【干货】空气源热泵的起源及发展概述

当下，空气源热泵凭借优越的节能减排功能，正快速发展，应用范围越来越广。那么，空气源热泵是如何发展起来的呢?了解空气源热泵发展历程，首先需要了解热泵工作原理。

顾名思义，热泵可以像“泵”一样，将无法直接利用的低位热能(如空气、土壤、水中所含的热量)转换为可以利用的高位热能，从而达到节约部分高位热能(如煤、燃气、油、电能等)的目的。空气源热泵即是以空气为低位热能的热泵设备。

一、　热泵&空气源热泵之起源

1824年，法国科学家卡诺提出卡诺循环理论，为热泵的发明奠定了理论基础。卡诺循环理论即分析热机的工作过程。卡诺循环包括四个步骤: 等温吸热， 绝热膨胀，等温放热，绝热压缩。理想气体从状态1(P1，V1，T1)等温吸热到状态2(P2，V2，T2)，再从状态2绝热膨胀到状态3(P3，V3，T3)，此后，从状态3等温放热到状态4(P4，V4，T4)，最后从状态4绝热压缩回到状态1。这种由两个等温过程和两个绝热过程所构成的循环称为卡诺循环。

1850年，英国科学家开尔文基于卡诺理论提出：冷冻装置可以用于加热。自此以后的半个多世纪，无数科学家对热泵进行研究。

1912年，瑞士苏黎世成功安装一套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，这是世界上第一套水源热泵系统，也是热泵装置迈向世界舞台的第一步。第一台热泵设备诞生以后，相应技术得到快速发展。在20世纪40年代到50年代，家用热泵、工业建筑用的热泵如热泵空调、热泵烘干机、工业热风机等产品开始进入市场。

二、热泵&空气源热泵之发展

进入70年代以后，由于能源危机的冲击，寻找新能源迫在眉睫，热泵的研究工作受到了许多发达国家和国际组织的重视，国际能源机构和欧共体均制定了热泵发展计划，有效地推动了热泵技术的发展。

21世纪以来，各国不断加大对热泵技术的研发力度，美、德、日、韩等国都发出专门官方指引，以推动热泵技术的社会应用。在此背景下，热泵除了用途不断开拓以外，技术也得到了长足发展，运用于电镀、巴氏消毒、屠宰、玻璃清洗、印染、水处理、工业建筑、医疗等行业中，逐渐成为前景光明和价值巨大的新能源之一。

空气，取之不尽、用之不竭，又随处可见，自然而然地，成为了热泵所能利用的低位热源的理想选择，空气源热泵由此而生。

空气源热泵是按照“逆卡诺”原理工作的，具体来说，就是“室外机”作为热交换器从室外空气吸热，加热低沸点工质(冷媒)并使其蒸发，冷媒蒸汽经由压缩机压缩升温进入水箱，将热量释放至其中的水并冷凝液化，随后节流降压降温回到室外的热交换器进入下一个循环。20世纪50年代，美国已经开始批量生产空气源热泵;80年代起，能源匮乏的日本开始大规模生产各种空气源热泵式空调器。同时，日本空气源热泵热水器还在家用热水器市场中取代了电热水器，占据了主导地位。

三、空气源热泵在中国

在中国，空气源热泵产业起步较晚。50年代，天津大学的学者开始研究热泵;60年代我国把热泵技术应用在暖通空调中;70年代末期爆发能源危机，热泵空调的发展和应用机遇来临;80年代初至90年代末我国暖通空调出现热泵热。当时，从国际上来看，热泵热水器已经是一个很成熟的技术了，但在国内来讲，热泵热水器的确还处于起步阶段，犹如初生的婴儿。20世纪90年代，中国建筑学会暖通空调委员会、中国制冷学会第五专业委员会主办的全国暖通空调制冷学术年会上专门增设了有关热泵的专项研讨。

2002年，中国建筑学会暖通空调委员会、中国制冷学会第五专业委员会于北京组织召开了世界第七次热泵大会(7th  IEAHeat  Pump  Conference ),空气源热水器登陆广东。

2007年，空气源热泵热水器占我国整体家用热水器市场1%不到，而在日本，同一时期该数据是70%。2008年起，空气源热泵得到了国家政策的支持，从“萌芽期”迅速迈入“少年期”。这一年，《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9月1日，《家用及类似用途热泵热水器》国家标准正式实施执行。2014年5月1日， 《热泵热水器压缩机》(GB/T29780-2013)正式实施之后，有关空气能热泵热水器的另一项强制性国家标准《热泵热水机(器)能源效率标识实施规则》(修订)也于2015年1月1日起开始实施。对此，相关专家指出，空气能行业正在以行业规范及技术的创新撬动市场。

有了标准，就有了行业的规范，热泵行业便可以持续健康发展。与此同时，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。由于空气源热泵具备节能、安全、安装便捷等优势，很快便普及到全国酒店、学校、工厂、体育馆等60℃以下的热水市场中。

而在近年，由于雾霾危害加剧和我国节能减排工作力度的加强，促使空气源热泵的发展速度越来越快，且受到有关部门的高度重视，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。

以2017年上半年为例，空气源热泵销售额达到39.93亿元，同比增长61.36%。其中，空气源热泵采暖销售额达到13.1亿元，同比增长达到1847.8%，其增长势头几乎不可阻挡。可以预见的是，由于国家政策的支持，以及自身节能、高效等优势，空气源热泵行业正步入一个黄金期。

近两年来我国空气源热泵市场增长迅速，其产品在生活热水、供暖和工农业烘干这三大领域实现了约185亿的市场总量。值得注意的是，产品在生活热水、供暖和工农业烘干这三大领域实现了约185亿的市场总量，若以空气源热泵设备终端市场成交价统计，2017年我国空气源热泵供热产业市场总体规模可达260-270亿元。

2018年2月12日，国家发展和改革委员会公告2018年第3号《国家重点节能低碳技术推广目录(2017年本，节能部分)》和《国家重点节能低碳技术推广目录(2017年本，节能部分)技术报告》，其中空气源热泵技术成功入选2017国家重点节能低碳技术推广目录，意味着空气源热泵技术进入新的阶段。进入2018年下半年之后，热泵家用机市场真正开始进入全年的销售旺季;商用机市场也将随着上半年的预热将进一步加快发展进程。