1. 总述
本文叙述关于空气-水（ATW）热泵热水机组的全球发展概况。ATW 热泵收集空气中的热量作为空间供热的热水热源以及供应热水。热泵技术帮助我们节约石化燃料并减少污染。在许多国家里将采用热泵作为一种再生热源。受到节能和环保政策的支持，热泵市场已经获得很大的发展。
2017年全球ATW热泵的需求达到2.66×106台，较2016年继续增长。主要市场集中在中国、日本和欧洲。分别占全球市场的68.8%，16.8%和10.8%。
日本最早启动热泵的研究，已经在热泵技术方面积累了丰富的技术经验，因为他们在很早就开始研究采用热泵来储存热能并作为清洁能源。日本不仅建立了本国的Eco Cute（一种采用CO2作为制冷剂的热水器）市场，由于欧洲环境保护的需求大幅度增长，日本也在欧洲大幅度地扩大热泵市场。可以说日本技术已经培养了全球ATW热泵市场并对欧洲成熟的制热市场增添了新的活力。中国已经加速环境控制的步伐。受到”煤改电”政策的推动，在中国北方ATW热泵市场已经迅速发展。报告显示ATW热泵减轻了冬季的空气污染，给中国北方带来绿色天空。
ATW热泵不仅给我们生活带来舒适的热环境，而且也解决了燃烧石化燃料造成的环境问题。因此，它是非常有希望的家用、商业用和甚至工业用的设备。其市场将在未来继续发展。如德国ISH卫浴展那样的大型展览会有愈来愈多的ATW热泵产品正在展示说明不久将来将会产生一个大市场。
2. 主要市场
欧洲
JARN估计2017年欧洲ATW热泵市场达到287，000台，较去年增长12.1%。其中，法国约占54%，接下来是德国和意大利。这三个国家约占全欧洲ATW热泵市场的75%。
欧洲是一个相对成熟的取暖市场，该市场已经被石化燃料控制了很长时间。虽然包括由于经济情况呆滞造成的补贴下降、近期的油价下滑以及电费的增加等负面因素，欧洲的ATW 市场仍在继续发展。
即使近年来油价降低而个别地区经济复苏缓慢，许多欧洲国家给出政策来采用ATW热泵作为再生能源以推动环境保护。为了降低欧洲的碳排放，英国制定了再生能源的刺激计划（RHI），法国政府推出新建筑能耗规定RT2012，两者都促进了ATW热泵市场的发展。目前，德国的补贴相对其他欧洲国家是比较高的。法国的补贴和设备的价格连在一起的，并包括税收的回扣，即设备价格愈高，其反馈也愈高。
心理因素和近期的油价下降促使许多消费者希望继续采用锅炉。尽管热泵很难打入更新市场，他们可以向控制新家庭的市场方向发展。
对于日本ATW制造商来说，欧洲是他们全球经营战略中的非常重要的市场。虽然他们已经在这个市场中获得很大的成功，他们正部署进一步扩大欧洲取暖市场的销售量的战略。随着欧洲更严格的F-气体的管控，几家日本制造商已经在欧洲推出采用CO2制冷剂的Eco Cute ATW热泵。此外，他们正在推出采用R32制冷剂的ATW热泵。
许多著名的欧洲锅炉制造商也进入ATW热泵的经营活动中。许多欧洲取暖设备制造商和亚洲的空调制造商进行合作以生产ATW的室外机。
日本
日本具有一个成熟的具有长期销售历史的ATW热泵市场。根据日本制冷和空调工业协会（JRAIA）的统计，日本2017年ATW热泵市场达到437，000台，较上一年增加3.9%。
在2001年首次推出Eco Cute采用CO2制冷剂的家用ATW热泵的设计是仅仅为浴室和厨房提供热水的。然而，目前的已经出现为地板取暖服务的多功能Eco Cute热泵。至2018年1月Eco Cute热泵的累计生产量已经达到5.79×106台.在2015年7月进行的长期能源供应和需求预测报告中，预测至2030年总市场量将会达到14×106台.因此，Eco Cute热泵的未来总需求量会大大扩大.
日本制造商的目标不仅在欧洲的ATW热泵市场，而且还在澳洲市场，甚至包括美国市场。在商业领域中的Eco Cute机组的应用也在增长。
中国
中国推出煤改电的政策以减少空气污染问题，特别在中国北方。该政策已经有效地推动了ATW热泵市场的发展。JARN估计2017年中国市场的需求达到1.83×106台，较2016年增长41%。
中国市场正在继续增长，从北方扩大至南方。采用ATW热泵来取暖的民用建筑在增加。许多工商业设施也在采用ATW热泵以制取热水。
除了热泵专业企业外，中国的空调器大型企业也引领ATW热泵市场。近期他们正在开发变频ATW热泵。巨大的市场已经产生了许多大型制造商，他们正在寻找像欧洲那样的海外市场。在激烈的成本竞争以及对国外厂商不能享受补贴的情况下，国外厂商很难进入中国ATW热泵市场。
美国
2017年美国市场中带圆筒形容器的ATW热泵市场量是89，000台。美国市场中整体和分体的ATW热泵不是很普遍。
家用热水器市场的年销售量很大，而美国市场中热泵热水器（HPWH）的份额很小。
GE，Paloma，A.O.Smith，Air Generate，Electrolux，Bosch和Stiebel等厂商是主要品牌，他们中间许多厂商开始在中国发展贴牌生产（OEM）。
亚太地区
东南亚地区的家用ATW热泵市场还没有建立，但ATW热泵已经在该地区的展览会中开始展示。东南亚的许多国家尚处于开发中，他们需要重点放在经济发展和降低能耗等两个目标。这会敦促政府开始引入节能的热泵产品。如果制定了购买ATW热泵和更严格的环境控制等法规，可以预见热泵市场的实质性发展。
澳大利亚已经有世界上最严格的环境法规。作为替代电加热器的ATW热泵和Eco Cute热水器正在增长。
3. 发展趋势
R32成为主流
欧洲通过一项制冷剂的配额制度来加速制冷剂的替代。所有供暖通风空调制冷工业所用的制冷剂都受到配额制度的约束。在实施配额制度后R410A价格飞涨。如空调器那样，ATW热泵也面临配额制度。R32制冷剂的全球变暖潜值（GWP）仅为R410A的三分之一。替代后产生同样的热量，R32的充注量仅为R410A的四分之一。因此,几家公司正在开发采用R32的ATW热泵。然而，在大容量ATW中采用R32还存在一些技术困难。因为大部分欧洲国家禁止安装R32制冷剂充注量超过1.84kg的分体式ATW热泵。有几家公司已经将R290和CO2作为制冷剂。
用于热泵的压缩机
几乎所有型式的压缩机，包括往复式、回转式、涡旋式和螺杆式都已经采用于热泵。此外，并联涡旋和双级回转式压缩机已经用于热泵。这些产品在寒冷环境中可以达到90ºC冷凝温度来提供高温热水。
已经有愈来愈多的离心式热泵冷水机组采用于工业设施中。正在加速采用磁浮轴承的离心式热泵冷水机组。
寒冷气候下的强力供暖技术
日本制造商已经开发了在低室外温度下的高效且能提供具有优越的供暖性能的ATW热泵。这些ATW热泵能在室外温度低至－15ºC下提供热泵的额度容量。
已经开发融霜技术以改进低温情况下制热性能，包括蓄能、旁通供热和除霜管圈。其他可采用的技术包括闪气充注技术，使当室外温度很低的时候获得制热所需要的充足的制冷剂流量。
可逆型ATW热泵机型
目前已经有能提供兼有制热和制冷的可逆型ATW热泵的机型使在冬季和夏季都能提供最佳舒适性。
区域控制
某些ATW热泵能控制两个不同温度的热水以解决不同热负荷的需要。当不同的房间需要不同的温度时该机组能调节和保持两个不同热水温度。这种机制的另一项功能是两个区域的制冷控制。
组合式ATW热泵
已经开发ATW热泵和太阳能板组合在一起的组合式机组。这些机组能从太阳系统获得本机组消耗的电力达120%，并能考虑到房屋的所需的电力消耗，根据从太阳能板的输出来控制ATW热泵的能耗。
在如北欧那样寒冷地区，那里的室外温度可能低至－40ºC，可以选择带一台燃气锅炉的混合式ATW热泵机组。一台现成的燃气锅炉可以通过有效方法用作外加的热量。几家制造商已经开发允许机组和现有的锅炉结合起来使用的智能控制。当一台制热机组不运行时，另一台机组可以作为备机，这样可以防止制热机组完全停止运行。
智能型ATW热泵
有几家制造商能提供用于ATW热泵的智能云服务器来遥控制热和热水功能，包括能耗的监控。通过和云门（Cloud Portal）的连接，使用者可以遥控所有机组的功能。其优点包括节能、舒适、可从任何地点控制、提高效率和资源管理。
再生能源的快速增长已经产生电力的供应和需求之间的脱节问题。为了解决此问题，一台带智能网格控制功能的ATW热泵通过为热泵的智能网络整体建立一个统一接口可以使电力需求的响应更灵活机动。当接受到来自控制器的信号时，安装有此功能的ATW热泵能改变运行模式。
多样化的室内机
ATW室内热泵机组已经发展成多样化，形成带创新功能的各种型式。
用于寒冷冬季的地区基于辐射效应的不带主风扇的散热器能获得高的热量，能够在没有空气流动下保持舒适温度，采用非常小的功率和最低噪声的微型风扇能保持安静。
许多制造商也已经开发能提供制冷、制热和家用热水的一体化的机组。一体化室内机的特点是外形紧凑，减少安装费用和时间，节省空间容积和易于保养。
