作为过渡选项。