它山之石：日本的燃?xì)鉄岜脩?yīng)用市場報告
來源：原創(chuàng)瀏覽量：載入中...發(fā)布時間：2021.02.04
本文介紹了日本熱泵市場的典型產(chǎn)品——室內(nèi)空調(diào)機、商用空調(diào)機和家用熱泵熱水器在過去20年的出貨趨勢。介紹了近期產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢。此外，根據(jù)從HPT附件48活動中獲得的信息概述了工業(yè)熱泵的使用趨勢。最后，闡述了熱泵在日本節(jié)能政策中的作用以及節(jié)能技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略中按部門劃分的技術(shù)發(fā)展方向介紹日本的熱泵已經(jīng)發(fā)展成為符合日本氣候、住房風(fēng)格和生活方式的產(chǎn)品。有越來越多的房間空調(diào)的使用，單獨空調(diào)每個房間，可以使用加熱和冷卻，熱泵熱水器(生態(tài)友好型)使用二氧化碳制冷劑，可以在高溫度儲存熱水，建筑物內(nèi)連接到許多室內(nèi)單元的多臺空調(diào)。在工業(yè)使用領(lǐng)域，推廣工業(yè)熱泵是由“自然資源能源局”推行，未來的增長是可以預(yù)期的日本的氣候和熱泵。
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圖1顯示了東京的月平均、最高和最低溫度。夏季最高氣溫約32℃，冬季最低氣溫約溫度約為2℃。熱泵可以用于冷卻和加熱，高COP可以確保在這兩種用途。因此，供暖和制冷的房間空調(diào)已經(jīng)開發(fā)和商業(yè)化很長時間了，制冷和供暖的空調(diào)在20世紀(jì)80年代成為主流。此外，作為一種補償冷熱能力不平衡的技術(shù)，利用變頻器、電子膨脹閥和最優(yōu)系統(tǒng)控制的壓縮機變速技術(shù)不斷得到發(fā)展。它也適用于其他熱泵產(chǎn)品。
各產(chǎn)品的市場趨勢及特點:
下面介紹日本的代表性熱泵產(chǎn)品。它們包括室內(nèi)空調(diào)、商用空調(diào)、家用熱泵熱水器和工業(yè)熱泵.根據(jù)2014年日本“國內(nèi)事務(wù)與通訊部的統(tǒng)計局”進(jìn)行的一項調(diào)查，日本房間空調(diào)的普及率達(dá)到90%，每1000戶家庭擁有2723套空調(diào)。大約一半的家庭擁有3套以上的空調(diào)(2人以上的家庭)。房間空調(diào)出貨量為980萬臺/年(2018年)，如圖2所示，并繼續(xù)維持適度增長。
由于日本房間空調(diào)往往是在房屋建成后在每個房間安裝，所以安裝工作時不影響建筑的獨立機組和不影響房間布局的壁掛式室內(nèi)機是主流。
由于節(jié)能的作用，房間空調(diào)的用電量大大降低，領(lǐng)跑者（Top Runner Program）計劃始于1999年。從1999年到2009年，電力消耗顯著降低。然而，在過去的十年里，降低的速度減緩了。在制冷劑方面，從2011年到2013年，常規(guī)R410A升級為R32,-其GWP（Global warming potential）全球變暖潛能只有三分之一。
除了性能改進(jìn)之外，其他功能也得到了改進(jìn)。例如，一些濕度控制器具有不降低室溫的除濕功能，以及具有從外部空氣中吸收水分的非供水加濕功能，使房間加濕。此外，許多空調(diào)都有空氣凈化功能。除了自動清洗過濾器的功能外，還開發(fā)了自動清洗空調(diào)內(nèi)部的功能。智能識別房間里的人并僅通過加熱和冷卻必要區(qū)域來節(jié)省電力的技術(shù)，以及可單獨控制舒適度的吹氣技術(shù)，也在不斷進(jìn)步。在可操作性方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可以使用移動電話進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。
商用空調(diào)
自2001年首次使用開始，家用熱泵熱水器一直采用天然的CO2做制冷。二氧化碳的臨界溫度比傳統(tǒng)的氟利昂低，具有良好的單道升溫加熱操作性能，一次性將給水溫度提高到很高的程度，可獲得高溫?zé)崴?。在日?二氧化碳熱泵,可以儲存熱水(65°C到90°C)是合適的,因為大量的熱水浴缸,因為有許多軟水地區(qū)和即使在高溫下由于礦物沉淀引起的結(jié)垢不太可能增長。此外，為室內(nèi)空調(diào)開發(fā)的逆變器和控制技術(shù)，即使在50~80℃的升溫范圍內(nèi)，也能實現(xiàn)穩(wěn)定的出水溫度。
除了性能改進(jìn)之外，還引入了提高便捷性的功能。例如，一項利用微泡提高浴缸熱浴效率的技術(shù)，以及利用微泡清潔管道、增加淋浴壓力和利用銀離子抑制浴缸中細(xì)菌生長的功能。
工業(yè)熱泵
工業(yè)熱泵有各種各樣的應(yīng)用，具有很大的溫度跨度。用某個特定的具體指標(biāo)很難得到統(tǒng)計數(shù)據(jù)。日本的“熱泵和蓄熱技術(shù)中心”在2015年的試驗計算結(jié)果，在工業(yè)鍋爐總供熱熱量1530 TJ(太焦耳)中，熱泵可能輸出約440 TJ。在工業(yè)熱泵的現(xiàn)狀下，在IEA HPT（國際能源署的熱泵技術(shù)）附件48的不斷努力下收集的工業(yè)熱泵的應(yīng)用可以總結(jié)如下。
在日本，工業(yè)熱泵主要作為生產(chǎn)工廠的設(shè)備，按應(yīng)用數(shù)量由高到低依次應(yīng)用于食品、機械、化工、電子、農(nóng)業(yè)/漁業(yè)、造紙等行業(yè)。作為熱源，空氣熱源和同時冷熱兩用技術(shù)各占有約三分之一的市場份額。使用的制冷劑主要是R410A、CO2和R134a。作為介紹的結(jié)論，一次能源的消耗平均降低42%，平均CO2減排率為49%，表明減排效果顯著。盡管必要的供應(yīng)溫度因現(xiàn)場和應(yīng)用而異，有些熱泵可以產(chǎn)生最高達(dá)120°C左右的蒸汽。節(jié)能政策及對熱泵的影響
與熱泵相關(guān)的具體措施，包括引入高效空調(diào)和在工業(yè)部門引入工業(yè)熱泵(加熱和干燥)，在商業(yè)部門的商用熱泵技術(shù)的熱水器和制冷劑管理技術(shù)的引入，以及在家庭部門的“領(lǐng)跑者”Top Runner計劃的高效熱水器和設(shè)備節(jié)能性能的改進(jìn)。在節(jié)能技術(shù)戰(zhàn)略中，“下一代熱泵系統(tǒng)”被定位為工業(yè)、國內(nèi)、商業(yè)和交通運輸各個部門的橫向技術(shù)戰(zhàn)略。提出了按行業(yè)劃分的熱泵發(fā)展方向。作為各部門的獨立技術(shù)，促進(jìn)了熱泵效率的提高和新型制冷劑的開發(fā)。按行業(yè)分，在工業(yè)領(lǐng)域推進(jìn)煙氣利用系統(tǒng)和高溫?zé)岜玫陌l(fā)展。在國內(nèi)和商業(yè)部門，正在促進(jìn)改進(jìn)部件裝置、需求控制和響應(yīng)功能以及新制冷劑的設(shè)備和系統(tǒng)的性能。在交通運輸領(lǐng)域，為下一代汽車開發(fā)熱泵正在得到推廣。
結(jié)論
房間空調(diào)在性能和功能上逐年提高，成為適合日本氣候和住房形式的產(chǎn)品。并繼續(xù)溫和增長。
工業(yè)熱泵有潛力產(chǎn)生高達(dá)440 TJ的熱泵產(chǎn)量，替代工業(yè)鍋爐，并在食品、機械、化學(xué)、電子、農(nóng)業(yè)/漁業(yè)和造紙等行業(yè)有應(yīng)用實例。未來的增長是可以預(yù)期的。
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