制冷技术日本的热泵市场和新技术发展趋势<日本空调采暖制冷信息〉特刊评述热泵市场是一种多样化的商业。各方都有它们自己的促使采用热泵的动力。活跃的市场需要根据市场的成熟程度而变化。同时，热泵技术正朝着不单利用电力而且不利用各种其它能源的方向发展。
本文综述了过去几年热泵市场，主要是日本市场和新技术发展领域的主要趋势。
市场概念在许多国家，热泵被看作为一种技术，它应当达到京都议定书所设定的减少co2的目标。这是政府鼓励采用热泵技术的重要原因之一。但是，与这个动力相关的还有热泵的其它环境方面的好处，诸如废热的产生少和较少使用枯竭的能源等。
鼓励采用热泵的另一个理由主要发生在一些具有更加成熟的市场情况的国家，那里存在冷却的需要。在夏季使用空调器会引起导致破坏电力负荷系数的高峰值负荷。热泵，特别在与蓄热系统组合在一起的时候，提供一个较高的需求水平。政府和公用事业单位都关心这个问题。
用以促进的后一个（但不是小的）理由明显的属于商业性的：即利润和一个增长的市场份额。制造商们自然地从增长的销售额得到好处，随着对能源市场控制的解除，热泵成为一种允许公用事业单位提供促使用户守法的额外服务的一种重要工具。
根据在一个特定国家中的热泵技术的发展阶段，虽然在一个国家里热泵市场并不需要是划一的，各个方面的作用是不同的。不同的产品/市场组合，例如住宅用的热泵热水器或在商业建筑物中用于供暖和冷却的热泵，可能处在完全不同的发展阶段。除市场状态之外，在市场上用以加速热泵渗透率的手段也是不同的。要对热泵市场概念给出通用的指南是困难的，虽然某些要素可以证明是存在于许多可能的方法中的。根据各方面的情况，必须对每种状况设计一个合适的市场概念。幸运的是，可以向别的国家的经验或者市场环节中学习。
曰本的促进活动由于空调器的电力消耗，日本的电力公用事业正面临着夏季的高峰荷需要问题。这促使日本政府与电力和燃气公用事业一起合作启动促进使用蓄热（与热泵组合在一起）和燃气驱动热泵的各种活动。这些促进方面的努力包括能给热泵所有者明显费用方面受益的一些补贴。
电力需要在日本，电力消耗每年在持续地增加。夏季的峰荷需要（其中空调占40）也在增加。使情况更为恶劣的是，峰荷期间和非峰荷期间的需要之差，对于每日需要和年度需要曲线来说，仍在不断上升。表示历年峰荷需要日的全天负荷曲线。在1965年，峰荷需要发生在冬季，而在1971年它转移到夏季。对日本的电力公用事业来说，这个峰荷需要变成一个非常严重的问题：负荷系数从50年代的70减少到90年代的5560以下（见）。这个非常低的负荷系数是日本电力价格相对高的原因之一。
促进曰本政府制订了一个针对把电力价格降低到和美国或欧洲相同水平的能源政策。这个政策的结果是成立了两个机构。能源对策促进内阁委员会和小组已经选择了在空调方面促进使用蓄热系统和燃气驱动热泵作为改进负荷系数和平衡负荷的措施之一。
日本的年度电力负荷系数的趋势表1热泵技术的促进措施并用各种补贴和支持措施进一步推广和促进这些系措施实施者用能源法令管理政府节能系统的减税系统政府冰蓄冷系统和燃气热泵的贷款系统政府冰蓄冷系统和燃气热泵的补贴系统（给系统所有者）政府冰蓄冷系统的补贴系统（给制造者）电力公用事业燃气驱动热泵的支持系统燃气公用事业热泵与蓄热结合的促进计划的资料汇总于表1.对于常规技术主要用规章（但没有补贴）来影响市场。
日本正在强制执行一项节能法律，不仅是因为峰荷需要问题，而且要达到减少二氧化碳的排放。常规技术的规章并不是一种市场措施，但却是一种推广应用具有能效的热泵的有效措施。
政府支助政府使用三种支持系统：减税、低息贷款和对系统所有人提供补贴（见表1）。过去倾向采用减税，但是现在补贴成为主要的方法。补贴系统是在1998年4月开始的。对冰蓄冷和燃气系统也采取了类似的措施。对于冰蓄冷系统，政府将对冰蓄冷系统买入价和常规系统的市场价之差的50予以信贷。
公用事业电力公用事业对冰蓄冷的为重要的支持系统包括给小型冰蓄系统的制造商以补贴。这些措施早在政府补贴系统开始前就采取了。电力公用事业对系统加以证明并决定以kW计的峰荷转移的多少。对第kW的峰荷转移给制造商的补贴为230~380美元。燃气公用事业对燃气驱动热泵使用不同的支持系统，诸如鉴定和性能评定。
电力和燃气公用事业在支持之间的差别应当是很小的，因此一种技术并不比另一种技术更加有所偏爱。这是重要的，因为电力公用事业决不销售包括冰蓄冷系统的热泵，而燃气公用事业不仅销售燃气且还销售燃气设备。因此，燃气公用事业在销售它们的燃气驱动热泵方面处于强有力的地位。
在销售热泵时，一个传统的问题是没有一个成熟的市场就没有成熟的系统设计，但是在不知道系统的性能时，市场的大小是无法预测的。特别是日本市场，有竞争力的系统（常规热泵），由于制造商的大量生产投资早已是成本低廉了，这是日本的情况和某些其它国家的情况之间重要的不同点。
由于不同的市场情况，并非所有给出的信息都适用于其它国家。但是，日本对新技术的促进计划，诸如蓄热系统和燃气驱动热泵，是增加热泵使用的明确的促进战略的一个良好例子。
热泵技术的新趋势近几年来，令商业界不断增加兴趣的吸附系统总随着非常熟悉的吸收技术或相对来说新的吸附技术而来的。
动机驱动的系统，它也使用热能但藉机械压缩而工作，并不包括在本文内。
吸收系统利用液体或盐类吸收工作流体蒸汽的能力。在吸收系统中，工作流体的压缩热力上从一个溶液系统中得到，该系统包括1台吸收器、1台溶液泵、1台发生器和1个膨胀阀。
吸附过程则不同。固体的吸附材料，代之以循环一种液体吸收介质，使用在随时间而切换功能的部件中。首先，它们从1台蒸发器吸附制冷剂，并排放热量到四周环境中直到充满容量为止。在第2步骤中，它们被加热以逐出制冷剂，它进入冷凝器供再次使用，直到完全重新再次发生为止。在这些系统中，溶液泵由一组切换阀所取代，它们交替地把吸附容器连接到蒸发器和冷凝器。
射流表面直接蒸发的水蒸气在吸附循环中被吸附反应器所吸附，而在解吸循环中从吸附反应器解吸的水蒸气则冷凝到喷淋水，因而不需要蒸气阀。
使用直接接触冷凝器和蒸发器的冰箱，其热力效率由于传热系数高而能够大大增加，也即减少了循环时间和压力降。
新循环的另一个应用是3级吸附1.2kW冷水机组（东京农业和技术大学）。它包括8台热交换器、1台冷凝器、1台蒸发器和3对吸附器/解吸器热交换器。系统有8个制冷剂阀和1个膨胀阀。
另一个值得注意的研究是由大阪燃气公司进行的开发使用乙醇/活性碳的低温输出吸附冷水机组（3X.一种特别的中等多孔碳（所谓‘超活性’碳）用来得到较高的效率。
结论为了渗透入较宽的市场，日本在得到较高效率、降低成本和高度紧凑性的吸附系统方面已经作出许多努力，迄今为止，答案已经应用到一些共生系统和化工厂。大的障碍是成本。采用直接接触冷凝器/蒸发器的吸附系统有望改进这个重要因素。一个新的循环，加上一个减压步骤，在40~50*C温度的较低进口热源扩大驱动制冷剂量是有相当吸引力的，它将扩展其应用可能。
姜尔宁摘自（上接第41页）材料是n型Bi-Sb合金，其中8531315在80K时的z值可以达到6.5xi3K―1.但目前还没有找到一种热电性能可与n型Bi-Sb合金相当的P型材料。好的P型材料在100K时，优值系数已降到2.0x1（T3K―1以下。
（3）HTSC高温超导材料的使用，使得制成150K温度以下的半导体制冷器成为可能。高温超导材料作为被动式P型臂与n型Bi-Sb合金组合的制冷电对可以达到近似n型材料的优值系数，即能达到6.0x1（T3K 1左右，这可以说为将来低温半导体制冷坚固耐用的发展开拓了一个新的领域。随着高温超导材料的发展，势必会使超导半导体制冷器的使用温区扩大（从目前的100K以下扩大到150K以下），使超导半导体制冷器的实用化道路越走越宽。
-Sb2Se3固溶体材料工作在普冷范围内，其优值系数的温度依赖关系较小，始终能够保持在3.0xl3K―左右，所以仍将是近期室温下好的半导体制冷材料。
后，还想简单的总结一下提高半导体制冷材料优值系数的方法，它应包括材料优化的物理原理和制造工艺两个方面。从物理原理方面来看，提高2值的方法可以有选择佳载流子浓度、增加材料的禁带宽度、提高载流子的迁移率与晶格热导率的比植（fx/）、改变材料的散射机构等，这些方法都是可以通过合适的搀杂来实现的；从制造工艺方面来看，可以采取降低材料的生长速率，并合理选择退火温度和退火时间来提高z值。
