热泵产业分析：产业链视角看国内热泵产业发展机遇

热泵产业分析：产业链视角看国内热泵产业发展机遇热泵：高效节能的热量收集装置热泵机组是整个系统的核心设备一套完整的热泵系统由热泵机组（又叫室外主机）、末端设备、输配系统和控制系统四部分组成。其中，热泵机组以压缩机为主，同时包括换热器、蒸发器、电子膨胀阀等零部件，是整个系统的核心设备。它遵循蒸气压缩的逆卡诺循环原理，低压冷媒汽化从空气、水源或土壤中吸收热量（热交换过程），经过压缩机的压缩变为高温高压气体，随后在换热器中液化释放大量热量，从而达到加热的效果（冷媒-水换热过程）。而冷却后的冷媒经电子膨胀阀释放压力后，又成为低压的液态，进入下一个循环。如此循环往复热泵机组就能提供源源不断的热水。热泵产生的热水通过输配系统（包括水泵、缓冲水箱、水管、分集水器等）与各种末端设备（包括风机盘管、地暖、散热片等）相连，就能解决生活热水、采暖等问题。制热系数COP是衡量热泵性能的重要指标由以上工作原理可知，热泵通过消耗少量电能带动冷媒的循环（“汽化-液化”），整个循环过程是能量转移的过程（从空气、水、土壤中收集并转移到水中），不是能量转换的过程（没有通过电加热元件加热热水）。这是热泵与电加热装置、燃气锅炉的本质区别，也是热泵高效节能的所在，它能够提供的热量超过自身所消耗的电能。制热系数COP是衡量热泵性能的重要指标，COP=制热量/输入功率。随着相关技术的不断改进，目前热泵主机的制热系数COP通常在3-4，即消耗1kw的电能，能够从空气中吸收2-3kw的热能，最终得到3-4kw的热能。而传统的电热水器、燃气锅炉等设备则因为能量转换的过程中存在损失，其COP不超过1。换言之，在相同条件下加热同样温度的水，热泵的用电量仅是电热水器的1/4-1/3，即费用为电热水器的1/4-1/3。核心零部件：配套齐全，但高端产品国产化率提升空间较大压缩机：中低端产能充裕，高端依赖进口热泵机组的“心脏”，技术含量高压缩机在很大程度上决定着热泵机组的性能以及整套产品的使用效果。热泵机组中，压缩机负责带动冷媒的循环流动，每完成一次循环，热泵机组就借助冷媒的蒸发吸热、冷凝发热完成一次热量转移。即若假定冷媒的单位“载热量”恒定，则压缩机的运行效率越高，冷媒的流动速度越快，热泵机组从空气中获取的热量也就越多。压缩机的性能参数众多，其中匹数和制热量最为常用。匹数（HP）指压缩机的额定功率，1HP=0.735kw，即1匹压缩机在额定工况下运行1小时耗电0.735度（kwh）；制热量指热泵单位时间内产生的热量，单位为kw。制热量与匹数之比即为压缩机的制热系数COP，比值越大，压缩机运行效率越高。根据欧洲热泵协会，通常热泵压缩机的COP为3-4，所以1匹压缩机的制热量在2.2-2.9kw；实际应用中，通过将制热量与采暖面积或热水出水量进行换算，最终得到1匹压缩机的适用采暖面积通常在15-20个平方。但这一换算比例并不绝对，或受室内外温差、房间保温性能等多种因素的影响。热泵采暖市场兴起，涡旋压缩机优先受益热泵常用的压缩机有转子压缩机和涡旋压缩机。两者的区别主要在于压缩机在不同运行功率下的能效比。涡旋压缩机在高速高负荷运转时能效高，而在低速低负荷运转时能效衰减明显，低于转子压缩机。转子压缩机则在高速和低速运转时能效变化都不大，故通常用于小功率产品。因而业内3HP以下一般采用转子式压缩机，成本更低；3HP～10HP一般采用涡旋式压缩机，效率更高。根据中国节能协会的数据，2021年国内热泵压缩机销量约365.7万台，同比+16.4%。分品类看，2021年转子压缩机290万台，同比+15.6%，市场占比79.3%；涡旋压缩机75.5万台，同比+22%，市场占比20.6%。转子和涡旋压缩机占到国内热泵压缩机市场的99.9%。两种压缩机适用不同的应用领域。热泵可用于采暖、热水和烘干等领域，涡旋压缩机更适合高负荷低衰减的应用场景，所以它主要应用于商用热水（如酒店热水供应）和采暖（如热泵两联供、区域供暖），而转子压缩机则通常用于家用热水（如空气能热水器），其次为家用采暖（如热泵热风机等）。欧洲热泵采暖市场崛起，涡旋压缩机生产销售更加受益。2016-2020年欧洲涡旋压缩机总销量规模稳定在100万台左右，而2021年受到能源价格以及天然气价格增长影响，欧洲热泵产品热销，带动欧洲涡旋压缩机市场规模创下近五年新高，达到117万台，同比+21.9%；

今年上半年德国、芬兰的热泵安装量分别同比+25%/+80%。转子压缩机基本实现国产化，涡旋压缩机仍以外资为主转子压缩机基本实现国产化。正如前文所述，小功率（通常指3HP以下）热泵机组一般采用转子压缩机，而转子压缩机随着中国空调产业一同成长，先后完成了国产化、国际化，白电企业美的、格力自建了庞大的转子压缩机产能。所以普通热泵机组通常采用普通空调的转子压缩机。涡旋压缩机长期为外资寡头垄断，目前仍以美系、日系品牌为主。常用的涡旋压缩机品牌有艾默生（谷轮）、江森自控日立、大金、丹佛斯、松下。根据产业在线数据，2021年这五大外资品牌的中国市场占有率为83.74%，其中艾默生（谷轮）压缩机以可靠性、高效而闻名。虽然国产品牌相对来说落于下风。国产涡旋压缩机的可靠性、稳定性以及产品线丰富性不及美系、日系品牌，主要系以下两方面原因长期积累的结果。1）涡旋压缩机的核心零部件属于精密结构件，其原创设计及加工技术曾受限于国外的专利保护，国产涡旋压缩机起步相对较晚。涡旋压缩机的各个结构和组成部件中，涡旋盘为最主要的核心部件，其表面多呈曲面形状，制造时需要高精度的设备及精确装配技术。加之专利的保护，2010年前国内企业无法涉足该领域。国产涡旋压缩机的产业化始于2013年前后，落后美国、日本30-40年。上世纪70年代末美国开始出现系列化涡旋压缩机产品，完成从理论到产品的跨越。上世纪80年代日本企业完成涡旋压缩机的产业化，日立、松下先后量产空调涡旋压缩机。而同时期国内还仅停留在理论研究层面，一直未实现产业化。2）下游客户粘性高，供应链体系较难突破。对下游整机客户而言压缩机的能效和可靠性更为重要，而对成本敏感度相对较低。外资品牌在多年生产经营过程中与客户形成了长期稳定的供货关系，在设计生产磨合、与整机其他部件的协同、供应链认证等方面仍有着明显的先发优势。虽然近些年国产品牌的市场地位有所提升，但在产品研发、品质管控和客户开发等方面仍需要时间的积累。换热器：种类繁多市场分散，选型用料是关键换热器又称热交换器，对热泵的制热和制冷都是必不可少的存在。换热器使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，热泵机组中的蒸发器、冷凝器均属换热器，仅热量传递方向不同。制热模式下，冷媒从空气中吸收热量，在蒸发器中汽化，进而在冷凝器中液化快速放热。换热器按形状和结构又可分为管式换热器、板式换热器、扩展表面式（翅片管式、板翅式、管带式）换热器和再生式换热器等。其中，蒸发器大多采用翅片管式换热器，它主要由盘管和翅片组成。翅片主要作用为增加换热面积，往往盘绕在盘管表面，通常呈U型以适配壳体。同时，为加快空气流经蒸发器，提高换热效率，蒸发器前方还配有外机风扇。冷凝器种类较多，通常采用板式换热器和管式换热器，两者各有优劣，根据应用场景来选型配置即可。管式换热器的结构坚固、处理能力大、适应性强、生产成本较低，并且在高温高压下也能适用，故被广泛应用于泳池热泵、商用热水热泵、我国北方工程采暖热泵等。而板式换热器的优势为：1）结构紧凑，单位体积内的换热面积是管式的2~5倍，实现同样换热量的体积只需管式换热器的1/5左右，占地面积小；2）换热系数高，流体在板式换热器内三维流动，换热效率通常被认为是管式换热器的3-5倍。故板式换热器尤为适合家用场景，譬如国内的热泵两联供产品。2021年国内热泵换热器市场规模约26.8亿元，同比+34%。其中翅片换热器约16.2亿元，市场占比58%，其次是管式换热器8.4亿元，市场占比34%。不过需要指出的是，板式换热器在我国南方采暖市场的应用广泛，受益于下游应用市场规模的增长，板式换热器的发展前景广阔。应用领域的广泛以及需求的多样性决定了换热器行业定制化生产的特点，所以各细分市场的规模不大，并且都有各自的品牌格局或特征。总体来说，根据中国节能协会，2021年我国翅片管式换热器以整机厂商自配套为主（占到70%以上），美的、格力都建有庞大的翅片管式换热器的产能，呈现“2+X”的市场格局。管式换热器的玩家众多，但以地方性企业为主，规模小，缺乏自主研发能力，与整机厂商大多采用“来图加工”的合作模式。因此管式换热器的生产企业集中在江浙和广东地区，如浙江英特、杭州沈氏。板式换热器在国内热泵领域的应用较晚，生产企业仍以外资企业为主，如丹弗斯、舒瑞普等。水泵：技术门槛相对偏低，国产化替代进行时近年来随着国内热泵两联供零售市场的快速兴起，水泵在采暖系统中的重要性逐渐凸显。热泵两联供都是采用封闭水路循环系统，以热泵机组+地暖为例，热泵机组加热的热水持续在地暖管道中循环，凭借热水的热辐射给室内输送稳定的热量。因而水泵在系统中的作用主要为补水、循环、增压，以及解决系统中的水循环流动时的动力问题。相比于普通水泵，热泵采暖用水泵（又称循环泵）的特殊之处在于24小时持续运行，同时根据室内温度的变化调节负荷，即地暖管路中水的流量。以国内和欧洲热泵采暖系统为例，国内采暖系统循环泵大部分时间运行在总负荷的60%～80%，而欧洲则要求循环泵运行负荷更多集中在50%以下。在品牌方面，外资品牌占据市场尤其是零售渠道主要份额，而国产循环泵主攻中低端市场和工程采暖市场。以国内市场为例，根据产业在线数据，重点布局零售渠道的热泵两联供产品主要选用丹麦格兰富和德国威乐的循环泵，2021年合计占热泵两联供这一细分市场近70%市占率。而在工程采暖市场和中低端市场，整机厂商或渠道安装方的成本敏感度较高，通常选用国产品牌，如新沪、新界、凯泉、南方、利欧等。整机厂商：响应市场变化，紧抓市场机遇根据产业在线数据，今年上半年国内热泵行业销售规模近72亿元，同比+29.5%。其中内销市场规模37亿元，同比+6.8%；外销市场规模35亿元，同比+68.2%。2021年以来出口市场持续高增长，逐渐成为产业发展的新动能。国内市场：从政策红利转向需求驱动，开启品牌化之路处于早期发展阶段，结构性增长为主从应用市场看，2022H1国内采暖市场表现相对亮眼。上半年国内热泵销售规模37.4亿元，同比+6.8%。其中采暖市场（户式采暖、商用采暖）10.8亿元，同比+22.7%。从近几年的发展来看，采暖在行业中的份额呈明显扩大趋势。中国节能协会的一组数据显示，2015年采暖市场的份额约6%，热水市场占据主导地位。但是到了2021年，采暖市场份额已经反超热水市场，达到49.7%。品牌格局分散是阶段性现象，洗牌在所难免根据应用场景不同，国内热泵市场可以进一步拆分为家用热水、商用热水、家用采暖和商用采暖4个细分市场。细分市场众多，并且都有各自的商业模式、成长驱动力、渠道特征，当下热泵市场总体呈现竞争格局较为分散的态势。1）商用热水和商用采暖：带有周期属性，发展滞缓，竞争激烈。商用热水和商用采暖的客户主要为酒店、学校、政府机关、农村活动中心等，并且参与北方煤改电市场的招投标。受政策红利褪去影响，2020年以来商用热水、采暖市场发展滞缓，并且以中小项目为主。总体而言，中小热泵企业是主要玩家，市场集中度不高，竞争较为激烈，项目利润率走低大势所趋。2）家用热水：起步早，格局已定，集中度高。家用热水的主力产品是空气能热水器，为国内最早商业化落地的热泵产品。2000年后空气能热水器引入国内，随后国内几家专业生产空气源热泵热水器的企业诞生。但由于环境适应性较弱、水箱占地面积大、价格高等原因，空气能热水器在国内仍属于小众市场。目前家用热水市场仍以新房市场为主，受近2年来国内新房销售放缓的拖累，行业增长动力不足，因而部分中小企业相继退出该细分市场。根据中怡康数据，2021年空气能热水器线上品牌39个，线下品牌27个。同时，空气能热水器头部品牌市场集中度较高，市占率相对平稳。2021年CR3=73.4%，CR5=86.6%,其中海尔、美的是主要玩家，传统热水器品牌如东方日出、AO史密斯在区域市场拥有一定话语权。3）家用采暖：需求导向，产品驱动。家用采暖按区域分为南方采暖和北方采暖两大类。由于北方集中供暖系统发达，故北方采暖市场主要受北方煤改电政策的驱动，且以工程招标形式居多。而南方采暖市场的成长逻辑主要为消费升级，以“舒适性”为最大买点，本质上是2C业务。从产品来看，北方采暖市场以热泵热风机为主，其次为大功率（8HP以上）的户式水机；

而南方采暖市场则以小功率（8HP以下）的热泵两联供机组（户式水机和天氟地水）为主。2021年热风机19亿元，同比+3.6%；户水煤改电9.21亿元，同比-6%；户水零售28.94亿元，同比+41%；天氟地水10亿元，同比+42%。2021年户水零售、天氟地水的市场规模总和首次超过热风机和户水煤改电之和。两联供零售市场成为目前行业中较具增长潜力的细分市场，2020年行业出现品牌扩容。据艾肯网的统计，2021年入局热泵两联供的主流品牌多达26个，覆盖欧美、国产、日韩和合资。从品牌格局来看，美系四大品牌（约克、开利、特灵、麦克维尔）在热泵两联供市场上仍占有主导地位。这主要是因为美系品牌推动户式水机在国内的小型化发展，符合以商品房为主的国情。出口市场：OEM代工为主，格局相对分散热泵出口企业主要分三类：1）制冷空调企业包括美的、格力等；2）太阳能或热水器企业如太阳雨、四季沐歌和力若瑞特等；3）专业从事空气源热泵产品的企业，如纽恩泰、中广欧特斯、芬尼克兹、派沃、中科福德和同益等，多为北方煤改电工程的早期参与者，并积累了相对丰富的产品开发经验。最近十几年间，国内热泵企业通过掌握直流变频压缩机等控制技术，依托产业链一体化能力，在核心技术与成本上已经具备竞争优势。且随着中国节能环保能效指标的不断迭代，中国企业所生产的产品在技术指标上已开始部分领先于欧洲、日本等地的竞争对手，并逐步成为欧美等海外市场的主要设备提供商。基于欧洲节能制冷及取暖需求的提升，我们预计未来中国热泵龙头企业的全球份额有望不断提升。从出口产品维度来看，中国企业以出口空气源热泵为主，而水源和地源热泵市场由欧盟企业主导。近年来，主要热泵参与者之间发生了一些重大整合。2016年，美的收购了意大利Clivet集团80%的股权；2019年，海信收购斯洛文尼亚Gorenje95.42%的股权，进一步帮助中国企业打开欧洲市场。从业务模式来看，中国热泵企业主要以OEM的形式参与欧洲市场。根据产业在线数据，2021年芬尼克兹（PHNIX）以近25%的出口份额居行业第一，其50%以上的产品出口到欧洲、北美、中东、澳大利亚、南美、非洲等地区，主要以OEM/ODM方式与客户合作。公司专注于生产销售热泵产品，成立于2002年4月，出口主销产品包括4大类、10个系列的热泵相关产品，应用于游泳池热泵、房屋供暖和制冷热泵、家用水热泵等。经过13年的研究和进步，芬尼克兹已经掌握较为成熟的变频技术，应用于旗下不同类别的热泵产品，提升能效性能，带来节能效益。根据芬尼克兹官网，50%的芬尼克兹热泵产品使用R32作为制冷剂，并于2021年开发出应用新冷媒R290的热泵产品。同时，公司产品的音、智能控制、广泛的温度范围（可-25℃下稳定运行，COP值达到4.2）等技术指标较为领先。欧洲“寒冬”将至，国内产业链迎来新一轮发展机遇期短期看，承接欧洲外溢需求，整机厂商迎来发展小高峰22H1欧洲热泵市场逆势增长，设备组件紧缺。持续的俄乌冲突让欧洲国家深陷能源危机与高通胀，经济活动连续遇冷。然而，2022年上半年欧洲热泵市场逆势崛起，取得新突破。根据德国、芬兰等国热泵协会公布的数据，2022H1德国、芬兰的热泵安装量分别同比+25%/+80%。而在此之前，2021年欧洲热泵市场再度开启高增，在21个国家售出218万台热泵机组，同比+35%，安装量创出历史新高。由于需求旺盛，本土产能和安装能力有限的情况下，根据欧洲热泵协会，当下欧洲热泵的交付安装需要排队2个月甚至更长。同时，欧洲热泵协会于今年7月初的报告中指出，本土产能和安装能力是热泵普及