二氧化碳冷媒空气能：这5个品牌已实现量产

在全球气候变暖与能源转型的双重压力下，制冷行业正经历一场以环保为核心的深刻变革。传统氟利昂制冷剂因对臭氧层的破坏和温室效应问题，逐渐被天然工质替代。其中，二氧化碳(CO₂，R744)凭借零臭氧层破坏潜能(ODP=0)、极低全球变暖潜能(GWP=1)以及优异的热力学性能，成为下一代制冷剂的核心方向。截至2025年，已有5个品牌率先突破技术瓶颈，实现二氧化碳冷媒空气能产品的规模化量产，为全球节能减排提供了创新解决方案。

一、技术突破：从实验室到量产的跨越

二氧化碳冷媒空气能的核心技术在于跨临界循环系统。与传统亚临界循环不同，CO₂在跨临界状态下需承受7.38MPa以上的高压，对压缩机、换热器等关键部件的材料强度、密封性和耐久性提出极高要求。早期技术瓶颈导致设备成本高、能效比低，限制了商业化应用。然而，随着材料科学(如高强度合金钢、陶瓷涂层)和压缩机技术(如双级压缩、涡旋式设计)的突破，CO₂系统的能效已接近甚至超越传统制冷剂，且在高温工况下表现更优。

例如，东芝通过优化压缩机涡旋结构，将CO₂系统的排气温度降低15%，同时采用膨胀机回收膨胀功，使跨临界循环效率提升20%;海尔PROFROID品牌则通过专利喷射器技术，在-30℃低温环境下仍能稳定制热，填补了传统空气能在极端气候下的应用空白。这些技术突破为量产奠定了基础。

二、五大领军品牌：量产实力与市场布局

1. 东芝(TOSHIBA)：全球技术标杆，深耕高端市场

作为最早布局CO₂技术的企业之一，东芝自2018年推出首款CO₂热泵热水机以来，已形成覆盖家用、商用、工业领域的全系列产品线。其产品采用日本原装进口压缩机，搭配YUS190不锈钢防腐内胆和直流变频水泵，在耐腐蚀性、节能性和稳定性上表现卓越。例如，东芝CO₂热泵热水机在55℃高温工况下，COP(能效比)仍可达4.5，较传统电热水器节能75%。目前，东芝CO₂产品已进入中国、欧洲、北美市场，2025年全球销量突破50万台，成为高端空气能市场的领导者。

2. 海尔(Haier)& PROFROID：双品牌协同，覆盖全场景需求

2025年，海尔通过并购欧洲CO₂技术第一品牌PROFROID，完成技术整合与产能升级。PROFROID拥有44项CO₂制冷专利，其超临界循环系统可实现-35℃至65℃宽温域运行，适用于北方采暖、南方制冷及工业烘干等场景。海尔则依托本土化优势，推出多联机、热泵和集成机房三大新品方案：多联机APF6.4超一级能效搭配AI智能管控，节能30%;热泵采用R32+CO₂混合冷媒，兼顾环保与成本;集成机房支持多机并联，施工周期缩短50%。目前，海尔CO₂产品已应用于廊涿高速服务区、山姆超市等项目，累计减少碳排放超10万吨。

3. 美的(Midea)：规模化生产，性价比优势显著

美的凭借全球最大的空调生产基地和完善的供应链体系，成为CO₂空气能量产成本控制的佼佼者。其CO₂热泵产品采用全封闭涡旋压缩机，通过优化管路设计降低高压侧阻力，使系统压力较传统方案降低20%，设备寿命延长至15年以上。此外，美的通过模块化设计实现快速组装，单台设备生产周期仅需3天，较行业平均水平缩短40%。2025年，美的CO₂产品在中国市场的占有率达32%，成为家庭用户和中小商家的首选品牌。

4. 开利(Carrier)：工业制冷专家，拓展商用领域

作为全球暖通空调巨头，开利在工业制冷领域深耕多年，其CO₂复叠式制冷系统已广泛应用于超市冷柜、冷链物流等场景。例如，开利为欧洲某大型连锁超市设计的CO₂复叠系统，采用NH₃/CO₂双级循环，较传统R404A系统节能40%，且氨充注量减少80%，大幅降低泄漏风险。2025年，开利推出首款商用CO₂空气能热泵，通过智能除霜技术解决低温结霜难题，在-20℃环境下仍能保持85%制热量，填补了北方商用采暖市场的空白。

5. 约克(YORK)：工程经验丰富，定制化服务领先

约克凭借在大型建筑空调领域的百年经验，为CO₂空气能提供定制化解决方案。其产品采用双级压缩+经济器设计，将排气温度控制在120℃以内，避免润滑油分解，确保系统长期稳定运行。例如，约克为某数据中心设计的CO₂热泵系统，通过余热回收技术将服务器散热转化为采暖热水，全年综合能效比(EER)达5.2，较传统电加热节能80%。目前，约克CO₂产品已覆盖数据中心、医院、酒店等高端商用场景，成为节能改造的首选品牌。

三、市场前景：从政策驱动到需求爆发

全球碳中和目标为CO₂空气能市场注入强劲动力。欧盟《F-gas法规》要求2030年氟利昂使用量削减80%，中国《绿色高效制冷行动方案》则明确将CO₂列为重点推广工质。据预测，2025-2030年全球CO₂空气能市场规模将以年均25%的速度增长，2030年有望突破500亿美元。

技术成熟与成本下降是市场爆发的关键。随着量产规模扩大，CO₂系统成本已较5年前下降40%，接近传统制冷剂水平。同时，其高温制热、宽温域运行等优势在北方采暖、工业烘干等场景中展现出不可替代性。例如，在河北某煤炭改燃煤锅炉项目中，CO₂热泵较空气源热泵节能15%，且无需地质勘探，施工周期缩短60%，成为政府补贴的重点方向。

四、挑战与机遇：技术迭代与生态共建

尽管量产已实现，CO₂空气能仍面临两大挑战：一是极端气候下的能效优化，二是消费者认知度不足。对此，企业正通过技术创新和生态合作破局。例如，东芝研发的AI自适应控制算法，可根据环境温度动态调整压缩频率，使系统在-30℃至55℃范围内始终保持最佳能效;海尔则联合中国标准化研究院制定CO₂设备安装规范，推动行业标准化发展。

未来，随着材料科学(如石墨烯涂层提升换热效率)和智能控制(如物联网远程监控)的进一步突破，CO₂空气能有望从专业领域走向大众市场，成为全球能源转型的标志性产品。

结语：绿色革命的先行者

二氧化碳冷媒空气能的量产，不仅是制冷技术的突破，更是人类应对气候变化的主动选择。东芝、海尔、美的、开利、约克五大品牌的先行实践，证明了环保与经济性可以兼得。随着技术迭代和市场规模扩大，CO₂空气能正从“替代方案”升级为“主流选择”，引领全球制冷行业迈向零碳未来。