熱泵不生產(chǎn)熱，只是熱的搬運工
首先，我們先來(lái)科普下什么是熱泵，我們都知道水會(huì )往低處流，水泵的作用就是將水從低處送往高處。熱能同理，根據熱力學(xué)第二定律，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體。但不能反方向進(jìn)行。而熱泵的出現，則把不可能變成了現實(shí)。
熱泵本身并不生產(chǎn)熱，是熱量的搬運工，基于逆卡諾循環(huán)原理，用少量電能驅動(dòng)機組，通過(guò)熱泵系統中的工作介質(zhì)進(jìn)行變相循環(huán)，把低品位熱能吸收壓縮升溫后加以利用。狹義的熱泵指僅可以供熱方式工作的裝置，廣義的熱泵還包括冷暖空調等可以供熱和制冷兩種方式工作的裝置。熱泵用于供熱時(shí)性能一般用制熱系數（COP）來(lái)評價(jià)，COP是指從低溫物體傳到高溫物體的熱量與所需耗電量之比，通常熱泵制熱系數為3~4甚至更高，即消耗1單位電能可以獲得3~4倍熱能，因而，熱泵是一種實(shí)現能源高效利用的節能裝置。
熱泵按照熱源一般分為兩大類(lèi)：自然源熱泵，余熱源熱泵。自然源熱泵又細分為水地源熱泵、空氣源熱泵等。余熱源熱泵細分為工業(yè)余熱，城市余熱熱泵兩類(lèi)。具體細分如下圖。
我們再來(lái)簡(jiǎn)單講下熱泵的運行原理，熱泵機組一般由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節流器和其他輔助設備構成，吸收式熱泵用發(fā)生器和吸收器等組合實(shí)現壓縮機功能。熱泵的工作原理為“逆卡諾循環(huán)”：壓縮機排出的高溫高壓蒸汽進(jìn)入冷凝器，制冷劑蒸汽向高溫熱源放熱后被冷凝成液態(tài)制冷劑（液化），液態(tài)工質(zhì)經(jīng)節流裝置降壓膨脹后進(jìn)入蒸發(fā)器，汽液混合制冷劑在蒸發(fā)器中吸收低溫熱源（空氣、水、土壤、余熱等）的熱量蒸發(fā)形成蒸汽（汽化），制冷劑蒸汽重新被壓縮機吸入完成一個(gè)循環(huán)，周而復始制備熱能。這樣，將外界低溫熱源的熱量“泵”給溫度較高的用戶(hù)。
熱泵在生產(chǎn)生活中應用非常廣泛，如在建筑領(lǐng)域可用于建筑的采暖、制冷、制取生活熱水等；在工業(yè)領(lǐng)域可用作余熱的利用及制備工業(yè)蒸汽等；在農業(yè)領(lǐng)域也可用于大棚供暖、農產(chǎn)品烘干等多方面用途。
我國熱泵發(fā)展現狀
近日，由中國節能協(xié)會(huì )熱泵專(zhuān)業(yè)委員會(huì )和產(chǎn)業(yè)在線(xiàn)聯(lián)合編寫(xiě)的《中國熱泵產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2024）》發(fā)布，報告主要涵蓋了熱泵技術(shù)原理與應用前景、發(fā)展現狀、細分應用市場(chǎng)以及發(fā)展展望和建議等方面的內容，報告內容總結如下：
熱泵技術(shù)原理與應用前景：
1、定義與基本原理：熱泵是一種將低位熱源的熱能轉移到高位熱源的節能裝置，其基本原理是逆卡諾循環(huán)。
2、種類(lèi)與特點(diǎn)：包括空氣源熱泵、地源熱泵和廢熱源熱泵，各自具有不同的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。
3、應用：在建筑供暖、車(chē)用熱泵、熱水供應、工業(yè)生產(chǎn)和農業(yè)環(huán)境調控等領(lǐng)域都有廣泛應用。
4、在我國綠色低碳發(fā)展中的應用前景：在建筑、工業(yè)、農業(yè)等領(lǐng)域具有巨大的節能減排潛力，是實(shí)現碳中和的有效方式。
5、技術(shù)發(fā)展：注重低碳化研發(fā)和應用，包括發(fā)展新型低GWP熱泵制冷方式、嚴格制冷劑回收制度等；關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展包括壓縮機技術(shù)、熱泵多場(chǎng)景應用設備研發(fā)、低GWP工質(zhì)及相關(guān)技術(shù)研發(fā)、熱泵與蓄熱技術(shù)結合、熱泵供熱系統能效提升等。
熱泵供熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀：
1、總體規模：2023年總體熱泵行業(yè)全年總銷(xiāo)售額達331.0億元，同比增長(cháng)11.4%；空氣源熱泵產(chǎn)業(yè)全年銷(xiāo)售額達310.2億元，同比增長(cháng)11.9%。
2、內外銷(xiāo)規模：內銷(xiāo)市場(chǎng)規模為246.6億元，同比增長(cháng)18.7%；出口市場(chǎng)規模為63.6億元，同比下滑8.5%。
3、行業(yè)集中度：行業(yè)前三、前五和前十企業(yè)的市場(chǎng)占有率均呈現下滑趨勢。
4、區域規模結構：北方市場(chǎng)增長(cháng)較快，其中西北和東北仍有較大增長(cháng)潛力；南方市場(chǎng)中，華東、華中以及西南市場(chǎng)仍有拓展空間。
5、上游供應鏈：壓縮機、閥件、換熱器和變頻控制器等上游產(chǎn)品的市場(chǎng)規模和發(fā)展態(tài)勢各不相同。
6、就業(yè)人數：2023年熱泵行業(yè)為13.3萬(wàn)人提供了就業(yè)機會(huì )，預計2030年將為40萬(wàn)人提供就業(yè)機會(huì )。
為什么熱泵會(huì )備受關(guān)注
國際市場(chǎng)對熱泵技術(shù)的重視程度與日俱增，我國也出臺了多項支持鼓勵熱泵技術(shù)推廣應用的政策文件。為什么大家如此關(guān)注熱泵？熱泵技術(shù)又將在未來(lái)全球的綠色低碳轉型中發(fā)揮怎樣的作用？
國際市場(chǎng)對熱泵技術(shù)的重視程度與日俱增，我國也出臺了多項支持鼓勵熱泵技術(shù)推廣應用的政策文件。為什么大家如此關(guān)注熱泵？熱泵技術(shù)又將在未來(lái)全球的綠色低碳轉型中發(fā)揮怎樣的作用？
（1）熱泵是未來(lái)城市供熱脫碳的關(guān)鍵技術(shù)
我國化石能源消費中，有相當比例用于居民的供熱采暖，供熱碳排放也是我國全社會(huì )碳排放的重要構成。在北方農村分散式采暖、城市新建/改造區域的分布式采暖、非強制供暖地區分布式供暖、生活熱水供應等場(chǎng)景中，建筑的用熱需求均可以通過(guò) “熱泵+可再生能源電力”實(shí)現零碳供應。同時(shí)，熱泵因其節能高效的特點(diǎn)，在供熱運行費用方面較其他技術(shù)手段亦有其優(yōu)勢，并已獲得市場(chǎng)驗證。在全社會(huì )全領(lǐng)域節能降碳的時(shí)代背景下，熱泵技術(shù)的推廣應用將成為推進(jìn)建筑乃至城市供熱脫碳的關(guān)鍵技術(shù)路徑。 （2）熱泵技術(shù)的工業(yè)應用值得期待
工業(yè)是我國最主要的能耗與碳排放部門(mén)，而工業(yè)用熱的脫碳是工業(yè)部門(mén)實(shí)現碳達峰碳中和的難點(diǎn)痛點(diǎn)問(wèn)題。目前，眾多熱泵廠(chǎng)商均在探索熱泵技術(shù)在工業(yè)中的應用，如使用熱泵為工業(yè)生產(chǎn)提供蒸汽等，并已取得了良好的進(jìn)展，在釀酒、造紙、冶金等行業(yè)已有示范性應用。雖然高品位高負荷的高強度工業(yè)用熱需求現尚無(wú)法通過(guò)熱泵技術(shù)解決，但隨著(zhù)技術(shù)發(fā)展進(jìn)步，未來(lái)熱泵技術(shù)亦必將在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮更大作用，值得期待。 （3）熱泵符合未來(lái)用能電氣化發(fā)展的關(guān)鍵方向
雙碳背景下，化石能源退坡，以綠色電力為代表的的可再生能源將成為我國現代能源體系和新型電力系統的主體能源，終端用能的電氣化轉型是必然趨勢。熱泵通過(guò)消耗電力實(shí)現供熱，它的普及推廣有助于提升終端用能電氣化水平與綠電消納能力。如與儲能蓄能等方式相結合可增強電網(wǎng)的靈活性，進(jìn)一步支持電力系統脫碳。國際能源署（IEA）認為熱泵是碳中和目標下建筑電氣化最大機會(huì )。減碳潛力5億噸，相當于歐洲所有汽車(chē)改為新能源汽車(chē)的減碳潛力。
（4）熱泵有望成為我國新的綠色經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)
如前文所述，我國熱泵產(chǎn)量占全球50%左右，是世界上最大的熱泵生產(chǎn)國和出口國，在全球熱泵產(chǎn)業(yè)鏈中占據關(guān)鍵地位。一方面，大力推廣熱泵應用可拉動(dòng)促進(jìn)國內清潔供熱改造、設備更新等綠色投資激發(fā)經(jīng)濟活力。另一方面，大力發(fā)展熱泵產(chǎn)業(yè)可促進(jìn)貿易出口，在全世界如此重視熱泵技術(shù)的當下，熱泵產(chǎn)業(yè)有望成為繼風(fēng)電、光伏、新能源汽車(chē)后的下一個(gè)綠色經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)增長(cháng)極，助力我國的經(jīng)濟發(fā)展，打造新質(zhì)生產(chǎn)力。
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