热泵的PVT准备度——定义与市场概况
2026年5月17日
PVT集热器可以为热泵制造高效的热源，但也带来了特殊的技术挑战。与传统热源如环境空气或浅层地热能不同，PVT集热器可提供更宽广且更具动态性的温度范围。夏季盐水温度可升至70°C，寒冷的冬夜可降至-15°C以下。 因此，热泵必须在剧烈波动的条件下可靠运行。市面上并非所有设备都为此设计。为解决这一问题，德国研究计划IntegraTE-XL制定了热泵PVT准备度的定义。联盟还分析了哪些产品已通过适应控制系统或制冷电路设计满足这些苛刻需求。
为解决这一问题，德国研究项目IntegraTE-XL制定了热泵“PVT准备度”的定义。联盟还分析了哪些产品已通过适应控制系统或制冷电路设计满足这些苛刻需求。
研究人员区分了两种系统配置。第一种情况下，PVT集热器是热泵的唯一热源。第二种情况下，它们与地热源协同工作。在这两种情况下，联盟都认为电加热元件应仅在紧急情况下工作。目标主要是在极端天气条件下实现单价运行或双价并联运行。编译 陈讲运
什么样的热泵PVT就位？
联盟已就以下定义达成一致。
盐水/水热泵已配备PVT集热器……
……如果热泵批准的热源温度范围是为PVT集热器在典型局部运行条件下提供的温度设计的，则该热源是唯一的热源。除了根据DIN EN 14511规定的标准操作点外，还必须规定热泵在热源最低允许温度和典型工作温度（例如家庭热水加热的55°C）下的最大热输出。在德国，源温范围在-15至70°C之间。 蒸发器的最高入口温度（例如30°C）可以通过制冷电路的特殊设计或由集成在热泵中的控制系统控制的混合阀来维持。
……作为额外的热源，如果热泵允许连接多个热源。此外，热泵控制系统必须能够选择温度更高的热源，同时保持热泵批准的源温范围。
九家供应商加入了调查
IntegraTE-XL联盟向18家热泵制造商发送了一份详细问卷。最终共有九家公司参与并提交产品进行评估：ait-deutschland、Ecoforest、Heim AG Heizsysteme、Heliopac、M-TEC、Nibe、Ratiotherm、Triple Solar和Waterkotte。由于ait-deutschland和Waterkotte均属于Nibe集团，调查实际上涵盖了同一企业集团的多个设备家族。
九家供应商列于表1和表2，每家列出一到两种选定的热泵类型。所选热泵的热输出功率从5千瓦到56千瓦不等，涵盖从独栋住宅到大型住宅和商业建筑的应用。所有供应商都确认，使用PVT集热器作为热源不会影响保修条件。
允许温度差异很大
PVT准备度的一个关键标准是允许的入口温度范围。大多数供应商已经支持极低的源温，范围在-12°C到-20°C之间。 一个例外是法国公司Heliopac的Solerpac型号，其温度仅获准至-5°C。 因此，Heliopac仅将该单元定位为具有额外热源的系统（见表2）。
在温度范围的上限，差异更大。根据设备不同，最高批准的源温度在20°C到55°C之间。 一些供应商——包括Heliopac、Ratiotherm和Triple Solar——甚至允许短期入口温度高达70°C。
为了保护热泵免受过高温度影响，有些系统要求在盐水回路中加装混合阀。重要的问题是热泵控制器是否能自动管理这个阀门。Heim、M-TEC和Triple Solar的PVT热泵10型已标配此功能，因此符合联盟对PVT准备状态的定义。生态森林使用热驱动的混合阀，无需主动控制即可操作。
其他厂商则直接在制冷电路内部解决了这个问题。例如，Ratiotherm使用内部中间电路，类似于内置的混合阀。三重太阳能的热泵5.0依赖电子控制膨胀阀和动态过热控制器，可在50°C以上温度下以低压缩机转速启动制冷回路。 制冷回路随后以最低压缩机转速循环，直到制冷剂冷却至50°C。 该工艺仅在公司自家的三重太阳能PVT元件中进行了测试。
表1 PVT热泵作为唯一热源所需的功能概述。有六种产品符合IntegraTE-XL设定的PVT准备定义。来源：制造商规格
PVT与地热能：有前景的组合
对于老旧建筑或屋顶空间有限的大型物业，将PVT集热器与地热能结合起来是一个有吸引力的解决方案。在这些系统中，屋顶的太阳能热能在阳光充足时再生地源，使地热钻孔体积显著缩小。根据系统设计的不同，最多可减少40%的节能。
在这种配置下，智能源管理尤为重要。热泵必须能够根据提供较高温度的地热源和PVT集热器切换。
根据调查，目前只有三款产品符合IntegraTE-XL对该运行模式的所有标准（见表2）：M-TEC的BHPA412、Ecoforest的ecoGEO Pro 2-10和Triple Solar的PVT热泵10s。
其他一些厂商也提供部分解决方案。例如，Ratiotherm提供了一个可选的控制单元，通过PVT集电电路实现地热源的再生。Heim、Heliopac 和 Waterkotte 依赖外部 PVT 控制器进行源管理。然而，联盟未将这些方案归类为完全PVT准备，因为控制装置未集成到热泵本身。
表2 PVT热泵作为添加热源所需的功能概述。有三种产品符合PVT准备定义。来源：制造商规格
市场仍处于早期阶段
调查显示，已有多家制造商将热泵调整以适应PVT集热器的严苛运行条件。然而，研究也强调，尤其是对于使用多热源的系统，仍有进一步开发空间。据IntegraTE-XL研究人员介绍，PVT系统市场的增长有助于加速创新，并鼓励更多制造商优化其产品以适应这一应用。
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1、关于征集《地埋管地源热泵耦合太阳能跨季节土壤储热系统技术规程》标准参编单位的通知
3、关于征集《冷热用相变储能设备检测评价标准》参编单位的通知
