中国信通院 | MEMS传感器技术产业与我国发展路径研究（第一部分）
本文来自《信息通信技术与政策》杂志，是工业和信息化部主管、中国信息通信研究院主办的专业学术期刊，两位作者均为中国信息通信研究院信息化与工业化融合研究所研究员。
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原文中强调在商业化的MEMS设计工具层面我国处在真空环境情况，进而引起诸多MEMS工程设计公司的产品产品研发周期时间太长，且以效仿海外完善产品为主导。国内MEMS封裝产业链在全世界范畴内位于比较先进的影响力，但高档检测设备仍被海外行业龙头垄断性。MEMS封裝成本费在传感器生产制造阶段中占成本的比例做到40%之上……
0 前言
微机电系统（Microelectro Mechanical System，MEMS）传感器是从微机械加工制造技术性生产的新式传感器，对比于传统式传感器元器件，MEMS传感器凭着品质轻，体型小，敏感度高，稳定性强，便于融合等优质特点，变成 促进传感器持续向小型化，智能化系统发展趋势的首要驱动力，与此同时MEMS技术性做为微电子技术生产技术的一个主要支系，也是超过克分子时期的主要发展前景之一。
1 MEMS传感器产业发展规划整体状况
当今，全世界传感器产业链正处在蓬勃发展的阶段，技术性更新迭代持续加速，产业链市场竞争日益猛烈。2018年，全世界传感器市场容量做到2059 亿美金，年平均增长率超出12%，在其中MEMS传感器占有率由2015年的8%快速上涨至25%，变成仅次图象传感器（CIS）的第二大传感器类别。
全世界MEMS传感器销售市场当前仍由欧美国家日等西方国家和地域核心，在其中美国，法国及其日本三国销售市场占有率做到50%之上，而在高档MEMS传感器领域，美国和法国的优点则更加显著。
美国博通在频射MEMS传感器领域处在一定领先水平，特别是在在MEMS过滤器领域，市场占有率达到87%。伴随着移动智能终端产业链的爆发式增长，博通的竞争优势将获得进一步推进。
BOSCH在健身运动类MEMS传感器层面一枝独秀，其产品在车辆及其智能机等领域已变成不可缺少的核心部件。在我国在声学材料MEMS传感器等领域具备一定竞争能力，但总体看来尚不具有核心工作能力。
伴随着MEMS生产技术的逐步完善，新式MEMS传感器产品五花八门，产品销售量也出现大幅度上升的发展趋势。
现阶段，MEMS公司已经根据持续的基本技术革新完成进一步的提升，产品商业化的周期时间和成本费减少周期时间得到大幅度减少，20世际60时代，传统式的工作压力传感器商业化的时间长达15年，而成本费减少時间一样必须 15年，而当今MEMS传感器的均值商业化的時间仅为6年，成本费减少時间也进一步减少至5年之内，因而迅速更替的产品促使MEMS传感器早已在诸多领域取得成功得到商业化的，并发生了很大的市場机遇。
2 MEMS传感器运用现况
MEMS传感器类型极多，可使用于物理学，有机化学，微生物等领域数据信号的检测，比较常用的类型有瞬时速度传感器，惯性力传感器，工作压力传感器，MEMS陀螺仪及其MEMS话筒等。现阶段，MEMS传感器在消费电子产品，诊疗，汽车电子产品及其工业生产等运用领域占有率最大，各自占有41.8%，28.1%，16.7%和9.1%。
在消费电子产品领域，出自于对容积，功能损耗及其费用等要素的考虑到，以手机上，平板电脑，可配戴，AR/VR机器设备等为意味着的ICT智能终端80%之上的传感器是根据MEMS加工工艺生产的，关键分成速度感测组成传感器，自然环境传感组成传感器，电子光学传感组成传感器等。
在其中，速度感测组成传感器关键包含加快计，陀螺仪和惯性力精确测量模块；自然环境传感组成传感器关键包含MEMS话筒，工作压力传感器等；电子光学传感组成传感器关键包含光线传感器，贴近传感器，RGB色调传感器，激光测距传感器，电子光学微生物传感器等。
在诊疗领域，微生物MEMS传感器早已变成医药学检测中不能缺失的核心部件，关键分成微生物菌种传感器，酶传感器，体细胞传感器，机构传感器，蛋白传感器，免疫力传感器6类。
除此之外，MEMS传感器还使用于脑电精确测量，心电图检查检测，CT显像及其机器设备精准定位等别的非生物因素领域，将来伴随着元器件特性的持续提高及其进一步小型化，MEMS技术性还将在外骨骼，心血管支架，眼底黄斑嵌入等新起领域获得进一步运用。
在汽车电子产品领域，MEMS传感器总体展现持续增长的发展趋势，近5年汽车交易市场MEMS传感器复合型增长率超出7%，预估到2022年，市场容量将做到32 亿美金，销售量将超出20 亿颗。
汽车电子产品领域常见的传感器关键包含加快传感器，工作压力传感器，陀螺仪，总流量传感器，溫度传感器，液位仪传感器，部位传感器，汽体浓度值传感器等，关键运用于电子器件稳定性程序流程自动控制系统，汽车安全气囊，胎压监测装置，进排汽管肯定压力检测等领域。
在工业电子领域，MEMS传感器高可靠性，高精密的特点可达到工业控制系统领域几近“零误差”的规定，与此同时针对極限溫度，环境湿度和ph酸碱度等办公环境规定，MEMS传感器可根据封装类型，加工工艺等技术应用的变动开展达到。如使用在地质勘查等领域的ADI工业级陀螺仪，其使用寿命可以达到1000 h，耐冲击性达10 000 G，应用温度范围达-40℃~175℃ 。
3 优秀MEMS传感器技术性发展趋势最新消息
当今，MEMS传感器早已使用于每个领域当中，在其中技术性迭代更新更快，运用经营规模最高的就是健身运动传感器和工作压力传感器。
MEMS健身运动传感器是现阶段使用极其普遍的MEMS传感器，包括了陀螺仪，加速度传感器和惯性力精确测量模块等，现阶段早已在智能机，可佩戴智能产品及其平板等领域完成了大量运用。
当今，MEMS健身运动传感器已经朝着多用途集成化和高精密开展演变，为处理移动智能终端产品中的差异要求衍化出各种各样优秀的解决方法。
为完成多传感器中间的数据预处理，飞思卡尔等企业在其传感器产品中内嵌了微控制器及其储存器等控制模块，解决了结合外界感测器信息的难题。
博世公司运用系统封装（SiP）等技术性，将三轴12位加速度传感器，三轴地磁场传感器，三轴16位陀螺仪及其微处理器开展融合，进一步对增强现实技术，定位导航，本人运动健身及其其它对自然环境观念规定较高的情景的适用性开展了提升。
为完成无GPS数据信号状况下的精准惯性导航，现阶段现已有集成化了加速度传感器，陀螺仪，地磁场传感器及其插口专用型处理器的本人惯性导航系统软件被报导，该体系在功耗低CMOS集成电路芯片的协助下，与系统软件校正技术性完全融合，完成了在无GPS数据信号状况下，3 km徒步相距内偏差低于6 m的优势性能。
MEMS工作压力传感器一样是应用最普遍的MEMS传感器产品之一，一般运用于智能机，航天航空，车辆，生物技术及其加工工艺操纵等领域，依照工作压力检测方法能够分成压阻式，电容传感器，串联谐振感测器等，而最常见的是压阻式和电容传感器，因而这二种工作压力传感器的技术性迭代更新也较为活跃性。
为充足减少微压MEMS传感器中测定的敏感和线性中间的分歧，持续提升微压传感器测量精度，一种新式的FBBM构造应时而生，该构造包括了4个短梁和一个坐落于核心的正方形凸块，根据降低感测器膜结构工程偏移水平做到进一步减少工作压力的离散系统，并提升了压阻敏感度，做到了提高微压MEMS传感器精密度的总体目标。
为达到航天航空行业中在极端条件中的微波感应器无线网络压力传感要求，一种根据蓝色宝石的隔阂和建筑结构MEMS压力传感构造被明确提出，在施压时，传感器膈膜产生偏移，传感器的电串联谐振因此随工作压力膈膜的偏移而更改，完成了将轻度压力转换为信号的目地，该构造可在1000℃的高溫下正常的工作中，达到了极端条件下压力传感的要求。
4 在我国MEMS传感器高新产业现况
近些年，中国MEMS全产业链已产生从网站前端开发，制造到后面封装，检测的完善全产业链条[4]，瑞声科技，歌尔股份，耐威科技，中芯，长电科技等各全产业链行业龙头发展趋势快速。
此外，近些年中国MEMS销售市场增长速度一直高过全世界销售市场提高水准，这一方面归功于中国MEMS销售市场发展趋势开始相比比较晚，销售市场数量较小，因而销售市场增长率较快；另一方面，近些年中国消费电子产品产品及其汽车电子产品产品始终保持较快增长势头，加上全世界电子器件整个机械产业链不断向中国迁移，促使MEMS要求持续释放出来，中国MEMS销售市场因而展现较好快速发展趋势，占全世界的市场占有率也不断地提升。
殊不知因为发展比较晚，在我国公司仍存有生产能力不够，关键技术缺乏等薄弱点。总而言之，当今中国仍需在关键技术科技攻关，全产业链配套设施水准提高等领域做工作中，从源头上提高当地MEMS传感器产业链的竞争优势。
4.1 设计方案
MEMS传感器设计方案是一项集基础知识，应用技术及其例如通讯，有机化学，微生物等学科交叉有关新技术的繁杂工作中，包含覆盖面广，综合型强，因而相较于传统式传感器，MEMS传感器产品线开发设计难度系数大，时间长，且成本费一直持续上升。
整体而言，在我国在MEMS传感器设计方案水平及其基础研究等领域与海外领先水准仍存有一定差别。
在制定实力层面，在我国MEMS产业链通过20很多年的发展趋势，现阶段早已不断涌现歌尔股份，瑞声科技，敏芯高新科技等行业龙头，在其中歌尔股份的MEMS话筒产品早已进到iPhone，三星等国际性一流生产商的供应链管理，销售量位列全世界第二，且于2018年营业收入经营规模做到50 亿美金。
但与霍尼韦尔，BOSCH等全球领头生产商对比，在我国公司仍存有产品线单一，总体经营规模偏小等难题，现阶段中国除歌尔股份和瑞声科技等极少数行业龙头外，别的公司年营业收入仍难以实现1 亿美金。
在基础研究层面，现阶段中国在商业化的MEMS设计工具层面处在真空环境情况，一般选用Coventorware，IntelliSuite和Ansys等海外专用工具开展MEMS模拟仿真，而且欠缺高质量的MEMS和ASIC设计服务（如IP库等），进而引起诸多MEMS工程设计公司的产品产品研发周期时间太长，且以效仿海外完善产品为主导，欠缺助推行业市场的自主创新产品，不能满足日新月异的市场的需求。
4.2 制造
MEMS制造工艺是集成电路芯片IC制造工艺的一支，但与传统式IC制造工艺对比具有显著差别。
传统式IC制造的目标是在企业范围上集成化尽量多的晶体三极管，如intel全新i7CPU可集成化数十亿只晶体三极管，与之对比，MEMS传感器件集成化元器件数目少，单独元器件容积比较大，因而MEMS制造工艺并不是一味追求完美更小的制造连接点与更多的处理速度，只是更为重视原料的构造机械设备特点，材料有机化学特点及其离子注入深度1，精密度，地应力操纵等每一步工艺的精确完成。
除此之外，因为MEMS元器件中存有例如固支梁等独特构造，因而相较于传统式的IC制造工艺，MEMS工艺存有大量完成困难很大的独特技术性，如形槽离子注入，放弃层释放出来技术性，LIGA工艺，引线键合技术性等。
中国流行的MEMS代工生产生产线现阶段以6 英尺和8 英尺集成ic为主导，伴随着近些年罕王高新科技，耐威科技等优秀生产线依次落地式，在我国的MEMS生产能力获得了一定程度上的提高，且生产量也从2015年的不够20%提高到现今的80%之上。
但现在我国内线仅能制取以工作压力传感器，MEMS话筒，加速度传感器等为核心的中低端产品，制造工艺水准与世界领跑代工企业的差异显著，例如压电材料（AlN，PZT等）等高档制造工艺线并未创建，没法生产制造塑料薄膜体声波频率过滤器，压阻式喷墨打印机打印机喷头和超音波传感器等产品。
虽然中国MEMS代工企业也有着体微生产加工技术性，表层微生产工艺和CMOS MEMS技术性，但因为产品销售量都相对比较小，因而在批量生产合格率，稳定性和可靠性等领域存在的问题。
本文来自《信息通信技术与政策》杂志，是工业和信息化部主管、中国信息通信研究院主办的专业学术期刊，两位作者均为中国信息通信研究院信息化与工业化融合研究所研究员。
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原文中强调在商业化的MEMS设计工具层面我国处在真空环境情况，进而引起诸多MEMS工程设计公司的产品产品研发周期时间太长，且以效仿海外完善产品为主导。国内MEMS封裝产业链在全世界范畴内位于比较先进的影响力，但高档检测设备仍被海外行业龙头垄断性。MEMS封裝成本费在传感器生产制造阶段中占成本的比例做到40%之上……
0 前言
微机电系统（Microelectro Mechanical System，MEMS）传感器是从微机械加工制造技术性生产的新式传感器，对比于传统式传感器元器件，MEMS传感器凭着品质轻，体型小，敏感度高，稳定性强，便于融合等优质特点，变成 促进传感器持续向小型化，智能化系统发展趋势的首要驱动力，与此同时MEMS技术性做为微电子技术生产技术的一个主要支系，也是超过克分子时期的主要发展前景之一。
1 MEMS传感器产业发展规划整体状况
当今，全世界传感器产业链正处在蓬勃发展的阶段，技术性更新迭代持续加速，产业链市场竞争日益猛烈。2018年，全世界传感器市场容量做到2059 亿美金，年平均增长率超出12%，在其中MEMS传感器占有率由2015年的8%快速上涨至25%，变成仅次图象传感器（CIS）的第二大传感器类别。
全世界MEMS传感器销售市场当前仍由欧美国家日等西方国家和地域核心，在其中美国，法国及其日本三国销售市场占有率做到50%之上，而在高档MEMS传感器领域，美国和法国的优点则更加显著。
美国博通在频射MEMS传感器领域处在一定领先水平，特别是在在MEMS过滤器领域，市场占有率达到87%。伴随着移动智能终端产业链的爆发式增长，博通的竞争优势将获得进一步推进。
BOSCH在健身运动类MEMS传感器层面一枝独秀，其产品在车辆及其智能机等领域已变成不可缺少的核心部件。在我国在声学材料MEMS传感器等领域具备一定竞争能力，但总体看来尚不具有核心工作能力。
伴随着MEMS生产技术的逐步完善，新式MEMS传感器产品五花八门，产品销售量也出现大幅度上升的发展趋势。
现阶段，MEMS公司已经根据持续的基本技术革新完成进一步的提升，产品商业化的周期时间和成本费减少周期时间得到大幅度减少，20世际60时代，传统式的工作压力传感器商业化的时间长达15年，而成本费减少時间一样必须 15年，而当今MEMS传感器的均值商业化的時间仅为6年，成本费减少時间也进一步减少至5年之内，因而迅速更替的产品促使MEMS传感器早已在诸多领域取得成功得到商业化的，并发生了很大的市場机遇。
2 MEMS传感器运用现况
MEMS传感器类型极多，可使用于物理学，有机化学，微生物等领域数据信号的检测，比较常用的类型有瞬时速度传感器，惯性力传感器，工作压力传感器，MEMS陀螺仪及其MEMS话筒等。现阶段，MEMS传感器在消费电子产品，诊疗，汽车电子产品及其工业生产等运用领域占有率最大，各自占有41.8%，28.1%，16.7%和9.1%。
在消费电子产品领域，出自于对容积，功能损耗及其费用等要素的考虑到，以手机上，平板电脑，可配戴，AR/VR机器设备等为意味着的ICT智能终端80%之上的传感器是根据MEMS加工工艺生产的，关键分成速度感测组成传感器，自然环境传感组成传感器，电子光学传感组成传感器等。
在其中，速度感测组成传感器关键包含加快计，陀螺仪和惯性力精确测量模块；自然环境传感组成传感器关键包含MEMS话筒，工作压力传感器等；电子光学传感组成传感器关键包含光线传感器，贴近传感器，RGB色调传感器，激光测距传感器，电子光学微生物传感器等。
在诊疗领域，微生物MEMS传感器早已变成医药学检测中不能缺失的核心部件，关键分成微生物菌种传感器，酶传感器，体细胞传感器，机构传感器，蛋白传感器，免疫力传感器6类。
除此之外，MEMS传感器还使用于脑电精确测量，心电图检查检测，CT显像及其机器设备精准定位等别的非生物因素领域，将来伴随着元器件特性的持续提高及其进一步小型化，MEMS技术性还将在外骨骼，心血管支架，眼底黄斑嵌入等新起领域获得进一步运用。
在汽车电子产品领域，MEMS传感器总体展现持续增长的发展趋势，近5年汽车交易市场MEMS传感器复合型增长率超出7%，预估到2022年，市场容量将做到32 亿美金，销售量将超出20 亿颗。
汽车电子产品领域常见的传感器关键包含加快传感器，工作压力传感器，陀螺仪，总流量传感器，溫度传感器，液位仪传感器，部位传感器，汽体浓度值传感器等，关键运用于电子器件稳定性程序流程自动控制系统，汽车安全气囊，胎压监测装置，进排汽管肯定压力检测等领域。
在工业电子领域，MEMS传感器高可靠性，高精密的特点可达到工业控制系统领域几近“零误差”的规定，与此同时针对極限溫度，环境湿度和ph酸碱度等办公环境规定，MEMS传感器可根据封装类型，加工工艺等技术应用的变动开展达到。如使用在地质勘查等领域的ADI工业级陀螺仪，其使用寿命可以达到1000 h，耐冲击性达10 000 G，应用温度范围达-40℃~175℃ 。
3 优秀MEMS传感器技术性发展趋势最新消息
当今，MEMS传感器早已使用于每个领域当中，在其中技术性迭代更新更快，运用经营规模最高的就是健身运动传感器和工作压力传感器。
MEMS健身运动传感器是现阶段使用极其普遍的MEMS传感器，包括了陀螺仪，加速度传感器和惯性力精确测量模块等，现阶段早已在智能机，可佩戴智能产品及其平板等领域完成了大量运用。
当今，MEMS健身运动传感器已经朝着多用途集成化和高精密开展演变，为处理移动智能终端产品中的差异要求衍化出各种各样优秀的解决方法。
为完成多传感器中间的数据预处理，飞思卡尔等企业在其传感器产品中内嵌了微控制器及其储存器等控制模块，解决了结合外界感测器信息的难题。
博世公司运用系统封装（SiP）等技术性，将三轴12位加速度传感器，三轴地磁场传感器，三轴16位陀螺仪及其微处理器开展融合，进一步对增强现实技术，定位导航，本人运动健身及其其它对自然环境观念规定较高的情景的适用性开展了提升。
为完成无GPS数据信号状况下的精准惯性导航，现阶段现已有集成化了加速度传感器，陀螺仪，地磁场传感器及其插口专用型处理器的本人惯性导航系统软件被报导，该体系在功耗低CMOS集成电路芯片的协助下，与系统软件校正技术性完全融合，完成了在无GPS数据信号状况下，3 km徒步相距内偏差低于6 m的优势性能。
MEMS工作压力传感器一样是应用最普遍的MEMS传感器产品之一，一般运用于智能机，航天航空，车辆，生物技术及其加工工艺操纵等领域，依照工作压力检测方法能够分成压阻式，电容传感器，串联谐振感测器等，而最常见的是压阻式和电容传感器，因而这二种工作压力传感器的技术性迭代更新也较为活跃性。
为充足减少微压MEMS传感器中测定的敏感和线性中间的分歧，持续提升微压传感器测量精度，一种新式的FBBM构造应时而生，该构造包括了4个短梁和一个坐落于核心的正方形凸块，根据降低感测器膜结构工程偏移水平做到进一步减少工作压力的离散系统，并提升了压阻敏感度，做到了提高微压MEMS传感器精密度的总体目标。
为达到航天航空行业中在极端条件中的微波感应器无线网络压力传感要求，一种根据蓝色宝石的隔阂和建筑结构MEMS压力传感构造被明确提出，在施压时，传感器膈膜产生偏移，传感器的电串联谐振因此随工作压力膈膜的偏移而更改，完成了将轻度压力转换为信号的目地，该构造可在1000℃的高溫下正常的工作中，达到了极端条件下压力传感的要求。
4 在我国MEMS传感器高新产业现况
近些年，中国MEMS全产业链已产生从网站前端开发，制造到后面封装，检测的完善全产业链条[4]，瑞声科技，歌尔股份，耐威科技，中芯，长电科技等各全产业链行业龙头发展趋势快速。
此外，近些年中国MEMS销售市场增长速度一直高过全世界销售市场提高水准，这一方面归功于中国MEMS销售市场发展趋势开始相比比较晚，销售市场数量较小，因而销售市场增长率较快；另一方面，近些年中国消费电子产品产品及其汽车电子产品产品始终保持较快增长势头，加上全世界电子器件整个机械产业链不断向中国迁移，促使MEMS要求持续释放出来，中国MEMS销售市场因而展现较好快速发展趋势，占全世界的市场占有率也不断地提升。
殊不知因为发展比较晚，在我国公司仍存有生产能力不够，关键技术缺乏等薄弱点。总而言之，当今中国仍需在关键技术科技攻关，全产业链配套设施水准提高等领域做工作中，从源头上提高当地MEMS传感器产业链的竞争优势。
4.1 设计方案
MEMS传感器设计方案是一项集基础知识，应用技术及其例如通讯，有机化学，微生物等学科交叉有关新技术的繁杂工作中，包含覆盖面广，综合型强，因而相较于传统式传感器，MEMS传感器产品线开发设计难度系数大，时间长，且成本费一直持续上升。
整体而言，在我国在MEMS传感器设计方案水平及其基础研究等领域与海外领先水准仍存有一定差别。
在制定实力层面，在我国MEMS产业链通过20很多年的发展趋势，现阶段早已不断涌现歌尔股份，瑞声科技，敏芯高新科技等行业龙头，在其中歌尔股份的MEMS话筒产品早已进到iPhone，三星等国际性一流生产商的供应链管理，销售量位列全世界第二，且于2018年营业收入经营规模做到50 亿美金。
但与霍尼韦尔，BOSCH等全球领头生产商对比，在我国公司仍存有产品线单一，总体经营规模偏小等难题，现阶段中国除歌尔股份和瑞声科技等极少数行业龙头外，别的公司年营业收入仍难以实现1 亿美金。
在基础研究层面，现阶段中国在商业化的MEMS设计工具层面处在真空环境情况，一般选用Coventorware，IntelliSuite和Ansys等海外专用工具开展MEMS模拟仿真，而且欠缺高质量的MEMS和ASIC设计服务（如IP库等），进而引起诸多MEMS工程设计公司的产品产品研发周期时间太长，且以效仿海外完善产品为主导，欠缺助推行业市场的自主创新产品，不能满足日新月异的市场的需求。
4.2 制造
MEMS制造工艺是集成电路芯片IC制造工艺的一支，但与传统式IC制造工艺对比具有显著差别。
传统式IC制造的目标是在企业范围上集成化尽量多的晶体三极管，如intel全新i7CPU可集成化数十亿只晶体三极管，与之对比，MEMS传感器件集成化元器件数目少，单独元器件容积比较大，因而MEMS制造工艺并不是一味追求完美更小的制造连接点与更多的处理速度，只是更为重视原料的构造机械设备特点，材料有机化学特点及其离子注入深度1，精密度，地应力操纵等每一步工艺的精确完成。
除此之外，因为MEMS元器件中存有例如固支梁等独特构造，因而相较于传统式的IC制造工艺，MEMS工艺存有大量完成困难很大的独特技术性，如形槽离子注入，放弃层释放出来技术性，LIGA工艺，引线键合技术性等。
中国流行的MEMS代工生产生产线现阶段以6 英尺和8 英尺集成ic为主导，伴随着近些年罕王高新科技，耐威科技等优秀生产线依次落地式，在我国的MEMS生产能力获得了一定程度上的提高，且生产量也从2015年的不够20%提高到现今的80%之上。
但现在我国内线仅能制取以工作压力传感器，MEMS话筒，加速度传感器等为核心的中低端产品，制造工艺水准与世界领跑代工企业的差异显著，例如压电材料（AlN，PZT等）等高档制造工艺线并未创建，没法生产制造塑料薄膜体声波频率过滤器，压阻式喷墨打印机打印机喷头和超音波传感器等产品。
虽然中国MEMS代工企业也有着体微生产加工技术性，表层微生产工艺和CMOS MEMS技术性，但因为产品销售量都相对比较小，因而在批量生产合格率，稳定性和可靠性等领域存在的问题。
研究背景
来源：中国制冷学会 如有侵权，请联系删除。
Contact：138 181 54378 ;13818154378@qq.com;
现代生产生活中存在大量的用热需求，区域供暖、生活热水、工艺浓缩等等，甚至农产品干燥等流程也需要大量热能。工业生产往往还需要大量的蒸汽，蒸汽的产生也需要消耗大量热能。传统热能提供的方法主要通过化石燃料的燃烧或电加热，需要耗费巨大能量，燃料燃烧还造成了环境污染，而热泵技术则可以通过消耗少量的电能从低温热源中提取能量，以热泵工质为载体将热能温度升高并供给用户，因此热泵可以比传统的加热方法节约数倍的能量消耗。就余热回收式热泵而言，其主要利用生产生活中产生的废热形成低温热源，同时部分系统也采用空气、土壤、水源作为辅助低温热源，选取合适的热泵工质和循环系统，即可大幅度提升热能品质，并供给用户侧。
目前用于余热回收的热泵系统主要包括压缩式热泵和吸收式热泵，在包括热电和化工等行业的余热回收中扮演了重要角色。除此之外，基于特定场景的吸收式换热技术和热泵干燥技术的重要性也越来越明显，并在远距离供热和工农业干燥中发挥了重要作用。
压缩式热泵
蒸汽压缩式热泵系统是最常见的热泵系统之一，热泵工质在低温热源的加热下，发生蒸发相变，之后低温的热泵工质蒸汽进入压缩机，在压缩过程中增压升温，压缩机出口排出的高温高压热泵工质进入冷凝器相变放热，将蒸发、压缩中吸收的能量传递到高温侧。近年来兆瓦级的压缩式热泵在工业余热回收中取得了快速进展，下图所示的就是应用于钢铁厂余热回收供暖的独立双系统离心式压缩热泵机组，在实现30℃以上的温度提升下可以保证系统COP在6以上，单机制热量达到了9 MW以上。
图1用于余热回收的独立双系统离心式压缩热泵机组
蒸汽压缩式热泵这个名词经常与工业热泵联系在一起，主要用于热供应过程的余热回收，也称之为高温热泵，这也是近年来压缩式热泵的研究热点。在实际应用中，由于存在热源温度较低，用热温度高等问题，常常要对热泵系统进行一些优化设计，由此形成了如喷射压缩式热泵、双级压缩等热泵系统。在循环以外，高温循环工质是压缩式高温热泵的“血液”，热泵工质往往从制冷剂中选取，同时制冷剂与润滑油混合后的热稳定性也是系统设计中需要重点考虑的因素，此外热泵工质需要具有与金属材料或其他化学材料良好的相容性，避免在运行过程中降解。下图就是以水蒸气为工质的超高温压缩式热泵（VHTHP），当系统温升为40℃时，此时冷凝温度为127℃，系统COP为4.2。
图2 热泵技术的划分与水蒸气热泵
对高温热泵来说，目前的研究方向主要集中在新型制冷剂的开发和利用，系统循环形式的优化与系统供热温度的提升这几个方面。而为了实现如上目标，R1336mzz(Z)、R1233zd(E)或R718（水）等新工质的应用，抑或是大型离心式压缩机、螺杆式压缩机的开发都引起了学界和产业界的关注和研究。尽管高温热泵技术已经在许多工业和生活应用场景下开始发挥了作用，然而由于缺乏对工业用热的明确认识、低GWP环保制冷剂的匮乏以及相比与电力与化石燃料的较高的投入成本，高温热泵技术的推广仍然存在着许多困难。未来高温热泵领域的研究主要将集中在以下几个方面：高温换热器和压缩机的设计、高效热力循环构建和热泵系统部件材料优化。
吸收式热泵
工业余热具有体量大和温度分布复杂的特点，此外在进行工业余热回收时用户侧的需求也通常是多变的，除了低温段的供暖和生活热水需求外，还包括中温段的工业流程预热和高温段的工业蒸汽供给等。吸收式热泵以高温蒸汽、余热热水、化石能源燃烧等的热能为驱动能源，通过不同的循环方式实现热能的品位提升或体量增加等目的，在采用不同热源、余热和热泵循环时可以满足60~150℃的热能输出，是工业余热利用的重要方式之一。与只有升温型的压缩式热泵不同，吸收式热泵不但具有升温型的热泵循环还具有增量型的热泵循环方式，一般增量型的吸收式热泵被称为第一类吸收式热泵，而升温型吸收式热泵被称为第二类吸收式热泵或吸收式热变温器。增量型吸收式热泵在采用高温热源驱动的时候可以回收低温余热并进行温度提升，而中温输出热量是高温热源量与低温余热回收量之和，因此可以达到热能增量的目的。升温型吸收式热泵在仅以中温余热进行驱动时，可以产生高温的输出，因此可以达到热能品位提升的目的。吸收式热泵对于热能品位和体量的灵活转换也使得它非常适合于工业余热回收与转换。
第一类吸收式热泵在用于余热回收时输出温度不高，因此其主要目的是供暖。IEA热泵中心的工业热泵报告中介绍了吸收式热泵应用于奥地利一家生物质能发电站的案例，该电站采用77%的木材和23%的内部加工残留物作为燃料，可提供5 MW的电量输出和30 MW的热输出。本案例中用了容量为7.5 MW的吸收式热泵回收烟气中的余热，当吸收式热泵蒸发温度低于50 ℃时即可达到烟气露点温度并从烟气中回收水蒸气的冷凝热。吸收热泵的驱动热源来自蒸汽轮机中温度为165 ℃的蒸汽，并向区域供暖提供95 ℃的热输出。
图3 用于低温余热回收供暖的一类吸收式热泵
第二类吸收式热泵的输出温度高，因此其主要目的是工业用热供给。例如在橡胶合成工业中，反应釜顶部产生温度约为96.5℃的热气需要被冷却从而回收其中温度约为80℃的冷凝水，另一方面反应釜底部需要持续地供给102.5℃热输入，这部分原本需要采用蒸汽进行加热，而如果采用二类吸收式热泵一方面回收反应釜顶部气体释放的冷凝热，另一方面为反应釜底部提供高温热输入就可以达到节省蒸汽的目的。
现阶段基于常规流程的吸收式热泵的应用已经逐渐成熟，包括一类二类热泵和单效、双效以及两级等多种流程也可以满足余热回收的基本需求，并已经在工业余热回收中广泛使用，一些具体实施的案例也具有可观的经济和环境效益，其进一步推广仍然依赖于系统的经济性，因此吸收式热泵的未来发展主要包括：（1）结合余热回收的实际场景进一步提升吸收式热泵效率、适应性和整个余热回收系统的能量回收效率是进一步推广应用的关键。（2）结合实际余热回收场景进行带有热能转换的复杂余热换热网络优化以及因地制宜地开发多种先进吸收式热泵技术仍然是需要高校和产业共同努力的方向。
吸收式换热技术
低品位余热源与需求间往往存在显著的空间差异性，例如在余热回收供暖中余热往往在工业园区比较集中，但用热方则是居民区并远离工业园区。作为提取低品位工业余热实现供热的重要手段，吸收式热泵与吸收式换热器被广泛应用在集中供热系统中，其中吸收式换热器更擅长低品位热量的长距离输送，并可以分为第一类和第二类吸收式换热器。
第一类吸收式换热器可以实现小流量侧的热源出口温度低于大流量侧热汇的进口温度，其本质上是第一类吸收式热泵与水-水换热器的组合，一次网水（热源测热水）首先经过吸收式热泵的发生器作为热源，将一部分热量通过冷凝器传递给一部分二次网水（热汇侧热水），之后发生器的一次网出水进入水-水板式换热器，将热量进一步释放给一部分二次网水，进而板换出口的一次网水最终进入吸收式热泵的蒸发器进一步降温，其热量抬升品位后用于加热一部分二次网热水，最终实现一次网出水温度低于二次网进水温度。第一类吸收式换热器可以在末端热力站比常规技术实现更低的回水温度，并提升热能输配能力。
第二类吸收式换热器可以实现小流量侧热汇的出口温度高于大流量侧热源的进口温度，实质上是第二类吸收式热泵与水-水换热器的组合。热源分成三部分，一部分进入发生器，将热量通过冷凝过程释放给热汇侧进口热水，同时热源温度与热汇侧进口段温度之间形成驱动温差，制备出浓溶液；之后冷凝器出口的热汇侧热水进入水-水板换被一部分热源加热，之后热汇侧热水进入吸收器，同时最后一部分低品位热源被送入蒸发器，在驱动温差的作用下，低品位热源抬升品位后将热量释放给溶液进而释放给热汇侧热水，使得热汇侧热水经过吸收器后输出系统最高温度的出水，从而使得热汇侧出水高于热源侧进水。第二类吸收式换热器可以在低品位热源供给段提升低品位热源供给温度，并提升热能输配能力。
吸收式换热器的典型应用是利用两类吸收式换热器实现低品位余热的长距离输送。如图所示，在热源处通过第二类吸收式换热器将热量从小的供回水温差变换为一次网大的供回水温差以进行长距离输热；在末端热力站，通过第一类吸收式换热器，将热量自一次网的大供回水温差变换为二次网的小供回水温差，用于建筑末端的供热。从而加大热量的输送温差，实现低品位工业余热的长距离输送。
图4 基于吸收式换热器的远距离热输送
热泵干燥技术
采用热泵进行余热回收所产生的热量不但可以用于供暖，还可以广泛应用于工农业生产中的干燥过程。干燥是以热的方式将水分从物料中脱除的过程，也是高耗能生产单元，在一些产品生产中，干燥过程所消耗的能量甚至占到生产总能耗的30%-70%，因此在保证物料干燥品质的前提下需要寻求降低能耗的方式十分重要。和传统干燥方式相比，热泵干燥具有很多优点，包括具有更高的能源利用效率以及受外部天气因素影响较小等，在与余热回收结合后可以达到进一步提升能效的目的。
图5 热泵除湿干燥技术原理与半开式烟草热泵干燥系统实物
目前热泵干燥系统多采用蒸汽压缩式的空气源热泵，其具有更广泛的适应性。根据实际应用需求将热泵干燥技术分为如下几类：除湿型、双热源型、半开式、密闭主机室型、多级串联型和水蒸气直接压缩型。为了实现更加节能和高效的热泵干燥，近年来该技术主要在以下方面取得了进展。
（1）结合多能互补的新思路开展研究工作，包括与太阳能、微波、余热和电热等的结合。与太阳能结合的主要特点是以太阳能为主，晚上利用热泵补热。与微波干燥结合的特点是干燥初期高湿阶段采用热泵，后期以微波为主进行干燥以降低干燥时间。与蒸汽、电热耦合主要是在热泵达不到的80ºC以上的高温升温阶段使用。
（2）结合干燥工艺开展相关研究工作，围绕热泵特点开发不同的干燥工艺设备。相关研究非常多，农业方面包括烟叶、玫瑰花、红枣、山药等都已得到一定的应用，最大宗是南方稻谷干燥开始大量采用热泵，东北的热泵玉米干燥技术也在发展。工业方面包括污泥、挂面、蚊香、木材、树脂等的热泵烘干技术也在逐渐展开。当前，传统工业干燥的废气排放愈来愈严格，白烟和异味的控制成为重点，采用热泵干燥有可达到近零排放的要求，会有很大的发展空间。
（3）结合具体干燥物料对象的不同，有针对性的开展新技术、新装备的开发，这对热泵干燥技术应用领域的不断开拓有重要的意义。南方由于四季温度较高，空调制热模式的热泵干燥技术得到了快速的发展；但对于北方地区冬季低温的特定情况，国内开发了密闭主机室配合低温空气源热泵和相变材料蓄热的新思路，系统操作简单易行，得到了一定的发展推广。针对东北冬季粮食干燥的特点，国内开发了综合多级串联除湿、梯级加热及热管回热的完整方案，表明在冬季严寒条件下可以得到高于南方环境条件下的热泵干燥效率。
热泵的余热回收集中供暖解决方案。
余热回收解决方案通过回收低品位工业余热，生产高温热水用于市政供暖或工艺加热，帮助企业实现节能、减排目标。可广泛应用于热电厂、企业自备电厂、市政污水厂、工矿企业及石油化工等领域。
江森自控通过技术创新，以高性能产品及创新方案为企业带来经济、环境及社会综合收益，为中国节能、减排事业做出积极贡献。
江森自控工业级余热回收式热泵，采用开式设计，驱动方式可灵活选用电机驱动或蒸汽透平驱动。热泵产品主要包括电驱动的YEWS，YS，YK，CYK及蒸汽驱动的Titan OM。单机制热量范围从400KW 到30MW，热水出水温度范围从45℃到82℃。
特色产品
约克TITAN™多级离心式热泵
江森自控旗下约克TITAN™工业级离心式热泵机组，单机制热能力达30MW，单机热水出水温度可达82℃，可广泛应用于区域能源中心、大型工业厂房、城市集中供暖等大型集中供热/采暖场合。
约克YDST单级离心式高温热泵机组
此机组回收利用电厂凝汽器冷却水低品位热量，用于城市大规模集中供暖，也可增加热电厂供热能力，降低热电厂运行能耗，节能、节水、减排。
成功案例
沈阳市政污水余热回收集中供暖
山东某热电厂冷却水余热回收集中供暖
市场活动
第四届中国国际分布式能源及储能技术设备展览会
约克TITAN™多级离心式热泵
约克YDST单级离心式高温热泵机组
离心式热泵工业余热回收解决方案
论文蒸汽驱动型压缩式热泵在热电厂余热回收中的应用
蒸汽驱动型离心式热泵在热电厂及市政污水厂余热回收集中供暖中的应用
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现代生产生活中存在大量的用热需求，区域供暖、生活热水、工艺浓缩等等，甚至农产品干燥等流程也需要大量热能。工业生产往往还需要大量的蒸汽，蒸汽的产生也需要消耗大量热能。传统热能提供的方法主要通过化石燃料的燃烧或电加热，需要耗费巨大能量，燃料燃烧还造成了环境污染，而热泵技术则可以通过消耗少量的电能从低温热源中提取能量，以热泵工质为载体将热能温度升高并供给用户，因此热泵可以比传统的加热方法节约数倍的能量消耗。就余热回收式热泵而言，其主要利用生产生活中产生的废热形成低温热源，同时部分系统也采用空气、土壤、水源作为辅助低温热源，选取合适的热泵工质和循环系统，即可大幅度提升热能品质，并供给用户侧。
目前用于余热回收的热泵系统主要包括压缩式热泵和吸收式热泵，在包括热电和化工等行业的余热回收中扮演了重要角色。除此之外，基于特定场景的吸收式换热技术和热泵干燥技术的重要性也越来越明显，并在远距离供热和工农业干燥中发挥了重要作用。
压缩式热泵
蒸汽压缩式热泵系统是最常见的热泵系统之一，热泵工质在低温热源的加热下，发生蒸发相变，之后低温的热泵工质蒸汽进入压缩机，在压缩过程中增压升温，压缩机出口排出的高温高压热泵工质进入冷凝器相变放热，将蒸发、压缩中吸收的能量传递到高温侧。近年来兆瓦级的压缩式热泵在工业余热回收中取得了快速进展，下图所示的就是应用于钢铁厂余热回收供暖的独立双系统离心式压缩热泵机组，在实现30℃以上的温度提升下可以保证系统COP在6以上，单机制热量达到了9 MW以上。
图1用于余热回收的独立双系统离心式压缩热泵机组
蒸汽压缩式热泵这个名词经常与工业热泵联系在一起，主要用于热供应过程的余热回收，也称之为高温热泵，这也是近年来压缩式热泵的研究热点。在实际应用中，由于存在热源温度较低，用热温度高等问题，常常要对热泵系统进行一些优化设计，由此形成了如喷射压缩式热泵、双级压缩等热泵系统。在循环以外，高温循环工质是压缩式高温热泵的“血液”，热泵工质往往从制冷剂中选取，同时制冷剂与润滑油混合后的热稳定性也是系统设计中需要重点考虑的因素，此外热泵工质需要具有与金属材料或其他化学材料良好的相容性，避免在运行过程中降解。下图就是以水蒸气为工质的超高温压缩式热泵（VHTHP），当系统温升为40℃时，此时冷凝温度为127℃，系统COP为4.2。
图2 热泵技术的划分与水蒸气热泵
对高温热泵来说，目前的研究方向主要集中在新型制冷剂的开发和利用，系统循环形式的优化与系统供热温度的提升这几个方面。而为了实现如上目标，R1336mzz(Z)、R1233zd(E)或R718（水）等新工质的应用，抑或是大型离心式压缩机、螺杆式压缩机的开发都引起了学界和产业界的关注和研究。尽管高温热泵技术已经在许多工业和生活应用场景下开始发挥了作用，然而由于缺乏对工业用热的明确认识、低GWP环保制冷剂的匮乏以及相比与电力与化石燃料的较高的投入成本，高温热泵技术的推广仍然存在着许多困难。未来高温热泵领域的研究主要将集中在以下几个方面：高温换热器和压缩机的设计、高效热力循环构建和热泵系统部件材料优化。
吸收式热泵
工业余热具有体量大和温度分布复杂的特点，此外在进行工业余热回收时用户侧的需求也通常是多变的，除了低温段的供暖和生活热水需求外，还包括中温段的工业流程预热和高温段的工业蒸汽供给等。吸收式热泵以高温蒸汽、余热热水、化石能源燃烧等的热能为驱动能源，通过不同的循环方式实现热能的品位提升或体量增加等目的，在采用不同热源、余热和热泵循环时可以满足60~150℃的热能输出，是工业余热利用的重要方式之一。与只有升温型的压缩式热泵不同，吸收式热泵不但具有升温型的热泵循环还具有增量型的热泵循环方式，一般增量型的吸收式热泵被称为第一类吸收式热泵，而升温型吸收式热泵被称为第二类吸收式热泵或吸收式热变温器。增量型吸收式热泵在采用高温热源驱动的时候可以回收低温余热并进行温度提升，而中温输出热量是高温热源量与低温余热回收量之和，因此可以达到热能增量的目的。升温型吸收式热泵在仅以中温余热进行驱动时，可以产生高温的输出，因此可以达到热能品位提升的目的。吸收式热泵对于热能品位和体量的灵活转换也使得它非常适合于工业余热回收与转换。
第一类吸收式热泵在用于余热回收时输出温度不高，因此其主要目的是供暖。IEA热泵中心的工业热泵报告中介绍了吸收式热泵应用于奥地利一家生物质能发电站的案例，该电站采用77%的木材和23%的内部加工残留物作为燃料，可提供5 MW的电量输出和30 MW的热输出。本案例中用了容量为7.5 MW的吸收式热泵回收烟气中的余热，当吸收式热泵蒸发温度低于50 ℃时即可达到烟气露点温度并从烟气中回收水蒸气的冷凝热。吸收热泵的驱动热源来自蒸汽轮机中温度为165 ℃的蒸汽，并向区域供暖提供95 ℃的热输出。
图3 用于低温余热回收供暖的一类吸收式热泵
第二类吸收式热泵的输出温度高，因此其主要目的是工业用热供给。例如在橡胶合成工业中，反应釜顶部产生温度约为96.5℃的热气需要被冷却从而回收其中温度约为80℃的冷凝水，另一方面反应釜底部需要持续地供给102.5℃热输入，这部分原本需要采用蒸汽进行加热，而如果采用二类吸收式热泵一方面回收反应釜顶部气体释放的冷凝热，另一方面为反应釜底部提供高温热输入就可以达到节省蒸汽的目的。
现阶段基于常规流程的吸收式热泵的应用已经逐渐成熟，包括一类二类热泵和单效、双效以及两级等多种流程也可以满足余热回收的基本需求，并已经在工业余热回收中广泛使用，一些具体实施的案例也具有可观的经济和环境效益，其进一步推广仍然依赖于系统的经济性，因此吸收式热泵的未来发展主要包括：（1）结合余热回收的实际场景进一步提升吸收式热泵效率、适应性和整个余热回收系统的能量回收效率是进一步推广应用的关键。（2）结合实际余热回收场景进行带有热能转换的复杂余热换热网络优化以及因地制宜地开发多种先进吸收式热泵技术仍然是需要高校和产业共同努力的方向。
吸收式换热技术
低品位余热源与需求间往往存在显著的空间差异性，例如在余热回收供暖中余热往往在工业园区比较集中，但用热方则是居民区并远离工业园区。作为提取低品位工业余热实现供热的重要手段，吸收式热泵与吸收式换热器被广泛应用在集中供热系统中，其中吸收式换热器更擅长低品位热量的长距离输送，并可以分为第一类和第二类吸收式换热器。
第一类吸收式换热器可以实现小流量侧的热源出口温度低于大流量侧热汇的进口温度，其本质上是第一类吸收式热泵与水-水换热器的组合，一次网水（热源测热水）首先经过吸收式热泵的发生器作为热源，将一部分热量通过冷凝器传递给一部分二次网水（热汇侧热水），之后发生器的一次网出水进入水-水板式换热器，将热量进一步释放给一部分二次网水，进而板换出口的一次网水最终进入吸收式热泵的蒸发器进一步降温，其热量抬升品位后用于加热一部分二次网热水，最终实现一次网出水温度低于二次网进水温度。第一类吸收式换热器可以在末端热力站比常规技术实现更低的回水温度，并提升热能输配能力。
第二类吸收式换热器可以实现小流量侧热汇的出口温度高于大流量侧热源的进口温度，实质上是第二类吸收式热泵与水-水换热器的组合。热源分成三部分，一部分进入发生器，将热量通过冷凝过程释放给热汇侧进口热水，同时热源温度与热汇侧进口段温度之间形成驱动温差，制备出浓溶液；之后冷凝器出口的热汇侧热水进入水-水板换被一部分热源加热，之后热汇侧热水进入吸收器，同时最后一部分低品位热源被送入蒸发器，在驱动温差的作用下，低品位热源抬升品位后将热量释放给溶液进而释放给热汇侧热水，使得热汇侧热水经过吸收器后输出系统最高温度的出水，从而使得热汇侧出水高于热源侧进水。第二类吸收式换热器可以在低品位热源供给段提升低品位热源供给温度，并提升热能输配能力。
吸收式换热器的典型应用是利用两类吸收式换热器实现低品位余热的长距离输送。如图所示，在热源处通过第二类吸收式换热器将热量从小的供回水温差变换为一次网大的供回水温差以进行长距离输热；在末端热力站，通过第一类吸收式换热器，将热量自一次网的大供回水温差变换为二次网的小供回水温差，用于建筑末端的供热。从而加大热量的输送温差，实现低品位工业余热的长距离输送。
图4 基于吸收式换热器的远距离热输送
热泵干燥技术
采用热泵进行余热回收所产生的热量不但可以用于供暖，还可以广泛应用于工农业生产中的干燥过程。干燥是以热的方式将水分从物料中脱除的过程，也是高耗能生产单元，在一些产品生产中，干燥过程所消耗的能量甚至占到生产总能耗的30%-70%，因此在保证物料干燥品质的前提下需要寻求降低能耗的方式十分重要。和传统干燥方式相比，热泵干燥具有很多优点，包括具有更高的能源利用效率以及受外部天气因素影响较小等，在与余热回收结合后可以达到进一步提升能效的目的。
图5 热泵除湿干燥技术原理与半开式烟草热泵干燥系统实物
目前热泵干燥系统多采用蒸汽压缩式的空气源热泵，其具有更广泛的适应性。根据实际应用需求将热泵干燥技术分为如下几类：除湿型、双热源型、半开式、密闭主机室型、多级串联型和水蒸气直接压缩型。为了实现更加节能和高效的热泵干燥，近年来该技术主要在以下方面取得了进展。
（1）结合多能互补的新思路开展研究工作，包括与太阳能、微波、余热和电热等的结合。与太阳能结合的主要特点是以太阳能为主，晚上利用热泵补热。与微波干燥结合的特点是干燥初期高湿阶段采用热泵，后期以微波为主进行干燥以降低干燥时间。与蒸汽、电热耦合主要是在热泵达不到的80ºC以上的高温升温阶段使用。
（2）结合干燥工艺开展相关研究工作，围绕热泵特点开发不同的干燥工艺设备。相关研究非常多，农业方面包括烟叶、玫瑰花、红枣、山药等都已得到一定的应用，最大宗是南方稻谷干燥开始大量采用热泵，东北的热泵玉米干燥技术也在发展。工业方面包括污泥、挂面、蚊香、木材、树脂等的热泵烘干技术也在逐渐展开。当前，传统工业干燥的废气排放愈来愈严格，白烟和异味的控制成为重点，采用热泵干燥有可达到近零排放的要求，会有很大的发展空间。
（3）结合具体干燥物料对象的不同，有针对性的开展新技术、新装备的开发，这对热泵干燥技术应用领域的不断开拓有重要的意义。南方由于四季温度较高，空调制热模式的热泵干燥技术得到了快速的发展；但对于北方地区冬季低温的特定情况，国内开发了密闭主机室配合低温空气源热泵和相变材料蓄热的新思路，系统操作简单易行，得到了一定的发展推广。针对东北冬季粮食干燥的特点，国内开发了综合多级串联除湿、梯级加热及热管回热的完整方案，表明在冬季严寒条件下可以得到高于南方环境条件下的热泵干燥效率。
热泵的余热回收集中供暖解决方案。
余热回收解决方案通过回收低品位工业余热，生产高温热水用于市政供暖或工艺加热，帮助企业实现节能、减排目标。可广泛应用于热电厂、企业自备电厂、市政污水厂、工矿企业及石油化工等领域。
江森自控通过技术创新，以高性能产品及创新方案为企业带来经济、环境及社会综合收益，为中国节能、减排事业做出积极贡献。
江森自控工业级余热回收式热泵，采用开式设计，驱动方式可灵活选用电机驱动或蒸汽透平驱动。热泵产品主要包括电驱动的YEWS，YS，YK，CYK及蒸汽驱动的Titan OM。单机制热量范围从400KW 到30MW，热水出水温度范围从45℃到82℃。
特色产品
约克TITAN™多级离心式热泵
江森自控旗下约克TITAN™工业级离心式热泵机组，单机制热能力达30MW，单机热水出水温度可达82℃，可广泛应用于区域能源中心、大型工业厂房、城市集中供暖等大型集中供热/采暖场合。
约克YDST单级离心式高温热泵机组
此机组回收利用电厂凝汽器冷却水低品位热量，用于城市大规模集中供暖，也可增加热电厂供热能力，降低热电厂运行能耗，节能、节水、减排。
成功案例
沈阳市政污水余热回收集中供暖
山东某热电厂冷却水余热回收集中供暖
市场活动
第四届中国国际分布式能源及储能技术设备展览会
约克TITAN™多级离心式热泵
约克YDST单级离心式高温热泵机组
离心式热泵工业余热回收解决方案
论文蒸汽驱动型压缩式热泵在热电厂余热回收中的应用
蒸汽驱动型离心式热泵在热电厂及市政污水厂余热回收集中供暖中的应用
“超越电动”：看BMW i品牌如何成就未来豪华出行
汽势Auto-First|孙金凤
随着电动化成为全球汽车发展的大趋势，豪华品牌的电动化也在加快脚步。
德系豪华品牌三强BBA（奔驰、宝马、奥迪）已吹响大举进攻电动车的号角，并制定了雄心勃勃的发展规划。紧随其后的是雷克萨斯、凯迪拉克、沃尔沃等二线豪华品牌。与此同时，中国车企也不甘落后，北汽极狐、东风岚图、上汽智己、吉利极氪等高端新能源品牌接连诞生。加上特斯拉和“蔚小理”等造车新势力，高端电动车市场未来的激烈厮杀已经是可以预见的事情。
不可否认，新能源是条新赛道，燃油车领域的竞争优势未必能在这个领域延续。谁能抢先通过产品、理念、营销模式上的创新，打动消费者，谁就能在未来的竞争中赢得更多胜算。
最近，宝马在电动化方面的动作令人关注。宝马集团首个为BMW i品牌定制的“超越电动 BMW i灵感空间”巡展，正在全国展开。这次历时两个半月、落地10座城市的大型巡展，被外界看做是BMW i品牌旗下两款重磅新车——创新BMW iX和创新BMW i4上市前的路演，同时也是让消费者近距离体验BMW i品牌“超越电动”的创新精神及品牌内涵的绝佳机会。
BMW i灵感空间巡展，两款创新车型诠释i品牌
创新BMW iX和创新BMW i4两款重磅新车是此次巡展的绝对主角。BMW iX已经在上海和成都车展亮相，首次与全国消费者近距离接触。而BMW i4则是刚刚在德国慕尼黑车展全球首发，首次在中国市场亮相。
在创新BMW iX上，我们可以看到宝马对未来出行和未来豪华的思考和追求。宝马集团在设计、数字互联、电动化和自动驾驶等战略创新领域的最新成果，都毫不保留的用在了这款车上。
秉承极简主义设计风格，BMW iX由内而外营造了移动的“现代豪华会客厅”氛围，并采用了BMW有史以来最简约的内饰，削减了50%物理按钮、取消了传统的中控台。与此同时，新车还搭载了“Shy Tech隐形科技”,将科技隐藏于无形。
代表宝马全新电动化、数字化征程的全新BMW iDrive，被率先搭载在创新BMW iX上，BMW操作系统8.0、一体式悬浮曲面屏、经过重新设计的控制面板和用户界面，以及强大的互联和数据处理能力，将驾驶者与车辆之间的互动带入日益智能的数字化未来。首次搭载的5G互联技术和千兆以太网的应用，也为云计算、车路协同和自动驾驶功能的不断升级做好了准备。
首次在中国亮相的BMW首款纯电动四门轿跑车创新BMW i4，将澎湃驾驶乐趣、运动轿跑美学与数字科技融为一体，树立电动驾驶标杆。
创新BMW i4搭载第五代eDrive电驱技术，配合先进的底盘技术、智能轻量化设计以及优异的空气动力学特性，塑就了极致的运动性能。BMW i4 M50是BMW M 家族的首款纯电动车型，该车通过前桥与后桥的两台电动机，可产出400 千瓦 / 544马力的最大输出功率，峰值扭矩高达795牛米，零到百公里加速仅需3.9秒，在WLTP标准下续航里程可达510公里，为用户打造超越同级的电动驾驶体验。
这两款产品作为宝马集团电动化战略最新成果，融汇了宝马集团在数字互联和电动化等创新领域的技术结晶，也全面展示了宝马集团电动化的最新进程。
据汽势Auto-First了解，创新BMW iX将在今年年底正式上市。
全生态链布局 构建与用户全新的沟通方式
宝马是最早布局和践行电动化战略的豪华品牌。早在2011年初，宝马就发布了全新的电动子品牌"i" ，并很快推出了量产车型 i3与i8，让中国消费者初步体验到了“电动宝马”的魅力。
如今创新BMW iX和创新BMW i4的推出，不仅标志着i品牌的发展步入全新阶段，同时也意味着宝马集团的电动化转型进入第二阶段。在这个阶段，宝马更注重全生态链的布局，为用户带来全方位的电动出行体验。
除了BMW iX和BMW i4这样的创新产品外，宝马还在补能、用户生态和电池等方面全方位布局。
为了优化用户的电动出行体验，解决续航忧虑，目前，宝马集团在不断扩充经销商充电站，预计今年可扩展到350家。同时，宝马也正在加速接入国网电动汽车公司绿电服务。通过与主流充电服务运营商的密切合作，计划到2021年底，宝马充电桩数量将达到36万根，包括15万根直流快充充电桩。
此外，宝马还不断完善品牌专属充电站的建设，覆盖机场、商场、酒店等新能源车重点使用区域。目前，BMW品牌专属预约停车充电服务已推广至国内5大城市的6座机场以及全国10多个热门商圈。
除了积极布局充电网络建设之外，宝马还为用户搭建了充电服务平台。BMW新能源车用户可以通过BMW车载互联驾驶、BMW云端互联APP等多个渠道，轻松便捷地查找最近的充电桩、查看充电桩实时使用状态，并在线上完成预约和付款，享受便捷的一站式服务。
在“三电”核心技术上，2025年宝马将推出第六代BMW eDrive电力驱动系统，搭载在“新世代”车型系列 (DIE NEUE KLASSE)上。同时，宝马集团携手合作伙伴向固态电池新创企业 Solid Power投资1.3亿美元，计划在2022年开展100 安时固态电芯车规级标准的测试及整车的集成，2025年前推出应用固态电池的原型车，并在2030年前将技术应用于量产车。
打造最绿色电动车，可持续发展贯穿产业链始终
更值得关注的是，与其他车企发布的电动化战略不同，作为豪华车市场的引领者，宝马集团的目标是打造“最绿色“的电动车。
宝马是首家提出从产品全生命周期来看碳减排的汽车公司。在宝马来看，豪华与可持续密不可分，宝马“最绿色”的电动车是产品全生命周期的“绿色”，包括从设计开发、供应链、生产、使用到回收阶段，针对供应商、 生产及使用阶段分别提出明确的碳减排目标。
按照宝马制定的最新计划，到2030年，平均单车全生命周期碳排放将较2019年降低40%。其中，供应链端单车平均减排较2019年减少20%、生产层面减排80%、使用阶段减排50%。至2030年，宝马集团全产业链减碳目标为2亿吨。2050年将实现全价值链碳中和的目标。
事实上，宝马全生命周期的减排计划已经在创新BMW iX和 创新BMW i4上得以充分体现。
以 BMW iX 为例，其开发和生产中不再使用稀土材料，再生铝的比例也不断增加;电池阴极材料中原料钴的比例已可降至10%以下。高压蓄电池组中使用的锂来自于澳大利亚的硬岩矿，并且根据公司的环境和可持续性标准开采。
同时，宝马还注重资源的循环利用。BMW iX中控台上的控制面板采用可持续生产的FSC认证木材；内饰和织物均采用了大量再生材料制作，例如织物/微纤维内饰采用了50%的再生聚酯纤维材料，地毯地垫更是采用了100%再生尼龙材料；座椅真皮采用橄榄叶萃取物处理，而非传统的鞣制剂，这些萃取物来自于每年在欧洲修剪橄榄树林后收集的树叶。
可持续发展的理念贯穿电动化进程始终，BMW i品牌所打造的“最绿色”电动车的愿景正在一步步实现。而产品全生命周期的减排打造出的“最绿色”汽车，也将吸引拥有相同理念的消费者，与宝马一道，为节能减排贡献力量。
汽势观点：
今年是宝马的电气化大年，创新BMW iX和创新BMW i4的推出，将进一步完善宝马电动化产品矩阵，让消费者体验到“超越电动”的出行体验。而从这两款创新车型上，也让人们看到了BMW i品牌打造最绿色电动汽车的品牌愿景，以及引领豪华、可持续、智能化出行的发展蓝图。
未来，宝马还将推出纯电动BMW 5系、BMW 7系、BMW X1等众多纯电动车型。至2023年，宝马集团将在全球提供约13款纯电动车型，纯电动车型将覆盖几乎目前BMW品牌进入的每个细分市场。到2025年，宝马集团将进入电动化发展全新阶段，并推出 “新世代”车型系列 (DIE NEUE KLASSE)。未来10年中，公司预计将在全球完成约1000万辆宝马集团纯电动车的交付。到2030年，纯电动车型有望占据宝马集团全球销量的一半。可以看到，宝马正在加速电动化转型，持续引领豪华车市。
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汽势Auto-First|孙金凤
随着电动化成为全球汽车发展的大趋势，豪华品牌的电动化也在加快脚步。
德系豪华品牌三强BBA（奔驰、宝马、奥迪）已吹响大举进攻电动车的号角，并制定了雄心勃勃的发展规划。紧随其后的是雷克萨斯、凯迪拉克、沃尔沃等二线豪华品牌。与此同时，中国车企也不甘落后，北汽极狐、东风岚图、上汽智己、吉利极氪等高端新能源品牌接连诞生。加上特斯拉和“蔚小理”等造车新势力，高端电动车市场未来的激烈厮杀已经是可以预见的事情。
不可否认，新能源是条新赛道，燃油车领域的竞争优势未必能在这个领域延续。谁能抢先通过产品、理念、营销模式上的创新，打动消费者，谁就能在未来的竞争中赢得更多胜算。
最近，宝马在电动化方面的动作令人关注。宝马集团首个为BMW i品牌定制的“超越电动 BMW i灵感空间”巡展，正在全国展开。这次历时两个半月、落地10座城市的大型巡展，被外界看做是BMW i品牌旗下两款重磅新车——创新BMW iX和创新BMW i4上市前的路演，同时也是让消费者近距离体验BMW i品牌“超越电动”的创新精神及品牌内涵的绝佳机会。
BMW i灵感空间巡展，两款创新车型诠释i品牌
创新BMW iX和创新BMW i4两款重磅新车是此次巡展的绝对主角。BMW iX已经在上海和成都车展亮相，首次与全国消费者近距离接触。而BMW i4则是刚刚在德国慕尼黑车展全球首发，首次在中国市场亮相。
在创新BMW iX上，我们可以看到宝马对未来出行和未来豪华的思考和追求。宝马集团在设计、数字互联、电动化和自动驾驶等战略创新领域的最新成果，都毫不保留的用在了这款车上。
秉承极简主义设计风格，BMW iX由内而外营造了移动的“现代豪华会客厅”氛围，并采用了BMW有史以来最简约的内饰，削减了50%物理按钮、取消了传统的中控台。与此同时，新车还搭载了“Shy Tech隐形科技”,将科技隐藏于无形。
代表宝马全新电动化、数字化征程的全新BMW iDrive，被率先搭载在创新BMW iX上，BMW操作系统8.0、一体式悬浮曲面屏、经过重新设计的控制面板和用户界面，以及强大的互联和数据处理能力，将驾驶者与车辆之间的互动带入日益智能的数字化未来。首次搭载的5G互联技术和千兆以太网的应用，也为云计算、车路协同和自动驾驶功能的不断升级做好了准备。
首次在中国亮相的BMW首款纯电动四门轿跑车创新BMW i4，将澎湃驾驶乐趣、运动轿跑美学与数字科技融为一体，树立电动驾驶标杆。
创新BMW i4搭载第五代eDrive电驱技术，配合先进的底盘技术、智能轻量化设计以及优异的空气动力学特性，塑就了极致的运动性能。BMW i4 M50是BMW M 家族的首款纯电动车型，该车通过前桥与后桥的两台电动机，可产出400 千瓦 / 544马力的最大输出功率，峰值扭矩高达795牛米，零到百公里加速仅需3.9秒，在WLTP标准下续航里程可达510公里，为用户打造超越同级的电动驾驶体验。
这两款产品作为宝马集团电动化战略最新成果，融汇了宝马集团在数字互联和电动化等创新领域的技术结晶，也全面展示了宝马集团电动化的最新进程。
据汽势Auto-First了解，创新BMW iX将在今年年底正式上市。
全生态链布局 构建与用户全新的沟通方式
宝马是最早布局和践行电动化战略的豪华品牌。早在2011年初，宝马就发布了全新的电动子品牌"i" ，并很快推出了量产车型 i3与i8，让中国消费者初步体验到了“电动宝马”的魅力。
如今创新BMW iX和创新BMW i4的推出，不仅标志着i品牌的发展步入全新阶段，同时也意味着宝马集团的电动化转型进入第二阶段。在这个阶段，宝马更注重全生态链的布局，为用户带来全方位的电动出行体验。
除了BMW iX和BMW i4这样的创新产品外，宝马还在补能、用户生态和电池等方面全方位布局。
为了优化用户的电动出行体验，解决续航忧虑，目前，宝马集团在不断扩充经销商充电站，预计今年可扩展到350家。同时，宝马也正在加速接入国网电动汽车公司绿电服务。通过与主流充电服务运营商的密切合作，计划到2021年底，宝马充电桩数量将达到36万根，包括15万根直流快充充电桩。
此外，宝马还不断完善品牌专属充电站的建设，覆盖机场、商场、酒店等新能源车重点使用区域。目前，BMW品牌专属预约停车充电服务已推广至国内5大城市的6座机场以及全国10多个热门商圈。
除了积极布局充电网络建设之外，宝马还为用户搭建了充电服务平台。BMW新能源车用户可以通过BMW车载互联驾驶、BMW云端互联APP等多个渠道，轻松便捷地查找最近的充电桩、查看充电桩实时使用状态，并在线上完成预约和付款，享受便捷的一站式服务。
在“三电”核心技术上，2025年宝马将推出第六代BMW eDrive电力驱动系统，搭载在“新世代”车型系列 (DIE NEUE KLASSE)上。同时，宝马集团携手合作伙伴向固态电池新创企业 Solid Power投资1.3亿美元，计划在2022年开展100 安时固态电芯车规级标准的测试及整车的集成，2025年前推出应用固态电池的原型车，并在2030年前将技术应用于量产车。
打造最绿色电动车，可持续发展贯穿产业链始终
更值得关注的是，与其他车企发布的电动化战略不同，作为豪华车市场的引领者，宝马集团的目标是打造“最绿色“的电动车。
宝马是首家提出从产品全生命周期来看碳减排的汽车公司。在宝马来看，豪华与可持续密不可分，宝马“最绿色”的电动车是产品全生命周期的“绿色”，包括从设计开发、供应链、生产、使用到回收阶段，针对供应商、 生产及使用阶段分别提出明确的碳减排目标。
按照宝马制定的最新计划，到2030年，平均单车全生命周期碳排放将较2019年降低40%。其中，供应链端单车平均减排较2019年减少20%、生产层面减排80%、使用阶段减排50%。至2030年，宝马集团全产业链减碳目标为2亿吨。2050年将实现全价值链碳中和的目标。
事实上，宝马全生命周期的减排计划已经在创新BMW iX和 创新BMW i4上得以充分体现。
以 BMW iX 为例，其开发和生产中不再使用稀土材料，再生铝的比例也不断增加;电池阴极材料中原料钴的比例已可降至10%以下。高压蓄电池组中使用的锂来自于澳大利亚的硬岩矿，并且根据公司的环境和可持续性标准开采。
同时，宝马还注重资源的循环利用。BMW iX中控台上的控制面板采用可持续生产的FSC认证木材；内饰和织物均采用了大量再生材料制作，例如织物/微纤维内饰采用了50%的再生聚酯纤维材料，地毯地垫更是采用了100%再生尼龙材料；座椅真皮采用橄榄叶萃取物处理，而非传统的鞣制剂，这些萃取物来自于每年在欧洲修剪橄榄树林后收集的树叶。
可持续发展的理念贯穿电动化进程始终，BMW i品牌所打造的“最绿色”电动车的愿景正在一步步实现。而产品全生命周期的减排打造出的“最绿色”汽车，也将吸引拥有相同理念的消费者，与宝马一道，为节能减排贡献力量。
汽势观点：
今年是宝马的电气化大年，创新BMW iX和创新BMW i4的推出，将进一步完善宝马电动化产品矩阵，让消费者体验到“超越电动”的出行体验。而从这两款创新车型上，也让人们看到了BMW i品牌打造最绿色电动汽车的品牌愿景，以及引领豪华、可持续、智能化出行的发展蓝图。
未来，宝马还将推出纯电动BMW 5系、BMW 7系、BMW X1等众多纯电动车型。至2023年，宝马集团将在全球提供约13款纯电动车型，纯电动车型将覆盖几乎目前BMW品牌进入的每个细分市场。到2025年，宝马集团将进入电动化发展全新阶段，并推出 “新世代”车型系列 (DIE NEUE KLASSE)。未来10年中，公司预计将在全球完成约1000万辆宝马集团纯电动车的交付。到2030年，纯电动车型有望占据宝马集团全球销量的一半。可以看到，宝马正在加速电动化转型，持续引领豪华车市。
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