Введение
С 1978 года, одновременно с быстрым ростом экономики и с необычайно быстрым ростом индустриализации и индустрии обслуживания, Китай переживает период быстрого развития урбанизации. Национальные пропорции урбанизации выросли с 17,9% в 1978 году до 46% в 2009, таким образом послужив причиной массового перемещения населения с сельской местности в города. С момента реформы и открытия возможностей, строительство и связанные с ним отрасли промышленности получили быстрый рост, параллельно с процессом урбанизации, и внесли важный вклад в развитие национальной экономики и общественного развития, улучшение уровня жизни городских и сельских жителей, а также в устойчивое развитие охраны окружающей среды в городах и селах.
К 2008 году в Китае уже было 40 миллиардов квадратных метров жилой площади в зданиях и будет введено еще 20 миллиардов к 2020 году. По прогнозам Китайской инженерной академии использование энергии в 2020 году достигнет 3,5 миллиардов тон в угольном эквиваленте. Так как тепловые насосы могут использоваться для отопления, охлаждения и горячего водоснабжения в строительной отрасли, и учитывая, что они рассматриваются в Китае как источники возобновляемой энергии, правительство оказывает значительную поддержку их использованию.
Тенденции развития рынка тепловых насосов
В Китае более чем 85% бытового кондиционирования осуществляется воздушными тепловыми насосами типа «воздух-воздух». График на рисунке 1 показывает рост количества использования бытовых кондиционеров в 100 семьях с 30 штук в 2001 году до 110 в 2009 году.
Первая причина кроется в том, что китайская экономика продолжает расти, все больше и больше людей хотят улучшить свои бытовые условия, с учетом того, что территория, которая нуждается в отоплении простирается на юге Китая, в то время как территория, которая больше нуждается в охлаждении лежит на севере.
Рисунок 1. Количество бытовых кондиционеров на 100 семей
Второй причиной является то, что требования государственных законов для различных типов воздушных кондиционеров и тепловых насосов обновляются очень быстро с тем, чтобы увеличить их минимальный СОР. В мае 2010 года правительство опубликовало последние требования к рабочим характеристикам для увеличения СОР кондиционеров и тепловых насосов, увеличив минимум с коэффициента 2,6 до 3,2. Минимальное требование в 2010 года это уровень В (средний уровень). Регулирующие законы:
- Минимальные допустимые значения эффективности использования энергии и уровни эффективности использования энергии для одиночных воздушных кондиционеров;
- Минимальные допустимые значения эффективности использования энергии и уровни эффективности использования энергии для комнатных воздушных кондиционеров;
- Минимальные допустимые значения эффективности использования энергии и уровни эффективности использования энергии для комнатных воздушных кондиционеров с регулируемой скоростью работы;
- Минимальные допустимые значения ОЧН (общей частичной нагрузки) и уровни эффективности использования энергии для объединенных в систему нескольких воздушных кондиционеров (тепловых насосов).
На рисунке 2 показано количество экспорта кондиционеров, увеличивающееся с 5,26 миллиона в 2001 году до 33 миллионов в 2007. В связи с экономическим кризисом экспорт снизился в 2008 и 2009 гг. В 2010 году экспорт, по предварительной оценке, достиг 30 миллионов.
Рисунок 2. Экспорт кондиционеров в Китае (млн/год)
Рисунок 3. Использование грунтовых тепловых насосов в Китае (млн кв.м/год)
Как видно из рисунка 3 в последние годы использование грунтовых тепловых насосов также растет быстрыми темпами. Эти системы продвигались правительством в три этапа. Первый этап это пилотные проекты. Министерство строительства (сейчас именуемое Министерством жилищного и городского-сельского развития) выбрало 369 пилотных проектов в разных частях страны и предоставило дотации в размере 4,5-7,5 долларов на квадратный метр. Вторым этапом стала городская демонстрация, которая началась в 2009 году и продолжается по сей день. Министерство выбрало 20 городов чтобы продемонстрировать технологию грунтовых тепловых насосов на городском уровне, а по последним новостям еще 15 городов были добавлены к программе в текущем 2010 году. Следующий этап по использованию грунтовых тепловых насосов должен стать обязательным этапом, в соответствии с которым здания, которые могли бы использовать возобновляемые источники энергии, должны будут делать это в обязательном порядке.
В ответ на инициативу страны, несколько министерств, комиссий и местные власти приняли соответствующие политики по сохранению энергии и энергетической эффективности строений. Многие города предоставляет специальные субсидии чтобы поощрить использование систем на грунтовых тепловых насосах. Например, в Пекине выпущены «Инструкция о развитии систем на грунтовых тепловых насосах» и «План по энергосбережению зданий», оба документа включают в себя использование тепловых насосов, в том числе и грунтовых. В Шеньяне местные законодательные акты требуют использование грунтовых тепловых насосов для систем отопления новых зданий.
Китайское государство поощряет использование солнечной и геотермальной энергии в новых и модернизируемых зданиях. Геотермальная энергия рассматривается как возобновляемый источник энергии согласно Китайскому Акту по возобновляемым источникам энергии. Геотермальные пилотные проекты получают специальные субсидии. Быстрое развитие строительства недвижимости, экономический рост и улучшение жилищных условий подразумевают, что рынок определенно получит взрывной рост уже в ближайшие годы.
Техническое направление развития тепловых насосов
Исследование рынка по вопросу какие аспекты являются наиболее значимыми для пользователей бытовых тепловых насосов и кондиционеров показало, что такие показатели как коэффициент качества работы (СОР), влияние на здоровье, производительность отопления/охлаждения, цена, профессиональный монтаж и сервисное обслуживание, дизайн, производимый шум и срок эксплуатации являются самыми важными. Это значит, что можно ожидать более быстрого развития тепловых насосов с высоким СОР, низким уровнем шума и с частотно-регулируемым электроприводом по сравнению с другими моделями.
Для систем на грунтовых тепловых насосах дизайн системы вероятно потребует, уже как стандартных, испытаний температурной характеристики и анализа пригодности, с использованием солнечной энергии или сохранением энергии, чтобы подвергнуть систему пиковой нагрузке, хотя тепловой насос будет работать в обычном режиме. В будущем грунтовые тепловые насосы могут также использоваться в других целях за рамками строительной отрасли, таких как тепличные хозяйства.
Ассоциации производителей тепловых насосов
В Китае существуют две влиятельных промышленных группы: это Китайская ассоциация производителей охлаждения и кондиционирования, которая фокусируется на производстве тепловых насосов, бытовые домашние кондиционеры, бытовые тепловые насосы и мощные модели «вода-вода» и «вода-воздух» также являются их главной производственной сферой, в то время как другая группа, именуемая Китайским комитетом по грунтовым тепловым насосам, специализируется на грунтовых системах в виде мощных тепловых насосов «вода-вода» и «вода-воздух» и их принадлежностей.
Китайский комитет по грунтовым тепловым насосам
Так как системы на грунтовых тепловых насосах в Китае развивались быстро, производители пришли к выводу, что увеличения одного только коэффициента качества работы (COP) недостаточно для достижения целей энергосбережения: системы должны также иметь хороший дизайн, конструкцию и комплектацию, что привело к формированию в 2007 году Китайского комитета по грунтовым тепловым насосам. Цель комитета - объединить производителей тепловых насосов, застройщиков, системщиков, дизайнеров и установщиков, с тем чтобы удостовериться, что каждая система на грунтовых тепловых насосах может выполнить поставленные перед ней энергетические задачи.
Заключение
Нет сомнений, что Китай крупнейший мировой рынок тепловых насосов. С улучшением материального благосостояния и увеличением уровня урбанизации китайское производство тепловых насосов будет расти ближайшие 10-15 лет. Системам на грунтовых тепловых насосах, как возобновляемым источникам энергии, отдается предпочтение в строительной отрасли. Ожидается, что с правительственной поддержкой и соответствующей политикой, суммарная площадь помещений , в которых отопление, охлаждение и горячее водоснабжение производится посредством грунтовых тепловых насосов, вырастет к 2020 году в 5-8 раз по сравнению с сегодняшним днем.