與世界上其它國家相比，家用空氣能熱泵熱水器在日本的使用最為普及。外形小巧、結(jié)構(gòu)精致、技術(shù)領(lǐng)先和性能卓越是日本空氣能熱泵熱水器的最大特點，頗
受用戶青睞。以使用天然制冷劑(二氧化碳)的空氣能熱泵熱水器這一主要機型為例，近年來的需求量穩(wěn)步增長。二氧化碳氣體具有良好的安全性、化學穩(wěn)定性、對
環(huán)境無害、蒸發(fā)潛熱較大、單位容積制冷量相當高、良好的傳熱優(yōu)點，在水側(cè)以較大溫升的換熱過程中仍然保持較高的熱力效率，額定運行溫度一般可達到60攝氏
度，最高出水溫度可達90攝氏度。因此空氣能熱泵熱水器從開發(fā)之初就沒有局限在提供衛(wèi)生用熱水的應(yīng)用范圍，兼具采暖應(yīng)用功能。
在日本，用于采暖的空氣源低溫熱泵產(chǎn)品被稱為“熱泵鍋爐”。這類產(chǎn)品的最大優(yōu)勢是，在零下25攝氏度的環(huán)境下無需電輔助加熱或燃氣、燃油加熱，就能夠滿
足用戶采暖和生活熱水供應(yīng)的需求。如三洋公司開發(fā)的低溫型熱泵熱水器，在環(huán)境溫度為-25攝氏度的條件下，能效比可達3.75。由于具備優(yōu)異的低溫環(huán)境適
應(yīng)性，臭氧損耗潛值為零，全球變暖潛值(一種物質(zhì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)的一個指數(shù)，在100年的時間框架內(nèi)各種溫室氣體的溫室效應(yīng)對應(yīng)于相同效應(yīng)的二氧化碳的累計
輻射力，簡稱GWP)也很低，熱泵熱水器已經(jīng)成為熱泵鍋爐的主要幾種。最近幾年，隨著社會老齡化程度越來越高，人們對安全和環(huán)保的要求日趨迫切，全電子家
用電器的銷售量上升很快。在日本新近施工的住宅中，全電氣化住宅占了1/5，熱泵熱水器安裝使用較多。
熱泵熱水
器已經(jīng)逐漸成為日本熱泵市場備受關(guān)注的新產(chǎn)品，很多新建的小區(qū)和商用樓都把熱泵熱水器作為首選的家庭供熱中心。自2001年進入市場以來，銷售量持續(xù)上
升，2007年家庭普及率已達10%。受經(jīng)濟危機影響，2008年熱泵熱水器的銷售量雖與預(yù)期有一定差距，但仍超過51萬臺。按市場保有量計算，2008
年家用二氧化碳熱泵熱水器在日本市場累計售出約180萬臺。2010年銷售量約為80萬臺，累計將達到320萬臺。2011年產(chǎn)量達到100萬臺，累計銷
售量達520萬臺。據(jù)日本冷凍空調(diào)工業(yè)會2010年4月發(fā)布的報告，國內(nèi)家用空調(diào)出貨量同比大減27.8%，創(chuàng)下2009年11月以來最大下滑幅度，但熱
泵熱水器出貨量卻同比大增11.4%，真是冰火兩重天。隨著基數(shù)增大，近年來熱泵熱水器銷售增長率有所下降，但增長量的絕對趨勢仍然顯著。根據(jù)日本政府實
施的“無氣化家庭”的計劃，安裝熱泵熱水器的家庭要達到八成以上。加上通過智能小區(qū)建立的新型環(huán)保城市開發(fā)業(yè)務(wù)模式的推廣，勢必進一步推進熱泵熱水器的應(yīng)
用。
熱泵熱水器之所以能蓬勃興起，得到迅速發(fā)展，并引起全世界的廣泛關(guān)注，有三方面的原因：一是利用石化燃料、
電力以及其他能源來加熱水的能耗太高，占到家庭能耗的1/3以上。二是消費者認識的提高，對熱泵熱水器的安全性、通用性和經(jīng)濟性有了更進一步的了解。三是
針對二氧化碳熱泵熱水器上市場初期的銷售價格比使用氟碳制冷劑的熱泵熱水器高出數(shù)倍的現(xiàn)狀，日本政府實施了相當于產(chǎn)品銷售價格30%~40%的補貼政策，
以促進二氧化碳熱泵熱水器的銷售。有了政府的高額補貼，消費者購買的積極性空前高漲，市場被推動了起來。知道了政府的政策導(dǎo)向，企業(yè)才有可能投入大量的經(jīng)
費進行研發(fā)，與政府形成合力，共同推進行業(yè)的發(fā)展。
由于技術(shù)的壟斷性和高昂的價格，其他國家和地區(qū)主要用歐美主
流的氟碳熱泵熱水器技術(shù)。事實上，制造二氧化碳熱泵需要的原料種類和數(shù)量與現(xiàn)有的氟碳熱泵熱水器相差并不是很大，主要是二氧化碳熱泵熱水器前期研發(fā)的費用
需要分攤，制造費用遠高于大批量生產(chǎn)時水平，致使兩種產(chǎn)品的價格懸殊較大，影響了二氧化碳熱泵在其它國家的推廣和普及。然而，隨著二氧化碳熱泵技術(shù)的發(fā)展
和生產(chǎn)成本的下降，市場銷售價格也將逐漸隨之下降。另一方面由于對全球環(huán)境保護的要求越來越高，現(xiàn)有氟碳熱泵熱水器的制造成本也在上升。
造成二氧化碳熱泵整機和部件出口一段時間受阻還有一個重要的原因，那就是當時的二氧化碳跨臨界循環(huán)技術(shù)尚未成熟，處在應(yīng)用開發(fā)前期，仍存在技術(shù)和市場風
險，尤其是其他國家和地區(qū)還沒有發(fā)布相關(guān)安全標準。后來一系列技術(shù)標準的制定和頒布，為在世界范圍內(nèi)形成二氧化碳熱泵市場奠定了基礎(chǔ)。在增加了跨臨界二氧
化碳熱泵系統(tǒng)壓力安全要求內(nèi)容的歐盟標準EN378-2：2008于2008年5月正式發(fā)布后，解決了在歐盟地區(qū)銷售二氧化碳熱泵的標準問題。隨后發(fā)布的
還有制冷系統(tǒng)壓力安全國標標準ISO5149-2新版，也將超臨界狀態(tài)的二氧化碳制冷劑的壓力安全要求納入其中。另外，新版IEC60335-2-34標
準也增加了跨臨界二氧化碳壓縮機的安全要求。可以預(yù)料，在世界熱泵市場，日本的二氧化碳熱泵將越來越具有競爭力。
二氧化碳作為一種安全可靠的天然制冷劑，近幾年已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注，是公認的環(huán)保型自然制冷劑，有望成為21世紀理想的環(huán)保制冷劑之一。研究人員在
對二氧化碳跨臨界循環(huán)在熱泵干燥中的應(yīng)用進行研究后認為，熱泵系統(tǒng)同樣是在跨臨界條件下運行，二氧化碳在氣體冷卻器中較大溫度變化，正好適合于水的加熱，
從而使熱泵的效率增加，優(yōu)于傳統(tǒng)制冷劑(如R22)及現(xiàn)有的替代物(如R134a，R410A等)。二氧化碳跨臨界循環(huán)在熱泵干燥中應(yīng)用不僅能有效地減少
二氧化碳的排放，而且使熱泵的效率得到提高，具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。二氧化碳熱泵是日本最早投放市場的家用二氧化碳熱泵，與此同時歐洲也在從事這類產(chǎn)品
的開發(fā)。除了二氧化碳汽車空調(diào)之外，采用二氧化碳跨臨界循環(huán)技術(shù)的家用冰箱和商用冷藏冷凍設(shè)備等已經(jīng)投入市場多年，一些歐洲企業(yè)目前也在進行二氧化碳跨臨
界技術(shù)在熱泵應(yīng)用領(lǐng)域的研究開發(fā)工作。
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