空調與熱泵系統的市場趨勢

一、背景說明

隨著氣候的變遷，人類對空調系統的依賴與需求日益增加，使得空調系統成為人類不可或缺的重要設備。這樣的結果卻也使得全球氣候持續惡化，因為現今在空調系統中使用的冷媒，大部分都是破壞臭氧層或造成全球暖化的化學物質。而臭氧層遭受破壞，使太陽的紫外線與幅射熱大量進入地球表面，再加上溫室效應的作用，而讓全球暖化的現象與日劇增。因此，當我們享受空調所帶來舒適的同時，也應思考對環境、對後代子孫留下什麼樣的地球。本文經由國際空調設備需求量的變化趨勢，以及熱泵系統最新的發展情形進行分析，以提供業者未來使用或發展空調設備的參考。

全世界的空調市場持續成長，尤其在中國與歐洲等國家的數量均呈現穩定成長的趨勢。而中國、美國、日本及歐洲主要國家的空調系統數量約佔全球市場的3/4。在中國地區，自2002年後其空調市場大幅成長，這和中國地區擴大開放外資進入中國後，一方面帶動經濟發展，使得生活水平提高，對於空調的需求因此增加；另一方面，外資的進入使得中國工業對空調的需求相對也因此增加。而在歐洲地區，由於熱浪的關係，使得歐洲主要國家的空調系統數量也因此增加了2倍。美國與日本的空調市場因環境（包括自然環境與氣侯環境）無太大變化，空調市場穩定。此外，原本熱帶或亞熱帶地區的國家儘管在冬季並不需使用暖氣設備，如今卻因氣候變遷而增加對暖氣設備的需求。如台灣近年來的供暖設備（如電暖器、懷爐、熱泵等）在冬季時供不應求，未來供暖設備將成為台灣空調市場的發展重點。由日本JARN統計2005年的資料顯示，全球熱泵的數量約佔全部空調機（家用空調機與箱型空調機）數量的48%，可見熱泵系統的需求量快速增加。其中，中國大陸、歐洲地區的熱泵需求佔該區域空調需求量的70%以上。

熱泵系統是一種簡易供暖的空調設備，一般只需在製冷空調系統中使用一個四方閥即成為可供暖的熱泵系統。

根據韓國冷凍與空調工會（Korea Refrigeration and Air Conditioning Industry Association, KRAIA）的統計，該國去年氣燃式熱泵（Gas-engine driven Heat Pump, GHP）的數量已超過5,000台，預估今年將達到6,500台。4家日本製造商中，Aisin公司的產品主導韓國的市場，由Shinsung、Samsung Corporation及Rinnai代理。Sanyo（Sanyo Electric, 三洋電機公司）的銷售量追隨在Aisin之後，Sanyo在韓國的事業夥伴有Doowoo GHP、Lotte Engineering & Machinery及LS Cable等3家公司。三菱重工（Mitsubishi Heavy Industries, MHI）與都市煤氣公司合作，而Yanmar與Samchunly公司簽署獨家代理契約。韓國已有17家公司代理銷售這4家日本製造商的產品，幾乎取得韓國市場所有的訂單。由於Aisin、Sanyo及MHI已開始考慮增加韓國代理商，不同的代理商通常販售不同機型的熱泵，由於機型日益增多，使其價格競爭越來越激烈。另一方面，Samsung Electronics公司已成功生產GHP的室外機。LS Cable則結合Hyundai的汽車引擎發展GHP，因此在韓國的熱泵市場將造成很大的衝擊與變化。

在日本，Sanyo結合大阪瓦斯公司（Osaka Gas）發展GHP，自2006年4月1日起開始銷售，並計畫於第1年銷售600台，該公司所發展的室外機結合一台小型的4 kW發電機，透過電力系統提供大約3 kW的電力，供應包括室內機、照明及其他電力的需求。機組使用空調時，利用預留的引擎動力使能源效率增加40%，與商用電力相比約可減少30%的CO₂排放量。三洋電機公司根據光電動力產生技術（photovoltaic power generating technology）將室外機結合變壓器連接到電力系統，當安裝許多室外機時，可將電力輸送到所有的單相電力負載中（例如室內機和照明等），而這個系統也可接收高壓電力。室內機的模組、空調容量、尺寸及戶外的安裝、檢修，均與傳統的可變冷媒流量（Variable-Refrigerant Flow, VRF）系統相似。此外，三菱電機公司（Mitsubishi Electric Corp, Melco）於2006年10月1日發表適用於建物與工廠的大型與中型氣冷式熱泵冰水機組，依機組的不同其平均的COP可達3.58，能力範圍為40~180 Hp。

此外，日本的熱泵熱水器也有新的發展。根據2006年4月統計日本2005會計年度（2005年4月到2006年3月）的資料顯示，由於環保與補貼的誘因，使CO₂熱泵熱水器（簡稱ECO CUTE）的數量呈現成長，預估2006會計年度亦將持續成長。而根據日本冷凍空調工業協會（JRAIA）的報告，日本家用熱泵熱水器於2005會計年度共有225,628台，比2004年增加72%。JRAIA於2001年的統計報告中預估在2006年時會達到350,000~360,000台。日本經濟產業省（Ministry of Economy, Trade and Industry, METI）於促進CO₂熱泵熱水器推廣會議中，將ECO CUTE視為節能的產品並希望在2010年達到520萬台的銷售目標。三菱電機公司於2006年發表CO₂熱泵熱水器， COP可達到4.9。所有新的模組均採用高效率迴轉式壓縮機，並兼顧低運轉噪音的優點（370公升的儲熱桶槽僅38 dB)，並且以新研發的技術改善桶槽的熱交換面積，增加熱交換效率。此外，該公司也開發新的熱水儲水槽，利用新的絕熱材料包覆（EPS材料），使桶槽的恆溫性能增加15%，減少桶槽的熱溢散問題，並減少熱水的再加熱次數而達到節能之目的。

四、結論

由韓國與日本的熱泵發展情形來看，台灣地區因冬季濕冷供暖設備逐漸受到大眾的喜愛，預估熱泵空調機或熱泵熱水器的需求亦將逐年增加，這樣的趨勢可由近年來替換分離式冷氣機的狀況一窺未來的發展。自從台灣地區導入R-410A變頻分離式冷氣機後，具有供暖功能的空調機已成為必然的產品（即熱泵空調）。而在韓國與日本所發展的熱泵系統，未來也可能漸漸導入台灣地區，同時依現今的市場佔有率約20%來看，這類商品未來將成為市場的主流。因此，對於我國未來熱泵系統的發展，值得持續觀察。

【參考資料】
1. Japan Air Conditioning, Heating & Refrigeration News, JARN
2. 經濟部技術處產業技術知識服務計畫，ITIS產業服務網。

(資料整理：工研院能環所 劉家宏